KR20210080924A - 전계발광 표시장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 화소영역을 포함하는 기판과; 상기 기판 상부에 위치하는 절연층과; 상기 절연층 상에 위치하는 제 1 전극과; 상기 화소영역을 둘러싸며 제 1 폭의 제 1 개구부를 갖는 제 1 뱅크와; 상기 제 1 뱅크 상에 위치하고 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭의 제 2 개구부를 가져 상기 제 1 뱅크의 끝을 노출하는 제 2 뱅크와; 제 1 산란입자와 발광물질을 포함하며 상기 제 2 개구부에 대응하는 발광층과; 상기 발광층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하고, 상기 발광물질은 상기 발광층의 중앙에 배열되어 상기 제 1 전극에 대응되며, 상기 제 1 산란입자는 상기 발광층의 가장자리에 배열되어 상기 제 1 뱅크의 끝에 대응되는 전계발광 표시장치를 제공한다.
Description
본 발명은 전계발광 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 광 효율을 갖는 전계발광 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자 중 하나로서 발광다이오드를 포함하는 전계발광 표시장치의 기술이 빠른 속도로 발전하고 있다.
전계발광 표시장치의 발광다이오드는 정공주입전극인 양극과 전자주입전극인 음극 및 이들 사이의 발광층을 포함하며, 화소영역 각각은 뱅크에 의해 분리된다.
예를 들어, 뱅크에 의해 인접한 화소영역 간 혼색 문제 및 발광층의 두께 불균일 문제가 방지된다.
그런데, 뱅크에 의해 전계발광 표시장치의 광 효율이 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명은 뱅크에 의한 전계발광 표시장치의 광 효율 저하 문제를 해결하고자 한다.
본 발명은, 화소영역을 포함하는 기판과; 상기 기판 상부에 위치하는 절연층과; 상기 절연층 상에 위치하는 제 1 전극과; 상기 화소영역을 둘러싸며 제 1 폭의 제 1 개구부를 갖는 제 1 뱅크와; 상기 제 1 뱅크 상에 위치하고 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭의 제 2 개구부를 가져 상기 제 1 뱅크의 끝을 노출하는 제 2 뱅크와; 제 1 산란입자와 발광물질을 포함하며 상기 제 2 개구부에 대응하는 발광층과; 상기 발광층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하고, 상기 발광물질은 상기 발광층의 중앙에 배열되어 상기 제 1 전극에 대응되며, 상기 제 1 산란입자는 상기 발광층의 가장자리에 배열되어 상기 제 1 뱅크의 끝에 대응되는 전계발광 표시장치를 제공한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 1 뱅크와 상기 제 1 산란입자는 친수성을 갖고, 상기 제 2 뱅크와 상기 발광물질은 소수성을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 1 산란입자는 TiO2 입자, SiO2 입자, ZnO 입자, SiO4 입자, AlO4 입자 중 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 1 산란입자는 다공성(porous) 형태 또는 섬유상(fibrous) 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 2 뱅크는 상기 발광층을 향하는 측면이 요철 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 1 전극은 반사전극이고 상기 제 2 전극은 투명전극 또는 반투명전극인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 발광물질은 양자점과 유기발광물질 중 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 1 뱅크는 제 2 산란입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 관점에서, 본 발명은, 기판 상부에 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극의 가장자리를 덮고 상기 제 1 전극의 가장지를 노출하는 제 1 개구부를 갖는 제 1 뱅크를 형성하는 단계와; 상기 제 1 뱅크 상에, 상기 제 1 개구부보다 큰 면적을 가져 상기 제 1 뱅크의 끝을 노출하는 제 2 개구부를 갖는 제 2 뱅크를 형성하는 단계와; 상기 제 2 개구부에, 용매, 제 1 산란입자, 발광물질을 포함하는 발광물질용액을 코팅하는 단계와; 상기 발광물질용액에 대하여 건조 공정을 진행하여 발광층을 형성하는 단계와; 상기 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 발광물질용액에 대한 건조 공정에서, 상기 발광물질은 상기 제 1 개구부에 대응하여 배열되고 상기 제 1 산란입자는 상기 제 1 뱅크의 끝에 대응하여 배열되는 전계발광 표시장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 전계발광 표시장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 뱅크와 상기 제 1 산란입자는 친수성을 갖고, 상기 제 2 뱅크와 상기 발광물질은 소수성을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 산란입자는 TiO2 입자, SiO2 입자, ZnO 입자, SiO4 입자, AlO4 입자 중 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 산란입자는 다공성(porous) 형태 또는 섬유상(fibrous) 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 뱅크는 상기 발광층을 향하는 측면이 요철 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 뱅크를 형성하는 단계는, 상기 제 1 뱅크 상에 유기절연물질을 코팅하여 유기절연물질층을 형성하는 단계와; 상기 유기절연물질층을 패턴하여 뱅크 패턴을 형성하는 단계와; 상기 뱅크 패턴에 대하여 진공건조 공정을 진행하는 단계와; 상기 진공건조 공정 후에 상기 뱅크 패턴을 베이킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치의 제조 방법에 있어서, 상기 진공건조 공정은 10-6~10-5Torr 조건에서 진행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 전극은 반사전극이고 상기 제 2 전극은 투명전극 또는 반투명전극인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치의 제조 방법에 있어서, 상기 발광물질은 양자점과 유기발광물질 중 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 뱅크는 제 2 산란입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전계발광 표시장치 및 그 제조 방법에서, 발광층이 발광물질과 산란입자를 포함하며, 발광물질과 산란입자가 분리되어 산란입자가 제 1 뱅크의 끝에 배열된다.
따라서, 발광물질에서 발광된 빛이 산란입자에 의해 산란되어 표시면 측으로 향하게 되고, 뱅크에 의한 유효표시영역(effective display area) 감소 문제가 방지된다.
따라서, 본 발명은 높은 광 효율을 갖는 전계발광 표시장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 제 2 뱅크의 측면이 요철 표면을 가져 산란입자와 발광물질의 상분리가 안정적으로 진행되고 전계발광 표시장치의 광 효율은 더 향상된다.
또한, 산란입자가 다공성 형태 또는 섬유상 형태를 가져 수분 또는 산소에 의한 발광물질의 손상이 방지됨으로써, 전계발광 표시장치의 수명이 증가하고 광 효율은 더욱 향상된다.
도 1은 본 발명에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 섬유상 형태의 산란입자를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 산란입자의 배열을 보여주는 SEM사진이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6a 내지 도 6g는 전계발광 표시장치의 제조 공정을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 7은 제 2 뱅크의 요철 형태 측면을 보여주는 SEM사진이다.
도 8은 산란입자의 배열을 보여주는 현미경 사진이다.
도 9는 전계발광 표시장치의 광효율(휘도) 변화를 보여주는 그래프이다.
도 10은 전계발광 표시장치의 발광파장 변화 여부를 보여주는 그래프이다.
도 11은 전계발광 표시장치의 수명 변화를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 섬유상 형태의 산란입자를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 산란입자의 배열을 보여주는 SEM사진이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6a 내지 도 6g는 전계발광 표시장치의 제조 공정을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 7은 제 2 뱅크의 요철 형태 측면을 보여주는 SEM사진이다.
도 8은 산란입자의 배열을 보여주는 현미경 사진이다.
도 9는 전계발광 표시장치의 광효율(휘도) 변화를 보여주는 그래프이다.
도 10은 전계발광 표시장치의 발광파장 변화 여부를 보여주는 그래프이다.
도 11은 전계발광 표시장치의 수명 변화를 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전계발광 표시장치에는, 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(GL)과, 데이터 배선(DL) 및 파워 배선(PL)이 형성된다. 화소영역(P)에는, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td), 스토리지 커패시터(Cst) 및 발광다이오드(D)가 형성된다. 화소영역(P)은 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역을 포함할 수 있다.
스위칭 박막트랜지스터(Ts)는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결되고, 구동 박막트랜지스터(Td) 및 스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 파워 배선(PL) 사이에 연결된다. 발광다이오드(D)는 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결된다.
이러한 전계발광 표시장치에서는, 게이트 배선(GL)에 인가된 게이트 신호에 따라 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되면, 데이터 배선(DL)에 인가된 데이터 신호가 스위칭 박막트랜지스터(Ts)를 통해 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극과 스토리지 커패시터(Cst)의 일 전극에 인가된다.
구동 박막트랜지스터(Td)는 게이트 전극에 인가된 데이터 신호에 따라 턴-온 되며, 그 결과 데이터 신호에 비례하는 전류가 파워 배선(PL)으로부터 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 발광다이오드(D)로 흐르게 되고, 발광다이오드(D)는 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 흐르는 전류에 비례하는 휘도로 발광한다.
이때, 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호에 비례하는 전압으로 충전되어, 일 프레임(frame) 동안 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극의 전압이 일정하게 유지되도록 한다.
따라서, 전계발광 표시장치는 원하는 영상을 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전계발광 표시장치(100)는 기판(110)과, 기판(110) 상부에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와, 기판(110) 상에 위치하며 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 발광다이오드(D)를 포함한다.
기판(110)은 유리 기판, 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판은 polyimide(PI) 기판, polyethersulfone(PES) 기판, polyethylenenaphthalate(PEN) 기판, polyethylene terephthalate(PET) 기판 및 polycarbonate(PC) 기판 중 어느 하나일 수 있다.
기판(110) 상에 버퍼층(122)이 형성되고, 버퍼층(122) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 버퍼층(122)은 생략될 수 있다.
버퍼층(122) 상부에 반도체층(120)이 형성된다. 반도체층(122)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 반도체층(122)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 반도체층(122) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음)이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(122)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(122)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(122)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(122)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(120)의 상부에는 절연 물질로 이루어진 게이트 절연막(124)이 기판(110) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(124)은 실리콘산화물(SiOx) 또는 실리콘질화물(SiNx)과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(124) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(130)이 반도체층(120)의 중앙에 대응하여 형성된다. 도 2에서 게이트 절연막(122)은 기판(110) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(120)은 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝 될 수도 있다.
게이트 전극(130) 상부에는 절연 물질로 이루어진 층간 절연막(132)이 기판(110) 전면에 형성된다. 층간 절연막(132)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물과 같은 무기 절연 물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연 물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(132)은 반도체층(120)의 양측 상면을 노출하는 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(134, 136)을 갖는다. 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(134, 136)은 게이트 전극(130)의 양측에서 게이트 전극(130)과 이격되어 위치한다. 도 2에서, 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(134, 136)은층간 절연막(132)과 게이트 절연막(122)에 형성되고 있다. 이와 달리, 게이트 절연막(122)이 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝 될 경우, 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(134, 136)은 층간 절연막(132) 내에만 형성될 수 있다.
층간 절연막(132) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 소스 전극(144)과 드레인 전극(146)이 형성된다. 소스 전극(144)과 드레인 전극(146)은 게이트 전극(130)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(134, 136)을 통해 반도체층(120)의 양측과 접촉한다.
반도체층(120), 게이트 전극(130), 소스 전극(154) 및 드레인 전극(156)은 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다. 즉, 박막트랜지스터(Tr)는 구동 박막트랜지스터(도 1 의 Td)이다.
도 2에서, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층(120)의 상부에 게이트 전극(130), 소스 전극(154) 및 드레인 전극(156)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다. 이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고, 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.
도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소 영역을 정의하며, 게이트 배선과 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자인 스위칭 박막트랜지스터가 더 형성된다. 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다. 또한, 파워 배선이 데이터 배선 또는 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.
소스 전극(144)과 드레인 전극(146) 상부에는 평탄화층(150)이 기판(110) 전면에 형성된다. 평탄화층(150)은 상면이 평탄하며, 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(146)을 노출하는 드레인 컨택홀(152)을 갖는다.
발광다이오드(D)는 평탄화층(150) 상에 위치하며 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(146)에 연결되는 제 1 전극(160)과, 제 1 전극(160) 상에 순차 적층되는 발광층 및 제 2 전극(162)을 포함한다. 발광다이오드(D)는 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역 각각에 위치하며 적색, 녹색 및 청색 광을 각각 발광할 수 있다.
제 1 전극(160)은 화소영역 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(160)은 양극(anode)일 수 있으며, 일함수(work function) 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어지는 투명 전극층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(210)의 투명 전극층은 인듐-주석-산화물 (indium-tin-oxide; ITO), 인듐-아연-산화물(indium-zinc-oxide; IZO)와 같은 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 전계발광 표시장치(100)는 상부 발광 방식(top-emission type)이며, 광 효율을 높이기 위해 제 1 전극(160)은 반사전극 또는 반사층을 더 포함할 수 있다. 반사전극 또는 반사층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper: APC) 합금 중 하나로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극은 ITO/Ag/ITO 또는 ITO/APC/ITO의 삼중층 구조를 가질 수 있다.
또한, 평탄화층(150) 상에는 제 1 전극(160)의 가장자리를 덮는 뱅크(180)가 형성된다. 뱅크(180)는 화소 영역에 대응하여 제 1 전극(160)의 중앙을 노출한다.
뱅크(180)는 제 1 개구부(OP1)를 갖는 제 1 뱅크(182)와, 제 1 뱅크(182) 상에 위치하며 제 1 개구부(OP1)의 제 1 폭보다 큰 제 2 폭의 제 2 개구부(OP2)를 갖는 제 2 뱅크(184)를 포함한다. 따라서, 제 1 뱅크(182)는 제 1 전극(160)의 가장자리를 덮고, 제 1 뱅크(182)의 끝은 제 2 뱅크(184)로부터 화소영역의 중앙을 향해 돌출되어 노출된다.
제 1 뱅크(182)는 친수성을 갖고, 제 2 뱅크(184)는 소수성을 갖는다. 인접 화소영역 간 혼색 방지를 위해 제 2 뱅크(184)는 광흡수물질 또는 광차단물질을 포함할 수 있다.
제 1 전극(160) 상에는 발광층이 형성된다. 발광층은 제 2 뱅크(184)의 제 2 개구부(OP2)에 대응하여 형성된다. 즉, 발광층은 제 2 개구부(OP2)와 실질적으로 동일한 폭을 갖는다.
발광층은 발광물질층(emitting material layer, 170)을 포함한다. 또한, 발광층은, 제 1 전극(160)과 발광물질층(170) 사이에 위치하는 정공보조층과, 발광물질층(170)과 제 2 전극(162) 사이에 위치하는 전자보조층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 정공보조층은 정공주입층과 정공수송층 중 적어도 하나를 포함하고, 전자보조층은 전자주입층과 전자수송층 중 적어로 하나를 포함할 수 있다.
발광층, 예를 들어 발광물질층(170)은 발광물질(172)과 제 1 산란입자(172)를 포함한다. 발광물질(172)은 유기발광물질 또는 무기발광물질일 수 있다. 예를 들어, 유기발광물질은 형광물질, 인광물질, 지연형광물질 중 하나일 수 있고 호스트-도펀트 시스템을 가질 수 있다. 한편, 무기발광물질은 양자점일 수 있다.
예를 들어, 양자점은 중심에 빛을 내는 코어와, 코어를 둘러싸는 쉘과, 쉘의 표면에 결합된 리간드를 포함할 수 있다. 또한, 코어와 쉘 중 적어도하는 이중층 구조를 가질 수 있다.
코어와 쉘은 서로 다른 에너지 밴드갭을 갖는 반도체 화합물을 포함한다. 코어와 쉘 각각은 2-6족 또는 3-5족의 나노 반도체 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 화합물은 CdSe, CdS, CdTe, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, InAs, InP 및 GaAs 중 어느 하나일 수 있다. 리간드는 C1~C30의 알킬기일 수 있으며, 리간드에 의해 양자점이 용매에 분산된다.
제 1 산란입자(174)는 광 산란 특성을 갖는 나노 크기의 구형 무기산화물 입자일 수 있다. 예를 들어, 제 1 산란입자(174)는 TiO2 입자, SiO2 입자, ZnO 입자, SiO4 입자, AlO4 입자 중 하나일 수 있다. 제 1 산란입자(174)의 크기는 양자점(172)보다 클 수 있다.
또한, 제 1 산란입자(174)는 밀폐된 구 형태, 다공성(porous) 형태 또는 섬유상(fibrous) 형태를 가질 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 산란입자(174)는 중심으로부터 연장된 가늘고 긴 섬유 형태의 브랜치를 포함함으로써, 큰 표면적을 가질 수 있다. 제 1 산란입자(174)가 다공성(porous) 형태 또는 섬유상(fibrous) 형태를 갖는 경우, 수분 및/또는 산소가 제 1 산란입자(174)에 흡착되어 수분 및/또는 산소에 의한 발광물질(172)의 특성 저하가 방지되어 전계발광 표시장치(100)의 수명이 향상될 수 있다.
발광물질(172)은 소수성을 갖고, 제 1 산란입자(174)는 친수성을 갖는다. 즉, 발광물질(172)과 제 1 산란입자(174)는 서로 다른 물질로 이루어지고 서로 다른 친수도(hydrophilicity) 또는 소수도(hydrophobicity)를 갖는다.
따라서, 용매, 발광물질(172), 제 1 산란입자(174)를 포함하는 발광물질용액을 용액 공정에 의해 코팅하여 발광물질층(170)을 형성하고 건조 공정을 진행하게 되면, 소수성의 발광물질(172)과 친수성의 제 1 산란입자(174)가 상분리되고 친수성의 제 1 산란입자(174)가 친수성의 제 1 뱅크(182)를 향해 이동한다.
용매는, cyclohexylbenzene, dodecylbenzene, tetralin, 4-methylanisole, diehtylbenzene, cyclohexanone, cyclohexanol, 2,3-dihydrobenzofuran, 1,3,5-trimethylbenzene, 1,2,4,5-tetramethylbenzene, anisole, 1-tetralone 중 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 용매는 저비점 용매와 고비점 용매를 포함하며, 저비점 용매의 양이 고비점 용매의 양보다 클 수 있다.
따라서, 발광물질(172)은 발광물질층(170)의 중앙에 배열되고, 제 1 산란입자(174)는 발광층(170)의 가장자리에 배열된다. 즉, 제 1 뱅크(182)는 제 1 전극(160)에 대응하여 배열되고, 제 1 산란입자(174)는 제 1 뱅크(182)의 노출된 끝에 대응하여 배열된다. 다시 말해, 제 1 뱅크(182)는 제 1 뱅크(182)의 제 1 개구부(OP1) 내에 배열되고, 제 1 산란입자(174)는 제 1 뱅크(182)의 제 1 개구부(OP1) 끝과 제 2 뱅크(184)의 제 2 개구부(OP2) 끝 사이에 배열된다.
즉, 제 1 산란입자의 배열을 보여주는 SEM사진인 도 4를 참조하면, 용매에 양자점과 제 1 산란입자가 분산된 발광물질용액을 코팅하고 건조하여 발광물질층을 형성하면 화소영역의 가장자리, 즉 제 1 뱅크의 가장자리 상부면에 제 1 산란입자(흰색)가 응집된다.
발광층이 형성된 기판(110) 상부로 제 2 전극(162)이 형성된다. 제 2 전극(162)은 표시 영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 음극(cathode)으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(230)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 은(Ag), 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있고, 광투과를 위해 비교적 얇은 두께를 갖는다.
도시하지 않았으나, 제 2 전극(162) 상에는, 외부 수분이 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 인캡슐레이션 필름은 제 1 무기 절연층과, 유기 절연층과, 제 2 무기 절연층의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 인캡슐레이션 필름 상에는 외부광의 반사를 줄이기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
또한, 인캡슐레이션 필름 또는 편광판 상에 커버 윈도우가 부착될 수 있다. 이때, 기판(110)과 커버 윈도우가 플렉서블 소재로 이루어져 플렉서블 표시장치가 구현될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 전계발광 표시장치(100)의 발광층에서는, 발광물질(172)이 제 1 전극(160)에 대응하여 배열되고 제 1 산란입자(174)가 제 1 뱅크(182)의 가장자리 상부면에 배열됨으로써, 전계발광 표시장치(100)의 광 손실이 최소화되고 전계발광 표시장치(100)의 광 효율이 향상된다. 즉, 발광물질(172)에서 뱅크(180)를 향해 발광된 빛은 제 1 산란입자(174)에 의해 산란되어 제 2 전극(162)을 향하게 되므로, 발광물질(172)에서 뱅크(180)를 향해 발광된 빛의 손실이 최소화된다.
예를 들어, 발광물질층이 제 1 산란입자 없이 발광물질만을 포함하는 경우, 발광물질 중 일부는 제 1 뱅크의 가장자리 상부면에 배열되는데 제 1 뱅크의 가장자리 상부면에서는 정공과 전자의 결합이 일어날 수 없어 비발광영역이 된다. 또한, 화소영역의 중앙에서 제 1 전극에 대응되는 발광물질로부터 뱅크를 향해 발광된 빛은 뱅크에 의해 흡수되어 광 손실이 발생한다. 즉, 전계발광 표시장치의 유효발광영역이 감소한다.
그러나, 본 발명의 전계발광 표시장치(100)에서는, 발광물질(172)로부터 뱅크(180)를 향해 발광된 빛이 제 1 산란입자(172)에 의해 산란되어 제 2 전극(162) 측으로 제공되므로, 전계발광 표시장치(100)의 유효발광영역이 증가한다.
한편, 제 1 뱅크(182)는 제 2 산란입자(186)을 더 포함할 수 있고, 발광물질(172)로부터 제 1 뱅크(182) 가장자리로 입사된 빛이 제 2 산란입자(186)에 의해 제 2 전극(162) 측으로 산란되어 전계발광 표시장치(100)의 광 효율을 더 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제 2 산란입자(186)는 광 산란 특성을 갖는 나노 크기의 구형 무기산화물 입자일 수 있다. 예를 들어, 제 2 산란입자(274)는 TiO2 입자, SiO2 입자, ZnO 입자, SiO4 입자, AlO4 입자 중 하나일 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전계발광 표시장치(200)는 기판(210)과, 기판(210) 상부에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와, 기판(210) 상에 위치하며 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 발광다이오드(D)를 포함한다.
기판(210)은 유리 기판, 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 기판은 polyimide(PI) 기판, polyethersulfone(PES) 기판, polyethylenenaphthalate(PEN) 기판, polyethylene terephthalate(PET) 기판 및 polycarbonate(PC) 기판 중 어느 하나일 수 있다.
기판(210) 상에 버퍼층(222)이 형성되고, 버퍼층(222) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 버퍼층(222)은 생략될 수 있다.
버퍼층(222) 상부에 반도체층(220)이 형성된다. 예를 들어, 반도체층(220)은 산화물 반도체 물질 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
반도체층(220)의 상부에는 절연 물질로 이루어진 게이트 절연막(224)이 기판(210) 전면에 형성되고, 게이트 절연막(224) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(230)이 반도체층(220)의 중앙에 대응하여 형성된다.
게이트 전극(230) 상부에는 절연 물질로 이루어진 층간 절연막(232)이 기판(210) 전면에 형성된다. 층간 절연막(232)은 반도체층(220)의 양측 상면을 노출하는 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(234, 236)을 갖는다.
층간 절연막(232) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 소스 전극(244)과 드레인 전극(246)이 형성된다. 소스 전극(244)과 드레인 전극(246)은 게이트 전극(230)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 반도체층 컨택홀(234, 236)을 통해 반도체층(220)의 양측과 접촉한다.
반도체층(220), 게이트 전극(230), 소스 전극(254) 및 드레인 전극(256)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
소스 전극(244)과 드레인 전극(246) 상부에는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(246)을 노출하는 드레인 컨택홀(252)을 갖는 평탄화층(250)이 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
평탄화층(250) 상에는 제 1 전극(260)이 형성된다. 제 1 전극(260)은 양극(anode)일 수 있으며, 일함수(work function) 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어지는 투명 전극층을 포함할 수 있다. 제 1 전극(210)의 투명 전극층은 인듐-주석-산화물 (indium-tin-oxide; ITO), 인듐-아연-산화물(indium-zinc-oxide; IZO)와 같은 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)로 이루어질 수 있다.
제 1 전극(260)은 반사전극 또는 반사층을 더 포함할 수 있다. 반사전극 또는 반사층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper: APC) 합금 중 하나로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(260)은 ITO/Ag/ITO 또는 ITO/APC/ITO의 삼중층 구조를 가질 수 있다.
또한, 평탄화층(250) 상에는 제 1 전극(260)의 가장자리를 덮는 뱅크(280)가 형성된다. 뱅크(280)는 화소 영역에 대응하여 제 1 전극(260)의 중앙을 노출한다.
뱅크(280)는 제 1 개구부(OP1)를 갖는 제 1 뱅크(282)와, 제 1 뱅크(282) 상에 위치하며 제 1 개구부(OP1)의 제 1 폭보다 큰 제 2 폭의 제 2 개구부(OP2)를 갖는 제 2 뱅크(284)를 포함한다. 따라서, 제 1 뱅크(282)는 제 1 전극(260)의 가장자리를 덮고, 제 1 뱅크(282)의 끝은 제 2 뱅크(284)로부터 화소영역의 중앙을 향해 돌출되어 노출된다.
제 1 뱅크(282)는 친수성을 갖고, 제 2 뱅크(284)는 소수성을 갖는다. 인접 화소영역 간 혼색 방지를 위해 제 2 뱅크(284)는 광흡수물질 또는 광차단물질을 포함할 수 있다.
제 2 뱅크(284)는 요철 형태의 측면(288)을 갖는다. 이에 따라 발광층 내 발광물질과 제 1 산란입자의 상분리가 안정적으로 진행되고, 화소영역의 가장자리, 즉 뱅크(280) 측에서 제 1 산란입자의 밀도가 증가한다. 도 5에서 제 2 뱅크(284)의 상부면은 평탄한 것으로 도시되고 있으나, 상부면 역시 요철 형태를 가질 수 있다.
제 1 전극(260) 상에는 발광층이 형성된다. 발광층은 제 2 뱅크(284)의 제 2 개구부(OP2)에 대응하여 형성된다. 즉, 발광층은 제 2 개구부(OP2)와 실질적으로 동일한 폭을 갖는다.
발광층은 발광물질층(emitting material layer, 270)을 포함한다. 또한, 발광층은, 제 1 전극(260)과 발광물질층(270) 사이에 위치하는 정공보조층과, 발광물질층(270)과 제 2 전극(262) 사이에 위치하는 전자보조층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 정공보조층은 정공주입층과 정공수송층 중 적어도 하나를 포함하고, 전자보조층은 전자주입층과 전자수송층 중 적어로 하나를 포함할 수 있다.
발광층, 예를 들어 발광물질층(270)은 발광물질(272)과 제 1 산란입자(272)를 포함한다. 발광물질(272)은 유기발광물질 또는 무기발광물질일 수 있다. 예를 들어, 유기발광물질은 형광물질, 인광물질, 지연형광물질 중 하나일 수 있고 호스트-도펀트 시스템을 가질 수 있다. 한편, 무기발광물질은 양자점일 수 있다.
제 1 산란입자(274)는 광 산란 특성을 갖는 나노 크기의 구형 무기산화물 입자일 수 있다. 예를 들어, 제 1 산란입자(274)는 TiO2 입자, SiO2 입자, ZnO 입자, SiO4 입자, AlO4 입자 중 하나일 수 있다. 제 1 산란입자(274)의 크기는 양자점(272)보다 클 수 있다. 또한, 제 1 산란입자(274)는 밀폐된 구 형태, 다공성(porous) 형태 또는 섬유상(fibrous) 형태를 가질 수 있다.
제 1 산란입자(274)가 다공성(porous) 형태 또는 섬유상(fibrous) 형태를 갖는 경우, 수분 및/또는 산소가 제 1 산란입자(274)에 흡착되어 수분 및/또는 산소에 의한 발광물질(272)의 특성 저하가 방지되어 전계발광 표시장치(200)의 수명이 향상될 수 있다.
발광물질(272)은 소수성을 갖고, 제 1 산란입자(274)는 친수성을 갖는다. 즉, 발광물질(272)과 제 1 산란입자(274)는 서로 다른 물질로 이루어지고 서로 다른 친수도(hydrophilicity) 또는 소수도(hydrophobicity)를 갖는다.
따라서, 용매, 발광물질(272), 제 1 산란입자(274)를 포함하는 발광물질용액을 용액 공정에 의해 코팅하여 발광물질층(270)을 형성하고 건조 공정을 진행하게 되면, 소수성의 발광물질(272)과 친수성의 제 1 산란입자(274)가 상분리되고 친수성의 제 1 산란입자(274)가 친수성의 제 1 뱅크(282)를 향해 이동한다.
또한, 전술한 바와 같이, 제 2 뱅크(284)가 요철 형태의 측면(288)을 가져 발광물질(272)과 친수성의 제 1 산란입자(274)가 안정적으로 상분리된다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광 표시장치(100)에서는 친수성의 제 1 뱅크(182)만을 이용하여 발광물질(172)과 제 1 산란입자(174)의 상분리가 진행되며, 이에 따라 상분리 효율이 다소 낮을 수 있다. 그러나, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광 표시장치(200)에서는 제 1 뱅크(282)가 친수성을 갖는 것에 더하여 제 2 뱅크(284)가 요철 형태의 측면(288)을 가져 발광물질(272)와 제 1 산란입자(284)의 상분리가 효율적으로 일어난다.
따라서, 발광물질(272)은 발광물질층(270)의 중앙에 배열되고, 제 1 산란입자(274)는 발광층(270)의 가장자리에 배열된다. 즉, 제 1 뱅크(282)는 제 1 전극(260)에 대응하여 배열되고, 제 1 산란입자(274)는 제 1 뱅크(282)의 노출된 끝에 대응하여 배열된다. 다시 말해, 제 1 뱅크(282)는 제 1 뱅크(282)의 제 1 개구부(OP1) 내에 배열되고, 제 1 산란입자(274)는 제 1 뱅크(282)의 제 1 개구부(OP1) 끝과 제 2 뱅크(284)의 제 2 개구부(OP2) 끝 사이에 배열된다.
발광층이 형성된 기판(210) 상부로 제 2 전극(262)이 형성된다. 제 2 전극(262)은 표시 영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 음극(cathode)으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(230)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 은(Ag), 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있고, 광투과를 위해 비교적 얇은 두께를 갖는다.
도시하지 않았으나, 제 2 전극(262) 상에는, 외부 수분이 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 인캡슐레이션 필름은 제 1 무기 절연층과, 유기 절연층과, 제 2 무기 절연층의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 인캡슐레이션 필름 상에는 외부광의 반사를 줄이기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
또한, 인캡슐레이션 필름 또는 편광판 상에 커버 윈도우가 부착될 수 있다. 이때, 기판(210)과 커버 윈도우가 플렉서블 소재로 이루어져 플렉서블 표시장치가 구현될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 전계발광 표시장치(200)의 발광층에서는, 발광물질(272)이 제 1 전극(260)에 대응하여 배열되고 제 1 산란입자(274)가 제 1 뱅크(282)의 가장자리 상부면에 배열됨으로써, 전계발광 표시장치(200)의 광 손실이 최소화되고 전계발광 표시장치(200)의 광 효율이 향상된다. 즉, 발광물질(272)에서 뱅크(280)를 향해 발광된 빛은 제 1 산란입자(274)에 의해 산란되어 제 2 전극(262)을 향하게 되므로, 발광물질(272)에서 뱅크(280)를 향해 발광된 빛의 손실이 최소화된다.
한편, 제 1 뱅크(282)는 제 2 산란입자(286)을 더 포함할 수 있고, 발광물질(272)로부터 제 1 뱅크(282) 가장자리로 입사된 빛이 제 2 산란입자(286)에 의해 제 2 전극(262) 측으로 산란되어 전계발광 표시장치(200)의 광 효율을 더 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제 2 산란입자(286)는 광 산란 특성을 갖는 나노 크기의 구형 무기산화물 입자일 수 있다. 예를 들어, 제 2 산란입자(286)는 TiO2 입자, SiO2 입자, ZnO 입자, SiO4 입자, AlO4 입자 중 하나일 수 있다.
도 6a 내지 도 6g는 전계발광 표시장치의 제조 공정을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 기판(210) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성되고, 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(246)을 노출하는 드레인 콘택홀(252)을 갖는 평탄화층(250)이 형성된다.
구체적으로, 기판(210) 상에 절연물질을 증착하여 버퍼층(222)을 형성한다.
다음, 버퍼층(222) 상에 반도체 물질을 증착하고 마스크 공정에 의해 패터닝함으로써 반도체층(220)이 형성된다.
다음, 반도체층(220) 상에 절연물질을 증착하여 게이트 절연막(224)을 형성한다.
다음, 게이트 절연막(224) 상에 구리, 알루미늄과 같은 저저항 금속 물질을 증착하고 이에 대한 마스크 공정을 진행함으로써, 게이트 절연막(224) 상에 게이트 전극(230)이 형성된다. 게이트 전극(230)은 반도체층(220)의 중앙에 대응하여 형성된다. 도시하지 않았으나, 게이트 절연막(224) 상에는 제 1 방향을 따라 연장되는 게이트 배선이 형성될 수 있다.
다음, 게이트 전극(230) 상에 절연물질층을 형성하고 마스크 공정을 진행함으로써, 반도체층(220)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(234, 236)을 갖는 층간 절연막(232)이 형성된다.
다음, 층간 절연막(232) 상에 구리, 알루미늄과 같은 저저항 금속 물질을 증착하고 이에 대한 마스크 공정을 진행함으로써, 층간 절연막(232) 상에 소스 전극(244)과 드레인 전극(246)이 형성된다. 소스 전극(244)과 드레인 전극(246)은 게이트 전극(230)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 콘택홀(234, 236)을 통해 반도체층(220)의 양측과 접촉한다.
도시하지 않았으나, 층간 절연막(232) 상에는 제 2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선과, 데이터 배선과 평행하게 이격하는 파워 배선이 형성될 수 있다.
반도체층(220)과, 게이트 전극(230), 소스 전극(244), 드레인 전극(246)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
다음, 박막트랜지스터(Tr)를 덮는 절연물질층을 형성하고 이에 대하여 마스크 공정을 진행함으로써, 박막트랜지스터(Tr)를 노출하는 드레인 콘택홀(252)을 갖는 평탄화층(250)이 형성된다.
다음, 평탄화층(250) 상에 제 1 전극(260)을 형성한다. 예를 들어, ITO층, Ag층, ITO층을 연속하여 증착하고 마스크 공정을 진행함으로써, ITO/Ag/ITO의 삼중층 구조를 갖는 제 1 전극(260)을 형성할 수 있다. 제 1 전극(260)은 드레인 콘택홀(252)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(246)에 연결된다.
다음, 절연물질층을 형성하고 이에 대하여 마스크 공정을 진행함으로써, 제 1 전극(260)을 가장자리를 덮고 제 1 전극(260)의 중앙을 노출하는 제 1 개구부(OP1)를 갖는 제 1 뱅크(282)를 형성한다. 제 1 뱅크(282)는 친수 특성을 가지며 제 2 산란입자(286)을 포함할 수 있다.
다음, 제 1 뱅크(282)와 제 1 전극(260) 상에 절연물질층(290)을 형성한다.
다음, 도 6b에 도시된 바와 같이, 절연물질층(도 6a의 290)에 대하여 마스크 공정을 진행함으로써 제 1 뱅크(282) 상에 제 2 개구부(OP2)를 갖는 제 2 뱅크(284)를 형성한다.
다음, 도 6c에 도시된 바와 같이, 제 2 뱅크(284)에 대하여 진공건조 공정을 진행한다. 예를 들어, 진공건조 공정은 약 10-6~10-5 Torr 조건에서 진행될 수 있다.
이와 같이, 제 2 뱅크(284)에 대하여 진공건조 공정이 진행되면, 제 2 뱅크(284)의 표면이 급속하게 건조되어 표면이 굳어진다. (rigid) 한편, 제 2 뱅크(284)의 내부는 진공건조 공정의 영향을 받지 않거나 영향이 작아 소프트한 특성이 유지된다.
다음, 도 6d에서와 같이, 제 2 뱅크(284)에 대하여 가열(베이킹) 공정을 진행한다. 예를 들어, 제 2 뱅크(284)가 형성된 기판(210)을 핫플레이트 상에 배치하고 가열 공정을 진행할 수 있다.
이와 같이 제 2 뱅크(284)에 대하여 가열공정이 진행되면, 소프트한 제 2 뱅크(284)의 내부가 가교되면서 수축하게 되고, 도 7에서 보여지는 바와 같이 제 2 뱅크(284)는 주름(wrinkle)과 같은 요철 형태의 측면(288)을 갖게 된다.
다음, 도 6e에서와 같이, 제 2 뱅크(284)의 제 2 개구부(OP2) 내에 용매(미도시), 발광물질(272), 제 1 산란입자(274)를 포함하는 발광물질용액(276)을 도포하고 건조공정을 진행한다. 예를 들어, 발광물질용액(276)은 잉크젯 공정에 의해 도포될 수 있다.
그 결과, 도 6f에서와 같이, 발광물질(272)과 제 1 산란입자(274)를 포함하는 발광물질층(270)이 형성된다. 이때, 발광물질(272)과 제 1 산란입자(274)가 상분리되며 제 1 산란입자(274)가 제 1 뱅크(282)의 가장자리 상면에 배열되고 발광물질(272)은 제 1 전극(260)에 대응하여 배열된다.
산란입자의 배열을 보여주는 현미경 사진인 도 8을 참조하면, 친수성의 제 1 뱅크와 요철 형태 측면을 갖는 제 2 뱅크가 구비된 화소영역의 가장자리에 산란입자(도면 우측의 화소영역에서 흰색 띠부분)가 배열된 것이 보여진다. (도 8에서 좌측의 화소영역에는 발광물질용액이 도포되지 않았고 우측 화소영역에는 발광물질용액이 도포되었다.)
다음, 도 6g에서와 같이, 발광물질층(270) 상에 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질, 예를 들어 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 은(Ag), 또는 이들의 합금을 증착하여 제 2 전극(262)을 형성한다.
도 9는 전계발광 표시장치의 광효율(휘도) 변화를 보여주는 그래프이고, 도 10은 전계발광 표시장치의 발광파장 변화 여부를 보여주는 그래프이다.
이때, 제 2 뱅크(284)가 요철 형태 측면을 갖지 않는 경우의 전계발광 표시장치(Ex1)와, 제 2 뱅크(284)가 요철 형태 측면을 갖는 경우의 전계발광 표시장치(Ex2)의 발광특성(구동전압, 휘도(cd/m2), 외부양자효율(EQE))을 측정하여 아래 표1에 기재하였고, 휘도와 발광파장 측정 결과를 도 9 및 도 10에 각각 도시하였다.
[표1]
표1 및 도 9에서 보여지는 바와 같이, 제 2 뱅크가 요철 형태 측면을 갖는 전계발광 표시장치(Ex2)의 발광 특성이 향상된다. 전술한 바와 같이, 제 2 뱅크의 요철 형태 측면에 의해 발광물질과 제 1 산란입자의 상분리가 효율적으로 일어나 광 효율이 향상된다.
한편, 제 2 뱅크의 요철 형태 표면에 의해 발광파장은 변화되지 않고 원하는 발광파장을 구현할 수 있다.
도 11은 전계발광 표시장치의 수명 변화를 보여주는 그래프이다.
산란입자가 첨가되지 않은 발광물질용액을 이용하여 발광물질층을 형성한 발광다이오드(Ref), 일반적인 구 형태를 갖는 산란입자(SiO2 입자, 약 15nm의 입자크기)가 첨가된 발광물질용액을 이용하여 발광물질층을 형성한 발광다이오드(Ex3), 다공성 형태를 갖는 산란입자(SiO2 입자, 약 15nm의 입자크기)가 첨가된 발광물질용액을 이용하여 발광물질층을 형성한 발광다이오드(Ex4), 섬유상 형태를 갖는 산란입자(SiO2 입자, 약 15nm의 입자크기)가 첨가된 발광물질용액을 이용하여 발광물질층을 형성한 발광다이오드(Ex5)에서, 시간 경과에 따른 EL 세기를 측정하였고 이에 다른 발광다이오드의 수명을 표2에 기재하였다. 이때, 용매에 대하여, 산란입자는 0.2wt%, 양자점(InP/ZnSe/ZnS)은 약 1.8wt%로 첨가되었다.
[표2]
도 11 및 표2에서 보여지는 바와 같이, 산란 입자를 포함하는 발광물질용액을 이용하여 발광물질층을 형성한 발광다이오드(Ex1, Ex2, Rx3)의 수명이 향상된다. 특히, 산란입자가 다공성 형태 또는 섬유상 형태를 갖는 경우 발광다이오드의 수명이 크게 증가한다. 다공성 형태 또는 섬유상 형태의 산란입자는 표면적이 넓기 때문에, 발광물질용액 및/또는 발광물질층에 존재하는 수분 및/또는 산소를 흡착하고 이에 따라 수분 및/또는 산소에 의한 양자점의 손상을 방지하여 발광다이오드의 수명이 증가한다.
상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 상기 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되는 것은 아니다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시형태 및 실시예를 토대로 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다. 하지만, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 점은, 첨부하는 청구범위에서 분명하다.
100: 전계발광 표시장치
160, 260: 제 1 전극
162, 262: 제 2 전극 170, 270: 발광물질층
172, 272: 양자점 174, 274: 제 1 산란입자
180, 280: 뱅크 182, 282: 제 1 뱅크
184, 284: 제 2 뱅크 186, 286: 제 2 산란입자
288: 요철 형태의 측면
162, 262: 제 2 전극 170, 270: 발광물질층
172, 272: 양자점 174, 274: 제 1 산란입자
180, 280: 뱅크 182, 282: 제 1 뱅크
184, 284: 제 2 뱅크 186, 286: 제 2 산란입자
288: 요철 형태의 측면
Claims (18)
- 화소영역을 포함하는 기판과;
상기 기판 상부에 위치하는 절연층과;
상기 절연층 상에 위치하는 제 1 전극과;
상기 화소영역을 둘러싸며 제 1 폭의 제 1 개구부를 갖는 제 1 뱅크와;
상기 제 1 뱅크 상에 위치하고 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭의 제 2 개구부를 가져 상기 제 1 뱅크의 끝을 노출하는 제 2 뱅크와;
제 1 산란입자와 발광물질을 포함하며 상기 제 2 개구부에 대응하는 발광층과;
상기 발광층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하고,
상기 발광물질은 상기 발광층의 중앙에 배열되어 상기 제 1 전극에 대응되며, 상기 제 1 산란입자는 상기 발광층의 가장자리에 배열되어 상기 제 1 뱅크의 끝에 대응되는 전계발광 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 뱅크와 상기 제 1 산란입자는 친수성을 갖고,
상기 제 2 뱅크와 상기 발광물질은 소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 산란입자는 TiO2 입자, SiO2 입자, ZnO 입자, SiO4 입자, AlO4 입자 중 하나인 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 산란입자는 다공성(porous) 형태 또는 섬유상(fibrous) 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 뱅크는 상기 발광층을 향하는 측면이 요철 형상인 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 반사전극이고 상기 제 2 전극은 투명전극 또는 반투명전극인 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 발광물질은 양자점과 유기발광물질 중 하나인 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 뱅크는 제 2 산란입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치.
- 기판 상부에 제 1 전극을 형성하는 단계와;
상기 제 1 전극의 가장자리를 덮고 상기 제 1 전극의 가장지를 노출하는 제 1 개구부를 갖는 제 1 뱅크를 형성하는 단계와;
상기 제 1 뱅크 상에, 상기 제 1 개구부보다 큰 면적을 가져 상기 제 1 뱅크의 끝을 노출하는 제 2 개구부를 갖는 제 2 뱅크를 형성하는 단계와;
상기 제 2 개구부에, 용매, 제 1 산란입자, 발광물질을 포함하는 발광물질용액을 코팅하는 단계와;
상기 발광물질용액에 대하여 건조 공정을 진행하여 발광층을 형성하는 단계와;
상기 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 발광물질용액에 대한 건조 공정에서, 상기 발광물질은 상기 제 1 개구부에 대응하여 배열되고 상기 제 1 산란입자는 상기 제 1 뱅크의 끝에 대응하여 배열되는 전계발광 표시장치의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 뱅크와 상기 제 1 산란입자는 친수성을 갖고,
상기 제 2 뱅크와 상기 발광물질은 소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 산란입자는 TiO2 입자, SiO2 입자, ZnO 입자, SiO4 입자, AlO4 입자 중 하나인 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 산란입자는 다공성(porous) 형태 또는 섬유상(fibrous) 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 뱅크는 상기 발광층을 향하는 측면이 요철 형상인 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 제 2 뱅크를 형성하는 단계는,
상기 제 1 뱅크 상에 유기절연물질을 코팅하여 유기절연물질층을 형성하는 단계와;
상기 유기절연물질층을 패턴하여 뱅크 패턴을 형성하는 단계와;
상기 뱅크 패턴에 대하여 진공건조 공정을 진행하는 단계와;
상기 진공건조 공정 후에 상기 뱅크 패턴을 베이킹하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치.
- 제 14 항에 있어서,
상기 진공건조 공정은 10-6~10-5Torr 조건에서 진행되는 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 반사전극이고 상기 제 2 전극은 투명전극 또는 반투명전극인 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 발광물질은 양자점과 유기발광물질 중 하나인 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 뱅크는 제 2 산란입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계발광 표시장치의 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190172998A KR20210080924A (ko) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 전계발광 표시장치 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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-
2019
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