KR20180078128A - 유기발광소자 및 유기발광장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시예는, 오목부 또는 볼록부(또는 제 2 실시예의 돌출부 및 평탄부)를 포함하는 제1전극, 제1전극 상에 배치되는 유기발광층 및 유기발광층 상에 배치되는 제2전극을 포함하는 유기발광소자 및 이를 포함하는 유기발광장치를 제공할 수 있다.

Description

유기발광소자 및 유기발광장치 {ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 광을 발하는 유기발광소자 및 유기발광장치에 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 엘리먼트들을 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.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 외부 발광효율을 향상시키고, 소비전력을 낮추는 유기발광소자 및 유기발광장치를 제공하는 데 있다.
본 실시예는, 오목부 또는 볼록부를 포함하는 제1전극, 제1전극 상에 배치되는 유기발광층 및 유기발광층 상에 배치되는 제2전극을 포함하는 유기발광소자 및 이를 포함하는 유기발광장치를 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예에 의하면, 외부 발광효율을 향상시키고, 소비전력을 낮출 수 있는 유기발광소자 및 유기발광장치를 제공할 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 유기발광장치의 단면도이다.
도 3a는 도 2의 X영역에 대한 확대 단면도이다.
도 3b는 도 2의 제1전극의 평면도 및 제1전극의 평면구조에 대응하는 도1의 X영역의 확대 단면도이다.
도 4은 도 2의 제3 절연층과 제1전극에서 단면의 일부를 절개한 부분 사시도이다.
도 5는 도 2의 X영역의 일부에 대한 확대 단면도로, 유기발광층에서 발광한 광의 광 경로를 도시하고 있다.
도 6는 비교예에 따른 유기발광장치에서 발광한 광의 광 경로를 도시한 도면 이다.
도 7은 박막 트랜지스터를 포함하는 제 1 실시예의 변형예에 따른 유기발광장치에서 제1전극을 형성하기 전의 단면도이다.
도 8a 및 8b는 제 1 실시예의 변형예에 따른 유기발광장치의 확대 단면도들이다.
도 9은 제 1 실시예의 변형예 따른 유기발광장치의 단면도이다.
도 10는 도 9의 Y영역에 대한 확대 단면도이다.
도 11는 도 9의 제3 절연층 및 반사판과 제1전극에서 단면의 일부를 절개한 부분 사시도이다.
도 12는 제 2 실시예에 따른 유기발광장치의 단면도이다.
도 13은 제 2 실시예에 따른 유기발광장치의 유기발광소자의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광장치의 전극패턴을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 15은 도 14 의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광장치의 광의 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 17는 실시예들에 따른 유기발광장치가 유기발광표시장치인 경우 유기발광표시장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 18은 실시예들에 따른 유기발광장치가 조명장치인 경우 조명장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
< 제 1 실시예 >
도 1은 제 1 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유기발광소자(10)는 오목부 또는 볼록부를 포함하는 제1전극(41), 제1전극(41) 상에 배치되는 유기발광층(42), 유기발광층 상에 배치되는 제2전극(43)을 포함한다.
유기발광소자(10)의 구조 및 형상에 대한 자세한 설명은 도 3a, 도 3b 및 도 10을 참조하여 후술한다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 유기발광장치의 단면도이다. 도 3a는 도 2의 X영역에 대한 확대 단면도이다. 도 3b는 도 2의 제1전극의 평면도 및 제1전극의 평면구조에 대응하는 도2의 X영역의 확대 단면도다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 유기발광장치(100)는 두개의 전극들과 그 전극들 사이에 유기층을 포함하는 유기발광소자 또는 유기전기소자를 포함하는 다양한 발광장치일 수 있다.
유기발광장치(100)는 영상을 표시하는 유기발광표시장치이거나 조명장치, 광원 중 하나일 수 있다. 예를 들어 유기발광장치(100)가 유기발광 표시장치인 경우 하부발광(bottom emission) 표시장치, 상부발광(top emission) 표시장치, 양면발광(dual emission) 표시장치, 플렉서블 표시장치, 투명 표시장치 중 적어도 하나일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것 은 아니다.
유기발광장치(100)가 조명장치인 경우 실내외용 조명장치, 차량용 조명장치 등이거나 다른 기구물과 결합되어 전술한 조명장치들에 적용될 수 있다. 예를 들어 차량용 조명장치는 전조등(headlights), 상향등(high beam), 후 미등(taillights), 제동등(brake light), 후진등(back-up light), 정지등(brake light), 안개등(fog lamp), 방향지시등(turn signal light), 보조등(auxiliary lamp) 중 적어도 하나일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것 은 아니다.
유기발광장치(100)가 광원인 경우, 예를 들면, 액정표시장치(LCD;Liquid Crystal Dislay)의 백라이트, 조명 각종 센서, 프린터, 복사기 등의 광원, 차량용 계기 광원, 신호등, 표시등, 면상발광체의 광원, 장식 또는 각종 라이트 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
이하 유기발광장치(100)가 유기발광표시장치인 것으로 예시적으로 설명하나 이에 제한되지 않고 조명장치나 광원일 수 있다.
도 2 및 도 3a를 참조하면, 일 실시예에 따른 유기발광장치(100)는 기판(110), 박막 트랜지스터(120), 컬러필터(150), 제3 절연층(160) 및 유기발광소자(140)를 포함하는 것으로 도시하였으나 이에 제한 되지 않는다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 유기발광장치(100)는 기판(110) 상에 유기발광소자(140)를 포함하는 유기발광장치일 수 있으며, 기판(110) 상에 제3 절연층(160), 제3 절연층 상에 유기발광소자(140)를 포함하는 유기발광장치일 수도 있다.
도 2 및 도 3a에서 도시한 바와같이 제 3 절연층(160)은 유기발광소자(140)의 제1 전극(141) 하부에 위치하며 평탄한 절연층일 수 있다.
도 2 및 도 3a에 도시된 유기발광장치(100)는 바텀 에미션 방식의 유기발광장치를 도시하였다. 그러나, 일 실시예에 따른 유기발광장치(100)는 탑 에미션 방식의 유기발광장치일 수도 있다.
기판(110) 상에 게이트 전극(121), 액티브층(122), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 포함하는 박막 트랜지스터(120)가 배치된다.
구체적으로, 기판(110) 상에 게이트 전극(121)이 배치되고, 게이트 전극(121) 및 기판(110) 상에 게이트 전극(121)과 액티브층(122)을 절연시키기 위한 제1 절연층(131)이 배치되고, 제1 절연층(131) 상에 액티브층(122)이 배치되고, 액티브층(122) 상에 에치 스타퍼(etch stopper; 132)가 배치되고, 액티브층(122) 및 에치 스타퍼(132) 상에 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)이 배치된다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 액티브층(122)과 접하는 방식으로 액티브층(122)과 전기적으로 연결되고, 에치 스타퍼(132)의 일부 영역 상에 배치된다. 에치 스타퍼(132)가 배치되지 않을 수도 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 유기발광장치(100)에 포함될 수 있는 다양한 박막 트랜지스터 중 구동 박막 트랜지스터만을 도시하였다. 또한, 본 명세서에서는 박막 트랜지스터(120)가 액티브층(122)을 기준으로 게이트 전극(121)이 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)의 반대 편에 위치하는 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조 또는 바텀 게이트 구조인 것으로 설명하나 액티브층(122)을 기준으로 게이트 전극(121)이 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)과 같은 편에 위치하는 코플래너(coplanar) 구조 또는 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터도 사용될 수 있다.
박막 트랜지스터(120) 상에 제2 절연층(133)이 배치되고, 제2 절연층(133) 상에 컬러필터(150)가 배치된다.
도 2에서는 제2 절연층(133)이 박막 트랜지스터(120) 상부를 평탄화하는 것으로 도시되었으나, 제2 절연층(133)은 박막 트랜지스터(120) 상부를 평탄화하지 않고, 하부에 위치한 엘리먼트들의 표면 형상을 따라 배치될 수도 있다.
컬러필터(150)는 유기발광층(142)에서 발광된 광이 색을 변환시키기 위한 것으로서, 예를 들어 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터 중 하나일 수 있다.
컬러필터(150)는 제2 절연층(133) 상에서 발광 영역에 대응하는 위치에 배치된다. 여기서, 발광 영역은 제1전극(141) 및 제2전극(143)에 의해 유기발광층(142)이 발광하는 영역을 의미하고, 발광 영역에 대응하는 위치에 컬러필터(150)가 배치된다는 것은 인접한 발광 영역들에서 발광된 광이 서로 섞여 블러링 현상 및 고스트 현상이 발생하는 것을 방지하도록 컬러필터(150)가 배치되는 것을 의미한다.
예를 들어, 컬러필터(150)는 발광 영역 중첩되도록 배치되고, 구체적으로 발광 영역 이하의 크기를 가질 수 있다. 다만, 컬러필터(150)의 배치 위치, 크기는 발광 영역의 크기 및 위치뿐만 아니라, 컬러필터(150)와 제1전극(141) 사이의 거리, 컬러필터(150)와 제3 절연층(160) 사이의 거리, 발광 영역과 비발광 영역 사이의 거리 등과 같은 다양한 팩터에 의해 결정될 수 있다.
컬러필터(150) 및 제2 절연층(133) 상에 제3 절연층(160)이 배치된다. 도 2에서는 제2 절연층(133)이 유기발광장치(100)에 포함되는 것으로 도시되었으나, 제2 절연층(133)이 사용되지 않고, 박막 트랜지스터(120) 상에 바로 제3 절연층(160)이 배치될 수도 있다. 도 2에서는 컬러필터(150)가 제2 절연층(133) 상에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 컬러필터(150)는 제3 절연층(160)과 기판(110) 사이의 임의의 위치에 배치될 수 있다.
제3 절연층(160) 상에 제1전극(141), 유기발광층(142) 및 제2전극(143)을 포함하는 유기발광소자(140) 및 뱅크층(136) 이 배치된다. 이 때, 도시되지는 않았으나 제3 절연층(160)으로부터의 아웃개싱이 유기발광소자(140)에 확산되는 것을 차단하면서 제1전극(141)와 유사한 굴절률을 가지는 절연성의 절연층(미도시)이 제3 절연층(160)과 제1전극(141) 사이에 추가될 수 있다.
구체적으로, 제3 절연층(160) 상에 유기발광층(142)에 전자 또는 정공 중 하나를 공급하기 위한 제1전극(141)이 배치된다. 제1전극(141)은 보통의 유기발광소자(normal OLED)에서 양극, 화소 전극 또는 애노드일 수 있고, 인버티드 유기발광소자(inverted OLED)에서 음극, 화소 전극 또는 캐소드일 수도 있다.
제1전극(141)은 제3 절연층(160)과 제2 절연층(133)에 형성된 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)과 연결될 수 있다. 본 명세서에서는 박막 트랜지스터(120)가 N-type 박막 트랜지스터인 경우를 가정하여, 제1전극(141)이 소스 전극(123)과 연결되는 것으로 설명하였으나, 박막 트랜지스터(120)가 P-type 박막 트랜지스터인 경우에는 제1전극(141)이 드레인 전극(124)에 연결될 수도 있다. 제1전극(141)은 직접 유기발광층(142)에 접하거나, 도전성 물질을 사이에 두고 유기발광층(142)과 접하여 전기적으로 연결될 수 있다.
제1전극(141)은 단일층일 수 있으나 둘 이상의 층들을 포함하는 다중층일 수 있다.
도3a를 참조하면, 제1전극(141)은 오목부(141a) 및 서로 인접한 오목부(141a)를 연결하는 제1연결부(141b)를 포함한다. 제1전극(141)은 오목부(141a)가 배치되지 않은 부분 즉, 제1연결부(141b)에서는 평탄화층으로서 기능한다.
도3a를 참조하면, 오목부(141a)는 복수인 것으로 도시하였으나 이에 제한되지 않으며, 예를 들어 오목부(141a)는 단수일 수 있다.
도 4은 도 2의 제3 절연층과 제1전극에서 단면의 일부를 절개한 부분 사시도이다.
도 3b 및 도 4을 참조하면, 오목부(141a)는 아래로 좁게 경사지는 형상으로 이루어진다. 예를 들어, 오목부(141a)의 단면 형상은 사다리꼴 형상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
오목부(141a)의 경사면(141aa)의 기울기(θ)는 오목부(141a)의 경사면(141aa)과 제1전극(141) 바닥면이 이루는 각도를 의미하며, 기울기(θ)는 예각일 수 있다.
도 3b에서 오목부(141a)의 경사면(141aa)이 단면상으로 선형이고 도 4에서 오목부(141a)의 경사면(141aa)이 입체적으로 평면인 것으로 도시하였으나, 오목부(141a)의 경사면(141aa)은 단면상으로 비선형 또는 입체적으로 곡면을 포함할 수 있으나 전체적으로 선형 또는 평면일 수 있다.
오목부(141a)의 경사면(141aa) 기울기(θ)는 15 내지 70도 일수 있다. 오목부(141a)의 경사면(141aa) 기울기(θ)가 15도 미만의 낮은 각도를 가질 때 광 추출효율이 미약할 수 있으며, 70도 초과의 높은 각도를 가질 때 유효 발광 영역에서부터 진행하기 시작하는 광의 진행 각도가 42도 이상으로 결국 유기발광소자(140) 내부에 또다시 갇히며 발광 효율 상승이 이루어지지 못할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 오목부(141a)의 바닥(141ab)에서 이격 거리(G(Gap))는 0보다 큰 경우로서 간격이 존재하는 것으로 도시되었으나, 도 8a를 참조하여 후술하는 바와 같이 오목부(141a)의 바닥(141ab)에서 인접한 두개의 오목부들(141a) 사이 간격인 이격 거리(G(Gap))는 0일 수도 있다.
도 3b 및 도 4에 도시한 바와 같이 오목부(141a)는 평면상 전체적으로 원형 형상일 수 있으나 이에 제한되지 않고 전체적으로 반구 형상 또는 반타원체 형상, 사각 형상, 육각형상 등 다양한 형상일 수 있다.
제1전극(141)의 오목부(141a)의 형상은 포토리소그래피(photolithography), 습식 식각(wet etching) 및 건식 식각(dry etching) 등과 같은 공정을 통해 형성되는데, 이 때 수행하게 되는 열처리 과정을 조절하면 제1전극(141)의 오목부(141a)의 모폴로지를 조절할 수 있다.
재료 측면에서, 제1전극(141)은 비정질 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어 비정질 금속 산화물은 IZO(Indium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), SnO2(Tin Oxide), ZnO(Zinc oxide), In2O3(Indium oxide), GITO(Gallium Indium Tin oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc oxide), ZITO(Zinc Indium Tin oxide), IGO(Indium Gallium oxide), Ga2O3 (Gallium oxide), AZO(Aluminum Zinc oxide) 또는 GZO(Gallium Zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
제3 절연층(160)과 제1전극(141) 상에 배치되며, 제1전극(141)을 노출하는 개구부(136a)를 포함하는 뱅크층(136)이 배치된다. 뱅크층(136)은 인접하는 화소(또는 서브 화소) 영역 간을 구분하는 역할을 하여, 인접하는 화소(서브 화소) 영역 사이에 배치될 수도 있다. 제1전극(141)의 오목부(141a)와 제1연결부(141b)는 뱅크층(136)의 개구부(136a)와 중첩되도록 배치된다.
제1전극(141) 상에 유기발광층(142)이 배치되고, 유기발광층(142)상에 유기발광층(142)에 전자 또는 정공 중 하나를 공급하기 위한 제2전극(143)가 배치된다. 유기발광층(142)은 백색광을 발광하기 위해 유기발광층이 적층된 구조(tandem white)로 배치된다. 유기발광층(142)은 청색광을 발광하는 제1 유기발광층 및 제1 유기발광층 상에 배치되고, 청색과 혼합하여 백색이 되는 색의 광을 발광하는 제2 유기발광층을 포함할 수 있다. 제2 유기발광층은, 예를 들어, 황녹색(yellowgreen) 광을 발광하는 유기발광층일 수 있다.
한편, 유기발광층(142)은 청색광, 적색광, 녹색광 중 하나를 발광하는 유기발광층만을 포함할 수도 있다. 이때 컬러필터(150)를 포함하지 않을 수 있다. 제2전극(143)은 보통의 유기발광소자(normal OLED)에서 음극, 공통 전극 또는 캐소드일 수 있고, 인버티드 유기발광소자(inverted OLED)에서 양극, 공통 전극 또는 애노드일 수도 있다.
유기발광층(142) 및 제2전극(143)은 제1전극(141) 상면의 모폴로지(morphology)를 따르는 형상으로 배치된다. 따라서, 유기발광층(142) 및 제2전극(143)은 제1전극(141)의 오목부(141a)에서 오목한 모폴로지를 갖는다. 결과적으로 제1전극(141)의 오목부(141a)를 이용하여 유기발광소자(140)의 형상을 구현할 수 있다.
오목부(141a)의 경사면(141aa)에 대응되는 영역에서 제1전극(141)에 수직하는 유기발광층(142)의 두께가 상대적으로 얇을 수 있으며, 제1전극(141)의 오목부(141a)의 바닥(141ab) 또는 제1연결부(141b)에서 유기발광층(142)의 두께보다 얇을 수 있다.
예를 들어 증착하는 방식으로 유기발광층(142)을 형성하는 경우 기판(110)에 수직하는 방향으로 증착되는 유기발광층(142)의 두께(T1, T2, T4)는 동일하지만 증착 공정의 특성상 유기발광층(142)의 경사면에서 수직 방향의 실제 제1전극(141)과 제2전극(143) 사이 전류 구동하는 유기발광층(142)의 두께(T3)는 상대적으로 얇게 된다. 오목부(141a)의 바닥(141ab)이나 제1연결부(141b)에서 제1전극(141)과 제2전극(143) 사이 전류를 구동하는 유기발광층(142)의 두께(T1, T2)는 상대적으로 두껍게 된다.
오목부(141a)의 경사면(141aa)에 대응되는 영역에서 제1전극(141)에 수직하는 유기발광층(142)의 두께(T3)는 오목부(141a)의 경사면(141aa)의 기울기(θ)가 증가할수록 감소한다. 오목부(141a)의 경사면(141aa)에 대응되는 영역에서 제1전극(141)에 수직하는 유기발광층(142)의 두께(T3)와 오목부(141a)의 경사면(141aa)의 기울기(θ)는 하기의 수학식 1에 따른다.
[수학식 1]
Figure pat00001
제1전극(141)에 수직하는 유기발광층(142)의 두께(T1, T2, T3 등)에 따른 유기발광층(142)의 발광량 측면에서, 제1전극(141)의 오목부(141a)의 바닥(141ab)과 제1연결부(141b) 사이의 경사면(141aa)에서 유기발광층(142)의 단위면적당 발광량이 오목부(141a)의 바닥(141ab) 또는 제1연결부(141b)에서 유기발광층(142)의 단위면적당 발광량보다 클 수 있다.
도 5는 도 2의 X영역의 일부에 대한 확대 단면도로, 유기발광층에서 발광한 광의 광 경로를 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, 유기발광층(142)에서 발광된 광이 제1전극(141)과 유기발광층(142) 내부에 전반사 되면서 갇히던 것이 제1전극(141)의 오목부 구조에 의해 경사면(141aa)에 대응하여 위치하는 제2전극(143)에서 재반사되어 외부로 추출되므로 외부 발광 효율을 증가할 수 있다.
도 6는 비교예에 따른 유기발광장치에서 발광한 광의 광 경로를 도시한 도면 이다.
도 6를 참조하면, 비교예에 따른 유기발광장치(100c)는 기판(110) 상에 제1 절연층(131), 제2 절연층(133), 제3 절연층(160)을 포함한다. 비교예에 따른 유기발광장치(100c)는 제3 절연층(160) 상에 도 3a에 도시한 일실시예에 따른 유기발광장치(100)와 다르게 평탄한 제1전극(141c) 및 유기발광층(142c), 제2전극(143c)을 포함하는 유기발광소자(140c)를 포함한다.
유기발광층(142c)에서 발광된 광 중 약 80%의 광이 유기발광장치(100c) 내부에 갇히게 되고, 약 20%의 광만이 외부로 추출되므로 유기발광장치(100c)의 광 효율이 매우 낮은 문제가 있다.
도 7은 박막 트랜지스터를 포함하는 제 1 실시예의 변형예에 따른 유기발광장치에서 제1전극을 형성하기 전의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 박막 트랜지스터를 포함하는 제 1 실시예의 변형예에 따른 유기발광장치(300)의 제조공정에서, 기판(310) 상에 게이트 전극(321), 액티브층(322), 소스 전극(323) 및 드레인 전극(324)을 포함하는 박막 트랜지스터(320)를 형성한다.
이후에 박막 트랜지스터(320) 상에 제2 절연층(333), 컬러필터(350), 제3 절연층(360)을 형성한다.
제3 절연층(360)을 형성할 때 도 7에서 도시한 바와 같이 제3 절연층(360)에서 제1전극 컨택홀(368) 및 제3 절연층(360)의 두께를 얇게 하는 등의 박막 트랜지스터(320)와 대응되는 제2영역만을 패터닝하고, 컬러필터(350)에 대응되는 제1영역을 패터닝하지 않아도 되므로 제3 절연층(360)의 패터닝 공정을 단순화할 수 있다.
도 8a 및 8b는 제 1 실시예의 변형예에 따른 유기발광장치의 확대 단면도들이다.
도 8a 및 도 8b 를 참조하면, 제 1 실시예의 변형예에 따른 유기발광장치(400)는 제3 절연층(460) 상에 오목부(441a) 및 서로 인접한 오목부(441a)를 연결하는 제1연결부(441b)를 포함하는 제1전극(441), 제1전극(441) 상면의 모폴로지(morphology)를 따르는 형상으로 배치되는 유기발광층(442) 및 제2전극(443)을 포함한다.
전술한 바와 같이 제1전극(441)의 오목부(441a)의 형상은 포토리소그래피(photolithography), 습식 식각(wet etching) 및 건식 식각(dry etching) 등과 같은 공정을 통해 형성되는데, 이 때 수행하게 되는 열처리 과정을 조절하면 제1전극(441)의 오목부(441a)의 모폴로지를 조절할 수 있다.
도 8a를 참조하면, 오목부(441a)의 바닥(441ab)에서 이격 거리(G(Gap))는 0일수 있으며, 이격 거리(G(Gap))가 0인 경우 유효 발광 영역이 증가하여 발광 효율이 증가할 수 있다.
제1전극(441)에 오목부(441a) 패터닝 공정시 열처리 및 식각 시간을 조정하여 오목부(441a)의 바닥(441ab)에서 이격 거리(G(Gap))는 0으로 할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 오목부(441a)의 바닥(441ab)에서 이격 거리(G(Gap))는 0보다 큰 경우로서 간격이 존재하는 경우 오목부(441a)의 바닥(441ab)에서 제1전극(441)은 경사면(441aa) 외측으로 수평한 연장부(447)를 포함할 수 있다.
도 9은 제 1 실시예의 변형예에 따른 유기발광장치의 단면도이다.
도 9을 참조하면, 제 1 실시예의 변형예에 따른 유기발광장치(500)는 컬러필터(550)가 기판(510)의 반대측에 위치하는 탑 에미션 방식의 유기발광장치인 것으로 설명하나, 컬러필터(550)가 기판(510) 측에 위치하는 바텀 에미션 방식의 유기발광장치일 수도 있다. 탑 에미션 방식의 유기발광장치 (500)는 바텀 에미션 방식의 유기발광장치보다 개구율이 증가하여 수명 및 휘도에 유리한 장점을 가지고 있다.
제 1 실시예의 변형예에 따른 유기발광장치(500)는 도 2 내지 도 3a의 바텀 에미션 방식의 유기발광장치(100)와 비교하여 제1전극(541) 하부에 반사판(544)을 포함하고 2전극(543)과 컬러필터(550) 사이에는 접착층(570)을 포함하며 제1전극(541)이 볼록부(541c)를 포함하는 것만이 상이할 뿐, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다. 도 9에서 도시하지 않은 유기 발광표시장치(500)의 엘리먼트들은 전술한 일 실시예들에 따른 바텀 에미션 방식의 유기발광장치(100)의 엘리먼트들과 동일할 수 있다.
제1전극(541)의 하부에는 예를 들어 도전성 물질로 이루어진 반사판(544)이 포함될 수 있다. 반사판(544)은 유기발광층(542)에서 발광한 광을 반사시켜 상부발광 효율을 향상시킬 수 있다. 만약 제1전극(541) 자체가 반사판으로 기능할 경우 제1전극(541)의 하부에 별도로 반사판(544)을 포함하지 않을 수도 있다.
반사판(544)과 제1전극(541)은 제3 절연층(560)에 형성된 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(520)의 소스 전극(523)과 연결될 수 있다. 본 명세서에서는 박막 트랜지스터(520)가 N-type 박막 트랜지스터인 경우를 가정하여, 제1전극(541)이 소스 전극(523)과 연결되는 것으로 설명 하였으나, 박막 트랜지스터(520)가 P-type 박막 트랜지스터인 경우에는 반사판(544)과 제1전극(541)이 드레인 전극(524)에 연결될 수도 있다. 제1전극(541)은 직접 유기발광층(542)에 접하거나, 도전성 물질을 사이에 두고 유기발광층(542)과 접하여 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10는 도 9의 Y영역에 대한 확대 단면도이다.
도 10를 참조하면, 제1전극(541)은 볼록부(541c) 및 서로 인접한 볼록부(541c)를 연결하는 제2연결부(541d)를 포함한다. 제1전극(541)은 볼록부(541c)가 배치되지 않은 부분에서는 평탄화층으로서 기능한다.
도 10을 참조하면, 볼록부(541c)는 복수인 것으로 도시하였으나 이에 제한되지 않으며, 예를 들어 볼록부(541c)는 단수일 수 있다.
도 11는 도 9의 제3 절연층 및 반사판과 제1전극에서 단면의 일부를 절개한 부분 사시도이다.
볼록부(541c)는 위로 좁게 경사지는 정테이퍼 형상으로 이루어진다. 예를 들어 볼록부(541c)의 단면 형상은 사다리꼴 형상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 볼록부(541c)는 일부가 절개된 원뿔 형상일 수 있으나, 일부가 절개된 육면체 또는 사면체 등 다면체일 수 있다.
볼록부(541c)의 경사면(541ca)의 기울기(θ)는 볼록부(541c)의 경사면(541ca)과 제1전극(541) 바닥면이 이루는 각도를 의미하며, 기울기(θ)는 예각일 수 있다.
볼록부(541c)의 경사면(541ca)의 기울기(θ)는 15 내지 70도 일수 있다. 볼록부(541c)의 경사면(541ca)의 기울기(θ)가 15도 미만의 낮은 각도를 가질 때 광 추출효율이 미약할 수 있으며, 70도 초과의 높은 각도를 가질 때 유효 발광 영역에서부터 진행하기 시작하는 광의 진행 각도가 42도 이상으로 결국 유기발광소자(540) 내부에 또다시 갇히며 발광 효율 상승이 이루어지지 못할 수 있다.
제2연결부(541d)에서 이격 거리(G(Gap))는 0보다 큰 경우로서 간격이 존재하는 것으로 도시되었으나, 이격 거리(G(Gap))는 0일수 있다.
재료 측면에서 제1전극(541)은 전술한 바와 같이 비정질 금속 산화물을 포함할 수 있다.
유기발광층(542) 및 제2전극(543)은 제1전극(541) 상면의 모폴로지(morphology)를 따르는 형상으로 배치된다. 따라서, 유기발광층(542) 및 제2전극(543)은 제1전극(541)의 볼록부(541c)에서 볼록한 모폴로지를 갖는다. 결과적으로 제1전극(541)의 볼록부(541c)를 이용하여 유기발광소자(540)의 형상을 구현할 수 있다.
도 10를 참조하면 볼록부(541c)의 경사면(541ca)에 경사면에 대응되는 영역에서 제1전극(541)에 수직하는 유기발광층(542)의 두께가 상대적으로 얇을 수 있으며, 제1전극(541)의 볼록부(541c)의 정상(541cb) 또는 제2연결부(541d) 에서 유기발광층(542)의 두께보다 얇을 수 있다.
예를 들어 증착하는 방식으로 유기발광층(542)을 형성하는 경우 기판(510)에 수직하는 방향으로 증착되는 유기발광층(542)의 두께(T1, T2, T4)는 동일하지만 증착 공정의 특성상 유기발광층(542)의 경사면에서 수직 방향의 실제 제1전극(541)과 제2전극(543) 사이 전류 구동하는 유기발광층(542)의 두께(T3)는 상대적으로 얇게 된다. 볼록부(541c)의 정상(541cb)나 제2연결부(541d)에서 제1전극(541)과 제2전극(543) 사이 전류를 구동하는 유기발광층(542)의 두께(T1, T2)는 상대적으로 두껍게 된다.
경사면(541ca)에 대응되는 영역에서 제1전극(541)에 수직하는 유기발광층(542)의 두께(T3)는 볼록부(541c)의 경사면(541ca)의 기울기(θ)가 증가할수록 감소한다. 경사면(541ca)에 대응되는 영역에서 제1전극(541)에 수직하는 유기발광층(542)의 두께(T3)와 볼록부(541c)의 경사면(541ca)의 기울기(θ)는 전술한 수학식 1에 따른다.
제1전극(541)에 수직하는 유기발광층(542)의 두께(T1, T2, T3 등)에 따른 유기발광층(542)의 발광량 측면에서, 제1전극(541)의 볼록부(541c)와 제2연결부(541d) 사이의 경사면(541ca)에서 유기발광층(542)의 단위면적당 발광량이 볼록부(541c)의 정상(541cb) 또는 제2연결부(541d)에서 유기발광층(542)의 단위면적당 발광량보다 클 수 있다.
< 제 2 실시예 >
이하에서는 제 1 실시예와 동일 유사한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다.
도 12는 제 2 실시예에 따른 유기발광장치의 단면도이고, 도 13은 제 2 실시예에 따른 유기발광장치의 유기발광소자의 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광장치(600)는 기판(610), 박막 트랜지스터(620), 컬러필터(650), 오버코팅층(660) 및 유기발광소자(640)를 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제 2 실시예에 따른 유기발광장치(600)는 기판(610) 상에 유기발광소자(640)를 포함하는 유기발광장치일 수 있으며, 기판(610) 상에 오버코팅층(660), 오버코팅층(660) 상에 유기발광소자(640)를 포함하는 유기발광장치일 수도 있다.
도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 오버코팅층(660)은 유기발광소자(640)의 하부에 위치하며 평탄한 절연층일 수 있다.
도 12 및 도 13에 도시된 유기발광장치(600)는 바텀 에미션 방식의 유기발광장치를 도시하였다. 그러나, 제 2 실시예에 따른 유기발광장치(600)는 탑 에미션 방식의 유기발광장치일 수도 있다.
기판(610) 상에 게이트 전극(621), 액티브층(622), 소스 전극(623) 및 드레인 전극(624)을 포함하는 박막 트랜지스터(620)가 배치될 수 있다.
구체적으로, 기판(610) 상에 게이트 전극(621)이 배치되고, 게이트 전극(621) 및 기판(610) 상에 게이트 전극(621)과 액티브층(622)을 절연시키기 위한 제 1 절연층(631)이 배치되고, 제1 절연층(631) 상에 액티브층(622)이 배치되고, 액티브층(622) 상에 에치 스타퍼(etch stopper; 632)가 배치되고, 액티브층(622) 및 에치 스타퍼(632) 상에 소스 전극(623) 및 드레인 전극(624)이 배치될 수 있다.
여기서, 소스 전극(623) 및 드레인 전극(624)은 액티브층(622)과 접하는 방식으로 액티브층(622)과 전기적으로 연결되고, 에치 스타퍼(632)의 일부 영역 상에 배치된다. 에치 스타퍼(632)가 배치되지 않을 수도 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 유기발광장치(600)에 포함될 수 있는 다양한 박막 트랜지스터 중 구동 박막 트랜지스터만을 도시하였다.
또한, 본 명세서에서는 박막 트랜지스터(620)가 액티브층(622)을 기준으로 게이트 전극(621)이 소스 전극(623) 및 드레인 전극(624)의 반대 편에 위치하는 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조 또는 바텀 게이트 구조인 것으로 설명하나 액티브층(622)을 기준으로 게이트 전극(621)이 소스 전극(623) 및 드레인 전극(624)과 같은 편에 위치하는 코플래너(coplanar) 구조 또는 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터도 사용될 수 있다.
한편, 박막 트랜지스터(620) 상에 제 2 절연층(633)이 배치되고, 제 2 절연층(633) 상에 컬러필터(650)가 배치될 수 있다.
도 12에서는 제 2 절연층(633)이 박막 트랜지스터(620) 상부를 평탄화하는 것으로 도시되었으나, 제 2 절연층(633)은 박막 트랜지스터(620) 상부를 평탄화하지 않고, 하부에 위치한 엘리먼트들의 표면 형상을 따라 배치될 수도 있다.
그리고, 컬러필터(650)는 유기발광층(642)에서 발광된 광이 색을 변환시키기 위한 것으로서, 예를 들어 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터 중 하나일 수 있다.
컬러필터(650)는 제 2 절연층(633) 상에서 발광 영역에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
여기서, 발광영역(EA)은 제 1 전극(641) 및 제 2 전극(643)에 의해 유기발광층(642)이 발광하는 영역을 의미하고, 발광 영역에 대응하는 위치에 컬러필터(650)가 배치된다는 것은 인접한 발광 영역들에서 발광된 광이 서로 섞여 블러링 현상 및 고스트 현상이 발생하는 것을 방지하도록 컬러필터(650)가 배치되는 것을 의미한다.
예를 들어, 컬러필터(650)는 발광영역(EA)에 중첩되도록 배치되고, 구체적으로 발광영역(EA) 이하의 크기를 가질 수 있다.
다만, 컬러필터(650)의 배치 위치, 크기는 발광영역(EA)의 크기 및 위치뿐만 아니라, 컬러필터(650)와 제 1 전극(641) 사이의 거리, 컬러필터(650)와 오버코팅층(660) 사이의 거리, 발광영역(EA)과 비발광 영역 사이의 거리 등과 같은 다양한 팩터에 의해 결정될 수 있다.
컬러필터(650) 및 제 2 절연층(633) 상에 오버코팅층(660)이 배치될 수 있다. 도 12에서는 제 2 절연층(633)이 유기발광장치(600)에 포함되는 것으로 도시되었으나, 제 2 절연층(633)이 사용되지 않고, 박막 트랜지스터(620) 상에 바로 오버코팅층(660)이 배치될 수도 있다. 도 12에서는 컬러필터(650)가 제 2 절연층(633) 상에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 컬러필터(650)는 오버코팅층(660)과 기판(610) 사이의 임의의 위치에 배치될 수 있다.
그리고, 오버코팅층(660) 상에 전극패턴(EP), 제 1 전극(641), 유기발광층(642) 및 제 2 전극(643)을 포함하는 유기발광소자(640) 및 뱅크층(636) 이 배치된다.
특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광장치(600)는 오버코팅층(660) 상부의 발광영역(EA)에 대응하여 전극패턴(EP)이 배치될 수 있다.
여기서, 전극패턴(EP)은 오버코팅층(660)을 노출하는 다수의 홀(H)과 다수의 홀(H)을 연결하는 몸체부(B)를 포함할 수 있다.
그리고, 몸체부(B)의 단면은 삼각형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 다수의 홀(H) 각각의 단면은 사다리꼴 형상일 수 있다. 즉, 오버코팅층(660)으로 갈수록 다수의 홀(H) 각각의 폭이 작아지는 형태일 수 있다.
따라서, 몸체부(B)와 홀(H)이 교번적하며 배치될 수 있으며, 이웃하는 몸체부(B)는 홀(H)의 폭만큼 이격되어 배치될 수 있다.
그리고, 오버코팅층(660) 및 전극패턴(EP) 상부에는 제 1 전극(641)이 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 전극(641)은 전극패턴(EP)의 모폴로지(morphology)를 따르는 형상으로 배치될 수 있다.
따라서, 제 1 전극(641)은 전극패턴(EP)의 몸체부(B)에 대응하여 형성된 돌출부(PP)와 전극패턴(EP)의 홀(H)에 대응하여 형성된 평탄부(FP)를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 전극(641)은 돌출부(PP)와 평탄부(FP)가 교번하여 다수 배치될 수 있다.
즉, 오버코팅층(660) 및 전극패턴(EP) 상부에는 상에 유기발광층(642)에 전자 또는 정공 중 하나를 공급하기 위한 제 1 전극(641)이 배치될 수 있으며, 제 1 전극(641)은 보통의 유기발광소자(normal OLED)에서 양극, 화소 전극 또는 애노드일 수 있고, 인버티드 유기발광소자(inverted OLED)에서 음극, 화소 전극 또는 캐소드일 수도 있다.
제 1 전극(641)은 오버코팅층(660)과 제 2 절연층(633)에 형성된 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(620)의 소스 전극(623)과 연결될 수 있다.
본 명세서에서는 박막 트랜지스터(620)가 N-type 박막 트랜지스터인 경우를 가정하여, 제1전극(641)이 소스 전극(623)과 연결되는 것으로 설명하였으나, 박막 트랜지스터(620)가 P-type 박막 트랜지스터인 경우에는 제 1 전극(641)이 드레인 전극(624)에 연결될 수도 있다. 제 1 전극(641)은 직접 유기발광층(642)에 접하거나, 도전성 물질을 사이에 두고 유기발광층(642)과 접하여 전기적으로 연결될 수 있다.
제 1 전극(641)은 단일층일 수 있으나 둘 이상의 층들을 포함하는 다중층일 수 있다.
그리고, 제 1 전극(641)은 비정질 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어 비정질 금속 산화물은 IZO(Indium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), SnO2(Tin Oxide), ZnO(Zinc oxide), In2O3(Indium oxide), GITO(Gallium Indium Tin oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc oxide), ZITO(Zinc Indium Tin oxide), IGO(Indium Gallium oxide), Ga2O3 (Gallium oxide), AZO(Aluminum Zinc oxide) 또는 GZO(Gallium Zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 제 1 전극(641)과 전극패턴(EP)은 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 오버코팅층(660)과 제 1 전극(641) 상에 배치되며, 제 1 전극(641)을 노출하는 개구부(636a)를 포함하는 뱅크층(636)이 배치될 수 있다.
여기서, 뱅크층(636)은 인접하는 화소(또는 서브 화소) 영역 간을 구분하는 역할을 하여, 인접하는 화소(서브 화소) 영역 사이에 배치될 수도 있다.
그리고, 제 1 전극(641)의 돌출부(PP)와 평탄부(FP)는 뱅크층(636)의 개구부(636a)와 중첩되도록 배치될 수 있다.
제 1 전극(641) 상에 유기발광층(642)이 배치되고, 유기발광층(642)상에 유기발광층(642)에 전자 또는 정공 중 하나를 공급하기 위한 제 2 전극(643)가 배치될 수 있다.
여기서, 유기발광층(642)은 백색광을 발광하기 위해 유기발광층이 적층된 구조(tandem white)로 배치될 수 있다.
즉, 유기발광층(642)은 청색광을 발광하는 제 1 유기발광층 및 제 1 유기발광층 상에 배치되고, 청색과 혼합하여 백색이 되는 색의 광을 발광하는 제 2 유기발광층을 포함할 수 있다.
여기서, 제 2 유기발광층은 황녹색(yellowgreen) 광을 발광하는 유기발광층일 수 있다.
한편, 유기발광층(642)은 청색광, 적색광, 녹색광 중 하나를 발광하는 유기발광층만을 포함할 수도 있다. 이때, 컬러필터(650)를 포함하지 않을 수 있다.
그리고, 제 2 전극(643)은 보통의 유기발광소자(normal OLED)에서 음극, 공통 전극 또는 캐소드일 수 있고, 인버티드 유기발광소자(inverted OLED)에서 양극, 공통 전극 또는 애노드일 수도 있다.
유기발광층(642) 및 제 2 전극(643)은 제 1 전극(641) 상면의 모폴로지(morphology)를 따르는 형상으로 배치될 수 있다.
따라서, 유기발광층(642) 및 제 2 전극(643)은 제 1 전극(641)의 돌출부(PP)에서 돌출된 모폴로지를 가지며, 제 1 전극(641)의 평탄부(FP)에서 평탄한 모폴로지를 가질 수 있다.
결과적으로, 제 1 전극(641)은 전극패턴(EP)의 몸체부(B)에 대응한 돌출부(PP)와 전극패턴(EP)의 홀(H)에 대응한 평탄부(FP)를 가질 수 있으므로, 전극패턴(EP)의 몸체부(B) 및 홀(H)을 이용하여 유기발광소자(640)의 형상을 구현할 수 있다.
그리고, 유기발광소자(640)는 제 1 전극(641)의 돌출부(PP)에 대응하는 영역뿐만 아니라 평탄부(FP)에 대응하는 영역에서도 발광을 하게 된다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광장치의 전극패턴을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 14에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광장치(도 12의 600)의 전극패턴(242)은 몸체부(B)와, 다수의 홀(H)을 포함할 수 있다.
또한, 다수의 홀(H) 각각은 평면상 육각형 형상일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 반원 형상 또는 반타원체 형상, 사각 형상, 원형상 등 다양한 형상일 수 있다.
여기서, 다수의 홀(H) 각각의 면적은 오버코팅층(도 12의 660)으로 갈수록 감소할 수 있다.
이에 따라, 이웃하는 홀(H) 사이에는 제 1 경사면(a) 및 제 2 경사면(b)을 포함하는 몸체부(B)가 위치할 수 있으며, 몸체부(B)는 다수의 홀(H)을 둘러싸는 형태로 연결될 수 있다.
이와 같은, 몸체부(B)는 홀(H)의 폭만큼 이격거리(G)를 가지며 배치되고, 몸체부(B)의 폭(D)은 이격거리(G)보다 좁게 형성될 수 있다.
여기서, 전극패턴(EP)의 다수의 홀(H)은 포토리소그래피(photolithography), 습식 식각(wet etching) 및 건식 식각(dry etching) 등과 같은 공정을 통해 형성되는데, 이 때 수행하게 되는 열처리 과정을 조절하면 전극패턴(EP)의 홀(H)의 모폴로지를 조절할 수 있다.
도 15은 도 14 의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다. 도 14를 함께 참조하여 설명한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 전극패턴(EP)은 몸체부(B)와 다수의 홀(H)을 포함할 수 있다.
여기서, 다수의 홀(H) 각각의 면적은 오버코팅층(660)으로 갈수록 감소할 수 있다.
이에 따라, 이웃하는 홀(H) 사이에는 단면이 삼각형인 몸체부(B)가 위치할 수 있다.
여기서, 몸체부(B)는 밑면(B3)과 밑면(B3)과 연결된 제 1, 2 경사면(B1, B2)을 포함할 수 있다.
몸체부(B)의 제 1, 2 경사면(B1, B2)의 기울기(θ)는 몸체부(B)의 제 1, 2 경사면(B1, B2)과 제1전극(541)의 밑면(B3)이 이루는 각도를 의미하며, 기울기(θ)는 예각일 수 있다.
제 1, 2 경사면(B1, B2)과 밑면(B3)의 기울기(θ)는 15 내지 70도 일 수 있다. 기울기(θ)가 15도 미만의 낮은 각도를 가질 때 광 추출효율이 미약할 수 있으며, 70도 초과의 높은 각도를 가질 때 유효 발광 영역에서부터 진행하기 시작하는 광의 진행 각도가 42도 이상으로 결국 유기발광소자(640) 내부에 또다시 갇히며 발광 효율 상승이 이루어지지 못할 수 있다.
그리고, 몸체부(B)는 일정거리 이격되어 배치될 수 있다.
즉, 몸체부(B)의 이격거리(G)(오버코팅층(660)과 접하는 홀(H)의 폭에 해당)는 몸체부(B)의 폭(D)(몸체부(B)의 밑면(B3)의 길이에 해당)의 길이보다 큰 값을 가질 수 있다.
예를 들어, 몸체부(B)의 폭(D)은 2.5um 내지 3um일 수 있으며, 다수의 몸체부(CP) 각각의 이격거리(d1)는 4um 내지 5um일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 몸체부(CP)의 높이(h)는 0.6um 내지 0.8um일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광장치의 광의 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광장치(도 12의 600)는 몸체부(B)와 다수의 홀(H)을 포함하는 전극패턴(EP)을 형성하고, 전극패턴(EP) 상부에 돌출부(PP)와 평탄부(FP)를 갖는 제 1 전극(641)을 형성하고, 제 1 전극(641) 상부에 유기발광층(642) 및 제 2 전극(643)을 형성한다.
이에 따라, 제 1 전극(641)의 돌출부(PP) 및 평탄부(FP)와 유기발광층(642)이 접촉을 하게 됨으로써, 유기발광소자(640)는 제 1 전극의 돌출부(PP) 및 평탄부(FP)에 대응하는 영역에서도 발광을 하게 되어 발광영역을 증가시킬 수 있게 된다.
또한, 돌출부(PP)를 통하여 제 1 전극(641)과 발광층(642) 내부에 전반사 되어 갇히던 광을 외부로 추출할 수 있게 하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 되어, 평탄부(FP)에 대응하는 영역에서 시인되는 암부를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 17는 실시예들에 따른 유기발광장치가 유기발광표시장치인 경우 유기발광표시장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 17를 참조하면, 실시예들에 따른 유기발광표시장치(700)는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, 다수의 서브픽셀(SP)이 매트릭스 타입으로 배치된 유기발광표시패널(710)과, 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 공급함으로써 다수의 데이터 라인을 구동 데이터 드라이버(720)와, 다수의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인을 순차적으로 구동하는 게이트 드라이버(730)와, 데이터 드라이버(720) 및 게이트 드라이버(730)를 제어하는 컨트롤러(740) 등을 포함한다.
도 18 은 실시예들에 따른 유기발광장치가 조명장치인 경우 조명장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 실시예들에 따른 조명장치(800)는 조명부(810)와 조명부(810)를 제어하는 컨트롤러(840) 등을 포함한다. 조명장치(800)는 유기발광표시장치(800)와 같이 드라이버를 별도로 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
유기발광장치(800)가 조명장치인 경우 전술한 바와 같이 실내외용 조명장치, 차량용 조명장치 등이거나 다른 기구물과 결합되어 전술한 조명장치들에 적용될 수 있다.
도 18은 실시예들에 따른 조명장치(800)로 도시하였으나 이에 제한 되지 않으며, 예를 들어 광원일 수 있다.
전술한 실시예들에 따르면, 유기발광소자 및 유기발광장치는 제 1 전극에 오목부 또는 볼록부 구조(또는 제 2 실시예의 돌출부 및 평탄부)를 적용하여 외부 광 추출효율을 향상시킬 수 있다.
전술한 실시예들에 따르면, 유기발광소자 및 유기발광장치는 외부 발광효율을 향상시키고, 소비전력을 낮출 수 있는 효과가 있다.
전술한 실시예들에 따르면, 유기발광소자 및 유기발광장치는 수명을 증가시킬 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 유기발광소자
100, 400, 500, 600: 유기발광장치
41, 141, 441, 541, 641: 제1전극
42, 142, 442, 542, 642: 유기발광층
43, 143, 443, 543, 643: 제2전극
160, 460, 560: 제3 절연층
700: 유기발광표시장치
800: 조명장치

Claims (23)

  1. 오목부 또는 볼록부를 포함하는 제1전극;
    상기 제1전극 상에 배치되는 유기발광층; 및
    상기 유기발광층 상에 배치되는 제2전극을 포함하는 유기발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오목부 또는 상기 볼록부의 경사면은 바닥면과 이루는 각이 예각인 유기발광소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 예각은 15도 내지 70도인 유기발광소자.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 유기발광층은 상기 제1전극의 경사면에서 두께가 가장 얇은 유기발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유기발광층 및 상기 제2전극은 상기 제1전극의 상면의 형상을 따라 배치되는 유기발광소자.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 유기발광층은 상기 제1전극의 경사면에 대응되는 영역에서 상기 제1전극의 오목부 또는 볼록부 형상의 기울기가 증가함에 따라 유기발광층의 두께가 감소하는 유기발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은 비정질 금속 산화물을 포함하는 유기발광소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비정질 금속 산화물은 IZO(Indium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), SnO2(Tin Oxide), ZnO(Zinc oxide), In2O3(Indium oxide), GITO(Gallium Indium Tin oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc oxide), ZITO(Zinc Indium Tin oxide), IGO(Indium Gallium oxide), Ga2O3 (Gallium oxide), AZO(Aluminum Zinc oxide) 또는 GZO(Gallium Zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 유기발광소자.
  9. 기판;
    상기 기판 상에 배치되고 오목부 또는 볼록부를 포함하는 제1전극;
    상기 제1전극 상에 배치되는 유기발광층; 및
    상기 유기발광층 상에 배치되는 제2전극을 포함하는 유기발광장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 오목부 또는 상기 볼록부의 경사면은 바닥면과 이루는 각이 예각인 유기발광장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 예각은 15도 내지 70도인 유기발광장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 유기발광층은 상기 제1전극의 경사면에서 두께가 가장 얇은 유기발광장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 유기발광층 및 상기 제2전극은 상기 제1전극의 상면의 형상을 따라 배치되는 유기발광장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 유기발광층은 상기 제1전극의 경사면에 대응되는 영역에서 상기 제1전극의 오목부 또는 볼록부 형상의 기울기가 증가함에 따라 유기발광층의 두께가 감소하는 유기발광장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제1전극은 비정질 금속 산화물을 포함하는 유기발광장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 비정질 금속 산화물은 IZO(Indium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), SnO2(Tin Oxide), ZnO(Zinc oxide), In2O3(Indium oxide), GITO(Gallium Indium Tin oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc oxide), ZITO(Zinc Indium Tin oxide), IGO(Indium Gallium oxide), Ga2O3 (Gallium oxide), AZO(Aluminum Zinc oxide) 또는 GZO(Gallium Zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 유기발광장치.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 유기발광장치는 유기발광장치, 조명장치, 광원 중 하나인 유기발광장치.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되는 제3 절연층을 추가로 포함하고 상기 제1전극은 상기 제3 절연층 상에 배치되는 유기발광장치.
  19. 발광영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상부에 배치되는 오버코팅층;
    상기 오버코팅층 상부의 상기 발광영역에 배치되며, 몸체부와 상기 오버코팅층을 노출하는 다수의 홀을 포함하는 전극패턴;
    상기 오버코팅층과 상기 전극패턴 상부에 배치되며, 상기 몸체부에 대응하는 다수의 돌출부와 상기 다수의 홀 각각에 대응하는 다수의 평탄부를 갖는 제 1 전극;
    상기 오버코팅층과 상기 제 1 전극 상에 배치되며, 상기 제 1 전극을 노출하는 개구부를 포함하는 뱅크층;
    상기 제 1 전극 및 상기 오버코팅층 상부에 배치된 발광층;
    상기 발광층 상부에 배치되는 제 2 전극
    을 포함하는 유기발광장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전극패턴과 상기 제 1 전극은 동일한 물질로 이루어진 유기발광장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 몸체부는 단면이 삼각형인 유기발광장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 다수의 홀 각각의 폭보다 상기 몸체부의 폭이 작은 유기발광장치.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 발광층 및 제 2 전극은 상기 발광영역에서 상기 제 1 전극의 형상에 따라 배치되는 유기발광장치.
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