KR20220093354A - Uv-경화된 충전제를 이용한 oled(organic light-emitting diode) 디스플레이 디바이스들 - Google Patents

Uv-경화된 충전제를 이용한 oled(organic light-emitting diode) 디스플레이 디바이스들 Download PDF

Info

Publication number
KR20220093354A
KR20220093354A KR1020227018796A KR20227018796A KR20220093354A KR 20220093354 A KR20220093354 A KR 20220093354A KR 1020227018796 A KR1020227018796 A KR 1020227018796A KR 20227018796 A KR20227018796 A KR 20227018796A KR 20220093354 A KR20220093354 A KR 20220093354A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
oled
lel
blocking layer
well
Prior art date
Application number
KR1020227018796A
Other languages
English (en)
Inventor
강 유
청-치아 첸
완-유 린
현성 방
리송 쑤
병 성 곽
로버트 잔 비서
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20220093354A publication Critical patent/KR20220093354A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • H10K50/13—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit
    • H01L51/5275—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/805—Electrodes
    • H10K59/8051—Anodes
    • H10K59/80515—Anodes characterised by their shape
    • H01L27/3246—
    • H01L27/3276—
    • H01L51/5209—
    • H01L51/5225—
    • H01L51/5271—
    • H01L51/5284—
    • H01L51/56—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
    • H10K30/35—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains comprising inorganic nanostructures, e.g. CdSe nanoparticles
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H10K50/818—Reflective anodes, e.g. ITO combined with thick metallic layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/854—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/856—Arrangements for extracting light from the devices comprising reflective means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/858—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/131—Interconnections, e.g. wiring lines or terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/805—Electrodes
    • H10K59/8051—Anodes
    • H10K59/80518—Reflective anodes, e.g. ITO combined with thick metallic layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/877—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/878—Arrangements for extracting light from the devices comprising reflective means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/879—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/15—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating characterised by the solvent used
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/311—Purifying organic semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/80—Composition varying spatially, e.g. having a spatial gradient
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/331—Nanoparticles used in non-emissive layers, e.g. in packaging layer
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/122—Pixel-defining structures or layers, e.g. banks
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/17—Passive-matrix OLED displays
    • H10K59/173—Passive-matrix OLED displays comprising banks or shadow masks
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/8791—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light
    • H10K59/8792—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light comprising light absorbing layers, e.g. black layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

OLED(organic light-emitting diode) 구조는 OLED 층들의 스택; UV-경화된 잉크를 포함하는 광 추출 층(LEL); 및 LEL과 OLED 층들의 스택 사이의 UV 차단 층을 포함한다.

Description

UV-경화된 충전제를 이용한 OLED(ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODE) 디스플레이 디바이스들
본 개시내용은 OLED(organic light-emitting diode) 디스플레이 디바이스들의 제조에 관한 것이다.
유기 EL(유기 전계발광) 다이오드로 또한 알려져 있는 OLED(organic light-emitting diode) 또는 유기 LED는 LED(light-emitting diode)이며, 여기서 방출성 전계발광 층은 전류에 대한 응답으로 광을 방출하는 유기 화합물의 막이다. 이러한 유기 층은 2개의 전극들 사이에 위치되며; 통상적으로, 이들 전극들 중 적어도 하나는 투명하다. OLED들은 디바이스들 내의 디지털 디스플레이들, 이를테면 텔레비전 스크린들, 컴퓨터 모니터들, 휴대용 시스템들, 이를테면 스마트워치들, 스마트폰들, 핸드헬드 게임 콘솔들, PDA들, 및 랩톱을 생성하는 데 사용된다.
OLED 디스플레이는 패시브-매트릭스(passive-matrix)(PMOLED) 또는 액티브-매트릭스(active-matrix)(AMOLED) 제어 방식들을 이용하여 구동될 수 있다. PMOLED 방식에서, 디스플레이 내의 각각의 행(row)(및 라인)은 하나씩 순차적으로 제어되는 반면, AMOLED 제어는 각각의 개별적인 픽셀에 직접적으로 액세스하고 이를 스위칭 온 또는 오프시키기 위해 박막 트랜지스터 백플레인(backplane)을 사용하며, 이는 더 빠른 응답, 더 높은 해상도, 및 더 큰 디스플레이 사이즈들을 허용한다.
AMOLED 디스플레이들은 종래의 LCD 디스플레이들과 비교하여 높은 픽셀 밀도, 우수한 이미지 품질, 및 얇은 폼 팩터 때문에 매력적이다. AMOLED 디스플레이들은, 얇고 가요성인 기판들 상에서 박막 프로세스를 이용하여 제조되고, LCD 디스플레이들에서 사용되는 바와 같은 백라이트들을 요구하지 않을 수 있는 자체-방출형 디바이스들이다. LCD 디바이스들보다 우수한 전력 효율에 부가하여, AMOLED 디바이스들은 라이팅-업될 때에만 전력을 소비" 및 "방출 세기에 대응하는 필요한 전력만을 소비"와 같은 특징들이 주목된다. 따라서, AMOLED 디스플레이들은 배터리-구동 휴대용 제품들에 대한 매력적인 디스플레이 기술로 여겨져 왔다.
일 양상에서, 일부 구현들은 OLED(organic light-emitting diode) 구조를 제공하며, 그 OLED 구조는 OLED 층들의 스택; UV-경화된 잉크를 포함하는 광 추출 층(light extraction layer; LEL); 및 LEL과 OLED 층들의 스택 사이의 UV 차단 층을 포함한다.
구현들은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. LEL은 최대 5 μm의 두께를 가질 수 있고, UV 차단 층은 50 내지 500 nm의 두께를 가질 수 있다. UV 차단 층은 유기 전하 수송 분자들을 포함할 수 있다. UV 차단 층은 금속-산화물 나노-입자들을 포함할 수 있다. 금속 산화물 나노-입자들은 MoO3, MnO2, NiO, WO3, 및 AlZnO 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
OLED 구조는 기판, 웰 구조(well structure)들의 어레이를 갖는, 기판 상의 유전체 층을 더 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 웰 구조는 경사 측벽들 및 바닥(floor)을 포함하고, 웰 구조들은 플래토(plateau)들에 의해 분리되고, LEL은 웰들을 적어도 부분적으로 충전한다. OLED 구조는 유전체 층과 OLED 층들의 스택 사이에 미러 층을 더 포함할 수 있다.
LEL의 최상부 표면은 플래토들의 최상부 표면과 실질적으로 동일 평면에 있을 수 있다. LEL의 최상부 표면은 플래토들의 최상부 표면 위로 돌출될 수 있다.
다른 양상에서, 일부 구현들은 OLED(organic light-emitting diode) 구조를 제조하기 위한 방법을 제공하며, 그 방법은, OLED 층들의 스택 위에 UV 차단 층을 증착하는 단계; UV 차단 층 위에 UV-경화성 유체의 층을 증착하는 단계; 및 UV 차단 층 위에 광 추출 층(LEL)을 형성하기 위해 UV 광을 이용하여 UV-경화성 유체의 층을 경화시키는 단계를 포함한다.
UV-경화성 유체의 층을 증착하는 단계는 노즐로부터 UV-경화성 유체의 액적들을 배출하는 단계를 포함할 수 있다. 액적들은 복수의 웰들을 적어도 부분적으로 충전하도록 배출될 수 있다. UV-경화성 유체의 층을 증착하는 단계는 각각의 웰에 복수의 서브층들을 연속적으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 서브층들 중 하나의 서브층을 형성하는 것은 UV-경화성 유체의 하나 이상의 액적들을 웰 내로 배출하는 것 및 후속 서브층을 형성하기 전에 유체를 경화시키는 것을 포함할 수 있다. 웰에 서브층을 형성하는 것은 UV-경화성 유체의 단일 액적을 웰 내로 증착하는 것을 포함할 수 있다. 서브층을 형성하는 단계는 UV-경화성 유체의 다수의 단일 액적들을 웰 내로 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 광 추출 층(LEL)은 최대 5 μm의 두께를 가질 수 있고, UV 차단 층은 50 내지 500 nm의 두께를 가질 수 있다.
장점들은 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음).
LED 디바이스 내의 하나 이상의 층들, 예컨대 광 추출 층(LEL)은 UV-경화성 잉크들을 사용하여 제조될 수 있다. 이는 층(들)을 증착하기 위해 UV-경화를 사용하는 액적 배출 기법들의 사용을 허용하며, 이는 결국, 더 높은 처리량 및/또는 더 낮은 비용의 제조를 허용할 수 있다.
본 명세서에 설명된 청구대상의 하나 이상의 양상들의 세부사항들은 아래의 상세한 설명 및 첨부한 도면들에서 기재된다. 다른 특징들, 양상들, 및 장점들은 설명, 도면들, 및 청구항들로부터 명백해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 인덱스 매칭 재료의 패터닝된/구조화된 광 추출 층을 갖는 최상부 방출 OLED 픽셀의 개략적인 단면도들의 예들을 도시한다.
도 1c는 인덱스 매칭 재료의 패터닝된/구조화된 광 추출 층을 갖는 최상부 방출 OLED 픽셀들의 어레이의 개략적인 단면도의 일 예를 도시한다.
도 2는 패터닝된/구조화된 광 추출 층 아래에 UV-차단 층을 갖는 최상부 방출 OLED 픽셀의 개략적인 단면도의 일 예를 도시한다.
도 3a 내지 도 3g는 UV-차단 층에 대해 적합한 유기 재료들의 예들을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 UV-경화성 잉크 액적으로 OLED 구조를 충전하는 것을 예시한다.
다양한 도면들에서 유사한 참조 부호들은 유사한 엘리먼트들을 표시한다.
OLED는 2개의 전극들 사이에 개재된 발광 유기 층을 포함하는 유기 층들의 적층체를 갖는 2-단자 박막 디바이스이다. 전극들 중 적어도 하나는 투명하며, 따라서, 방출된 광이 통과하게 허용한다. 통상적으로, 캡슐화 또는 패시베이션(passivation)은 OLED 스택을 덮는다. OLED 스택에서의 광학 파라미터들 및 OLED 스택 위의 캡슐화 또는 패시베이션 층의 미스매치(mismatch)로 인해, 상당한 효율 손실이 발생할 수 있다. 부가적으로, 평면 층들의 스택을 갖는 종래의 디바이스 구성에서, 상당한 광이 지지 기판에 의해 흡수되거나 또는 낮은 각도들로 빠져나갈 수 있다.
IQE(internal quantum efficiency)는 변환된 광자들의 수와 입력 전자들의 수의 비율을 정량화하는 반면, EQE(external quantum efficiency)는 입력 전자들의 수로부터 변환된 방출 및 추출된 광자들의 수의 비율을 표시한다. 이러한 맥락에서, IQE가 거의 완벽할 수 있더라도, EQE는 이상적이지 않을 수 있는데, 그 이유는 상당한 양의 방출 광이 OLED 디스플레이 내부에 포획되거나 또는 (기판에 평행하게) 수평 방향을 따라 도파관화될 수 있기 때문이다. 일 예에서, 심지어 이상적인 IQE(예컨대, 인광 재료들에 대해 약 100%)의 경우에도, 약 20 내지 25%의 EQE가 종래의 디바이스 구성들을 갖는 상업용 OLED에서 실현되었다. 출력 방출에 대한 광학 에너지 손실에 부가하여, 내부에 포획된 광은 또한 이웃 픽셀들로 도파관화될 수 있고, 정면으로 산란될 수 있으며, 이는 "광 누출" 또는 "광 크로스토크(crosstalk)"를 야기하고, 디스플레이 선예도 및 콘트라스트(contrast)를 감소시킨다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 이러한 문제에 대한 하나의 솔루션은, 웰의 최하부(103B)를 따른 미러들 및 경사 측벽들(103A)의 일부들, 및 웰을 충전한 패터닝된 광 추출 층(108)을 갖는 웰 구조(103)로 OLED 스택을 형성하는 것이다. 최상부-방출 OLED 구조의 예들이 도 1a 및 도 1b에 도시된다. OLED 구조는 지지 기판(100) 상에서 형성되며, 그 지지 기판은 제조 프로세스에 후속하여 선택적으로 제거될 수 있다.
웰은 지지 기판(100) 위에 배치되는 유전체 픽셀 정의 층(pixel defining layer; PDL)(111) 내의 리세스에 의해 제공될 수 있다. 픽셀 정의 층(PDL)(111)은 하나 이상의 박막 트랜지스터(TFT)들로 제조된 픽셀 구동 회로가 기판(100) 상에 형성된 이후 형성될 수 있다. PDL(111)은 중합체 재료일 수 있으며, 예컨대 포토레지스트 재료의 층을 증착함으로써 형성될 수 있다. 이어서, 중합체 재료의 층은 웰들을 제공할 리세스들을 형성하도록 선택적으로 패터닝된다. 최상부 표면 PDL은 디바이스들 내의 개별적인 OLED 서브픽셀들을 분리시키는 플래토를 제공한다.
전도성 애노드(101)는 웰 구조(103)의 또는 그 아래의 최하부(103B)에 형성된다. 애노드(101)는 웰의 경사 측벽들(103A)의 일부까지 연장될 수 있다. 애노드(101)는 은 및/또는 다른 반사성의 전도성 재료일 수 있거나, 또는 전도성의 광 반사성 재료로 코팅된 전도성의 비-반사성 재료로 이루어질 수 있다. 일부 구현들에서, 애노드(101)는 미러로서의 역할을 하기에 충분히 반사성이다.
애노드(101)는 PDL(111) 전에 프로세싱될 수 있고, 박막 트랜지스터(TFT)가 기판(100) 상에 형성된 이후 형성될 수 있다. 예컨대, 박막 트랜지스터는 트랜지스터의 게이트, 드레인 및 소스 구역들에 대한 전도성 단자들을 포함할 수 있다. 여기서, 애노드(101)는 TFT 위에 배치되며, 예컨대, 유전체 층을 관통하는 전도성 비아들에 의해 TFT의 드레인과 전기 접촉하게 배열될 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 예시되는 바와 같이, 애노드(101)는 픽셀 정의 층(PDL)(111)이 증착되고 패터닝된 이후 형성될 수 있다. 애노드(101)의 일부는 PDL 경사면의 구역 내로 경사 측벽들(103A)까지, 예컨대, 예를 들어 영역(101A)으로 부분적으로 또는 완전히 연장될 수 있다. 따라서, 애노드(101)는 리세스의 최상부(즉, 플래토의 최상부)로부터 이격된다. 그 결과, 애노드(101)에 의해 제공되는 미러는 경사 측벽들(103A)까지 부분적으로 또는 완전히 연장될 수 있다.
대안적으로, 애노드(101)는 PDL(111) 전에 증착될 수 있다. 애노드(101)의 일부는 픽셀 정의 층(PDL)(111) 아래로 연장될 수 있다. 예컨대, 애노드(202)는 평탄한 최하부 구역(103B)의 영역에만 증착될 수 있다. 이러한 경우, 웰의 최하부(103B)를 덮고 경사 측벽들(103A)까지 부분적으로 또는 완전히 연장되는 별개의 미러 층이 형성될 수 있다.
애노드(101)가 PDL(111) 위에 형성된다고 가정하면, 투명 유전체 층(102)이 애노드(101)의 일부 위에 그리고 PDL(111)의 노출된 부분들 위에 형성될 수 있다. 유전체 층(102) 내의 애퍼처는 OLED에 대한 방출 영역을 정의할 것이다. 유전체 층(102)은 포토레지스트 타입의 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 예시된 바와 같이, 유전체 층(102)은 웰의 최하부(103B)의 외측 에지에서 그리고 경사 측벽들(103A) 상에서 애노드(101)를 덮을 수 있다. 그러나, 그렇지 않으면, 웰의 최하부(103B) 내로의 유전체 층(102)의 연장은 일반적으로 최소화된다.
발광 구역(107)을 포함하는 OLED 층 스택(104)이 애노드(101) 위에 형성된다. 예컨대, 최상부 방출 OLED 스택에서, OLED 층 스택(104)은 EIL(electron injection layer), 전자 수송 층, 정공 차단 층, EML(light emissive layer), EBL(electron blocking layer), HTL(hole transport layer), 및 HIL(hole injection layer)을 포함할 수 있지만, 이는 층들의 단지 하나의 가능한 세트일 뿐이다. OLED 스택(104)의 최저 층은, 애노드 상에 배치된 전도성 미러 층을 통해 또는 직접적으로 애노드(101)와 전기 접촉한다. 유전체 층(102) 내의 애퍼처를 통해 노출된 애노드(101)의 구역 위의 EML(light emissive layer)의 일부는 광 방출 구역(107)을 제공할 수 있다.
다른 투명 전극(106), 예컨대 캐소드가 OLED 스택(104) 위에 형성될 수 있다. OLED 스택(104)의 최상부 층은 캐소드(106)와 전기 접촉한다. 투명 전극(106)이 LEL(108) 아래에 있다.
CPL(capping layer)이 캐소드(106)의 최상부 상에 배치될 수 있다. CPL들은 통상적으로 비-EML OLED 층들과 유사한 유기 재료들이다. 패시베이션 층이 CPL 상에 증착될 수 있다.
전극(106)은 전체 디스플레이를 덮고 모든 픽셀들에 연결되는 연속 층일 수 있다. 이와 비교하여, 애노드(101)는 연속적으로 제조되지 않아서, 각각의 OLED의 독립적인 제어가 달성될 수 있다. 이는 서브픽셀 제어를 허용하며; 각각의 픽셀은 상이한 색상들, 예컨대 R, G, 및 B의 3개의 서브픽셀들을 포함할 수 있다.
애노드(101)가 (예컨대, PDL의 경사면들을 따라 증착되는) 측벽 미러들로서의 역할을 하는 구현들에서, 방출 영역은 그러한 측벽 미러들 위에 유전체 층(102)을 배치함으로써 추가로 제어될 수 있다. 유전체 층(102)의 범위는 변경될 수 있다. 일반적으로, OLED 방출은 층 두께들에 크게 의존한다. 유전체 층(102)은 (디바이스 제조 동안) 측벽들 상에 형성된 OLED 구조로부터의 방출의 억제를 허용하며, 여기서 웰의 최하부와 측벽 사이의 두께 차이들은 방출 스펙트럼들 및 색상 좌표들을 포함하는 방출 특성들의 불일치를 초래할 수 있다.
OLED 구조는 웰 구조(103)의 오목한 영역 내부에 배치되는 인덱스-매칭 충전 재료(108)를 추가로 갖는다. 인덱스-매칭 충전 재료/층의 최상부 표면(108a)은 평탄하거나(도 1a 참조) 또는 곡선형/비평면형(도 1b 참조)일 수 있다. 적절한 디바이스 설계를 통해, (오목부에서의 인덱스-매칭 재료를 통해) OLED 방출 구역 및 광 추출 층 주위에 미러를 도입함으로써, EQE는 종래의 OLED 설계로부터의 2배 내지 3배만큼 개선될 수 있다. 그 결과, 휴대용 애플리케이션들에서의 OLED 디스플레이의 전력 소비는 2배 내지 3배 정도만큼 감소될 수 있으며, 이는 터치-스크린 폰들, 패드들, 및 랩톱들과 같은 현재의 모바일 디바이스들에서 사용되는 것보다 더 작고 더 가벼운 중량의 재충전가능 배터리를 사용하는 것을 허용하고 더 빠른 충전 시간을 달성한다. 유사한 방식으로, 고효율 OLED 디스플레이를 갖는 동일한 모바일 디바이스는 오리지널 배터리의 단일 충전으로 훨씬 더 긴 시간(예컨대, 2배 내지 3배보다 약간 더 작음) 동안 구동될 수 있다. 그러한 고효율 픽셀 아키텍처의 다른 이점은, 픽셀들이 더 낮은 전류 및 전압으로 요구되는 밝기를 달성하여, 더 낮은 열화 현상들을 유발하는 것으로 인한 디바이스들의 더 긴 수명이다. 또 다른 이점은, 더 높은 EQE가 더 작은 방출 영역이 이전과 동일한 밝기를 달성할 수 있게 하기 때문에 더 높은 픽셀 밀도를 달성하는 기술적인 실현가능성이다.
그러나, 새롭게 추가된 광 추출 층(LEL)은 종래의 기법들을 사용하여 상업적으로 실행가능한 가격으로 제조가능하지는 않을 수 있다. 이러한 추가된 층은 부가적인 프로세스들 및 대응하는 툴들을 요구한다. 특히, 액적 배출 기법들, 예컨대 액적 배출을 사용하는 3D 프린팅 기법들을 사용하여 충전제 층을 증착하는 것이 바람직할 것이다. 액적들로서 배출될 액체 재료는 종종 "잉크"로 지칭되지만, 이는 착색(pigmentation)을 포함할 필요가 없다(그리고 통상적으로는 포함하지 않을 것이다).
LEL에 대해 유망한 충전 "잉크"의 하나의 타입은 유기 연결 유닛들로 패시베이팅된 표면을 갖거나 갖지 않는 유기-금속 분자들 또는 금속-산화물 나노-입자들을 포함하는 용액(아래에서 더 상세히 "MO 잉크"로 명명됨)이다. 이러한 타입의 충전 잉크는, 출력 방출을 잠재적으로 최대화하기 위한 높은 고체 로딩(solid loading)(예컨대, 슬러리 혼합물에 있을 수 있는 고체/잉크 볼륨을 형성하는 높은 백분율 비율) 및 튜닝가능 유전 상수를 갖는다. 경화 방법은 상승된 온도에서 포스트 어닐링(post annealing) 시간의 지속기간과 함께 충전 잉크들을 UV 방사선에 노출시키는 단계를 수반한다. 유감스럽게도, LEL 전구체 재료의 경화를 위해 요구되는 UV 노출 선량(dose)은 그 재료 아래의 OLED 구조에 해로울 수 있다.
광 추출 층(LEL)의 인덱스 매칭 재료에 대해 UV-경화 잉크에 의해 야기되는 제조 난제를 해결하기 위해, 본 개시내용은, UV-경화성 잉크들이 패터닝된 LEL 아래의 OLED 스택의 성능을 손상시키지 않으면서, 패터닝된 LEL에 대해 채택될 수 있도록 LEL 아래에 UV-차단 층을 도입하는 솔루션들을 제안한다. 유기 및 무기 재료들 둘 모두가 UV-차단 층에 대해 사용될 수 있다.
부가적으로, (아래의 도 4b에서 더 상세히 논의되는 바와 같이) 제조 동안 오정렬된 잉크 액적들이 돔(dome)의 최상부의 표면 속성 및 중력에 의해 웰 내로 다시 떨어지는 것을 가능하게 하는 적절한 표면 프로파일 또는 소수성 표면이 제공될 수 있다. 이들 기법들은 (아래의 도 2에서 더 상세히 논의되는 바와 같이) OLED 스택 위에 증착된 UV-차단 층과 관련하여 또는 그 UV-차단 층과 독립적으로 사용될 수 있다.
게다가, 본 개시내용의 잉크젯 프로세스를 이용하여, 패터닝된 LEL이 굴절률의 구배(gradient)로 형성될 수 있다. 다수의 코팅 단계들을 갖는 잉크젯 프린팅 또는 슬롯-다이 코팅은, 구배 인덱스를 갖고 덮개 유리(또는 온-셀 터치 구성의 터치 패널)와 통합되는 패터닝된 LEL을 가능하게 한다.
도 1c는 계층화된 구조(112)로 기판(100) 상에 배열된 OLED 픽셀들의 어레이(110)의 단면도를 도시한다.
도 2를 추가로 참조하면, OLED 구조(200A)의 단면도는 OLED 층(104)의 최상부 표면(104A)과 패터닝된 LEL(108) 사이의 UV-차단 층(202)을 예시한다. 아래에서 논의되는 것을 제외하고, OLED 구조(200A)는 도 1a 및 도 1b를 참조하여 논의된 OLED 구조(100A 및 100B)와 유사할 수 있다. OLED 구조(200A)는 기판(100) 상에 형성되고, 웰 구조들(103)의 어레이를 포함하며, 웰 구조들(103) 각각은 최하부 구역(103B) 및 측벽 구역(103A)을 포함한다. 웰 구조들(103)은 플래토(105)에 의해 분리된다. 위에서 논의된 바와 같이, 유전체 층(102)은 PDL(111)의 경사면들 상에 형성되고, 최하부 구역(103B)의 에지 구역으로 연장되지만, 리세스 최하부 구역으로의 연장은 가능하나 일반적으로는 최소화된다.
애노드(101)는 최하부 구역(103B)에 형성되고, 측벽들(103A)까지 부분적으로 연장될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 애노드(101)는 반사성일 수 있거나, 또는 전도성의 광 반사성 재료로 코팅된 전도성의 비-반사성 재료일 수 있다.
더 상세하게, 각각의 웰 구조(103)의 바닥은 기판(100) 위의 최하부 평탄 표면이며, 이는 박막 트랜지스터(TFT) 회로 프로세스 동안 형성된 평탄한 최상부 금속 표면(이를테면, 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 및 드레인 전극에 대해 사용된 금속 층)을 표현한다. 미러 층(101M)이 애노드(101) 위에 형성될 수 있다. 미러 층(101M)은 은(Ag) 또는 다른 반사성 금속을 사용할 수 있다. 대안적으로, 애노드는 전도성 또는 비-전도성의 반사성 층 위에 증착된 투명한 전도성 재료일 수 있다. 예컨대, 애노드(101)는 반사성 미러 층(101M)의 최상부 상에 증착된 전도성 ITO(indium tin oxide)일 수 있다. OLED의 애노드의 경우, 내부 전반사가 요구된다.
일부 구현들에서, 애노드는 최하부 구역(103B)으로 제한된다. 일부 구현들에서, 애노드는 또한, 리세스의 경사진 측벽들(103A)까지 부분적으로 또는 완전히 연장된다. 일부 구현들에서, 미러 층(101M)은 리세스의 경사진 측벽들(103A) 상으로 연장되는 전도성의 반사성 금속이다. 초기 애노드의 최상부 상에 형성되는 이러한 전도성의 반사성 금속은 픽셀의 최하부/바닥 구역 상의 잠재적인 새로운 애노드로 이어질 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 투명 유전체 층(102)은 측벽 구역(103A)으로부터의 전기적 여기 및 광 방출을 제거하도록 증착 및 패터닝될 수 있다.
캐소드(106)는 패터닝되지 않고 투명한 연속 층일 수 있다. 최상부 방출 구성에서, 광 추출 층(LEL)(108)은 UV-차단 층(202)의 최상부 상에 있으며, 결국 그 LEL은 캐소드(106)의 최상부 상에 있다. 이러한 구성에서, 패시베이션 층은 캐소드(106) 바로 위에 있는 CPL(capping layer) 상에 증착될 수 있다.
예컨대, 도 1a 내지 도 1c에 예시된 바와 같이, LEL(108)은 OLED 스택(104) 및 최상부 캐소드(106) 위에 배치된다. LEL(108)은 각각의 웰을 적어도 부분적으로 충전한다. 일부 구현들에서, LEL(108A)은 플래토들(105)의 최상부 표면 위로 돌출되는 볼록한 최상부 표면(109)을 형성하기 위해 웰을 "과충전"한다.
OLED 층 스택(104)의 최상부 표면(104A)과 패터닝된 LEL(108) 사이에는 UV-차단 층(202)이 있다. UV-차단 층(202)은 OLED 층을 형성하기 위해 사용되는 유사한 프로세스(이를테면, 물리 기상 증착)를 이용하여, 또는 상이한 프로세스(이를테면, 화학 기상 증착)에 의해 형성될 수 있다. UV 차단 층(202)은 또한 코팅 방법, 예컨대 스핀-코팅에 의해 형성될 수 있다. UV 차단 층(202)은 LEL(108/108a)을 프로세싱하기 위해 사용되는 UV 파장에서 강한 흡수(예컨대, 적어도 90% 내지 100% 흡수)를 갖는다. UV-차단 층(202)은 상대적으로 얇을 수 있고, 예컨대 두께가 50 내지 500 nm일 수 있다. UV 차단 층(202)에 대한 재료들의 예들은 아래에서 발견될 수 있다. UV 차단 층을 증착하기 위한 원하는 프로세스는 선택된 재료에 의존할 수 있다. 일반적으로, 스퍼터링 또는 화학 기상 증착(CVD)이 부가적인 디바이스 손상 엘리먼트들(예컨대, 스퍼터링에서의 플라즈마, 오염들 및 가능하게는 CVD/PECVD에서의 플라즈마)을 유발할 수 있기 때문에, 증발 프로세스가 유리할 수 있다.
패시베이션 층이 CPL 상에 증착될 수 있지만, 일부 구현들들에서, UV 차단 층은 또한 패시베이션 층으로서 기능하며, CPL 상의 별개의 패시베이션 층이 요구되지 않는다. 이러한 경우, UV 차단 층은 잉크젯 프린팅(IJP)과 같이 잠재적인 습식 LEL 증착을 위한 투과 차단 층으로서 기능할 수 있다.
유기 및 무기 재료들 둘 모두가 UV-차단 층에 대해 사용될 수 있다. UV-차단 층에 대해 사용될 수 있는 유기 재료들의 예는, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐벤지딘, TPD(3.18 eV); N,N'-디(1-나프틸)-N,N'-디페닐-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민, NPB(3.0 eV); N,N'-비스(페난트렌-9-yl)-N,N'-비스(페닐)-벤지딘, PAPB (또는 PPD); 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린, BPhen(3.0 eV); 비스(8-히드록시-2-메틸퀴놀린)-(4-페닐페녹시)알루미늄, BAlq(3.0 eV), 트리스-(8-히드록시퀴놀린)알루미늄, Alq(2.8 eV); 테트라센, C8H12(3.0 eV); 4-페닐, 4P(3.1 eV); 6-페닐, 6P(3.1 eV) 및 그 유사물(흡수 에지를 표현하는 브래킷에서의 수)을 포함한다. 이들 구조들의 분자 구조들은 도 3에 도시된다.
이러한 타입의 유기 재료들은 종종, 유기 발광 다이오드들과 같은 유기 박막 디바이스들의 분야에서 전하 수송 분자들(정공 수송 또는 전자 수송 중 어느 하나)로서 알려져 있다. 에너지 갭은 재료의 (예컨대, 열 증착에 의한) 가공성(processability)을 유지하면서 분자 구조 엔지니어링에 의해, 원하는 파장으로 튜닝될 수 있다. 예는 TPD, NPB, 및 PAPB(또는 PPD)를 포함한다. -메틸페닐 기를 -나프틸 기 또는 -페난트렌 기로 대체함으로써, 흡수 밴드의 시작이 효과적으로 튜닝될 수 있다. 페닐 기를 튜닝하는 것에 부가하여, 밴드갭 엔지니어링은 또한, 벤젠 링 상의 -H 원자를 -OH 또는 -CN 기로 대체함으로써 달성될 수 있다. 이러한 타입의 유기 재료들의 다른 특성은 높은 흡수 계수들이다. 예컨대, 105 cm-1을 초과하는 흡수 계수들은, UV 흡수 밴드들 사이의 직접적인 타입의 에너지 갭으로 인해 이러한 타입의 분자들에서 종종 관측된다. 이러한 흡수 레벨에서, UV 방사선 세기는, 100 nm 두께의 UV-차단 층에 대해서는 10 배만큼 그리고 두께가 200 nm의 UV-차단 막에 대해서는 100 배만큼 감쇠될 수 있다. 따라서, 이러한 재료들은 LEL(105/105a) 아래의 UV-차단 층(202)에 대한 탁월한 후보들이다. 상이한 수의 페닐 링들(예컨대, NPB)을 포함하는 다수의 하위-기들을 갖는 조성을 선택할 때, Hg 램프로부터의 전체 UV 방사선에 걸친 넓은 흡수(UV-I 내지 UV-III 밴드들)가 달성될 수 있다. UV 차단 층에 대해 사용된 유기 재료가 또한 OLED 스택 내의 전하 수송 층에 대해 사용될 수 있으므로, 동일한 증착 툴이 사용될 수 있다.
UV 차단 층은 또한 엔지니어링 중합체들로서 알려진 다른 타입의 유기 분자들을 이용하여 형성될 수 있다. 예들은 폴리스티렌들, 폴리카보네이트들, PMMA 및 이들의 유도체들을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 이러한 타입의 엔지니어링 중합체들은 3.1 eV에 근접한 흡수 에지를 갖고 UV 광을 효과적으로 차단한다.
UV-차단 층(202)에 대해 적합한 무기 재료의 예들은 MoO3, MnO2, NiO, WO3, AlZnO, 및 이들 재료들을 포함하는 합금 산화물들을 포함한다. 이들 막들은 아래에 있는 OLED 디바이스를 손상시키지 않으면서 열적 또는 다른 타입의 물리 증착 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
다수의 층 스택으로 또는 블렌드(blend) 형태로 위에서 논의된 바와 같은 재료들의 조합이 또한 UV-흡수 층(202)에 대해 사용될 수 있다. UV-차단 층의 두께는 UV-차단 층의 흡수 계수 및 LEL 잉크 경화를 위해 필요한 UV-선량에 대한 감쇠 레벨에 의존하여 50 내지 500 nm의 범위에서 선택될 수 있다.
금속-산화물 및/또는 유기금속 화합물계 LEL(105/105a)은 대응하는 유기금속 전구체들을 갖는 잉크들을 이용하여 형성될 수 있으며, 그러한 잉크들의 예들은 ZrO, ZrOC, AlO, AlOC, TiO, TiOC, ZnO, ZnOC, 및 블렌드 형태의 조합을 포함한다(다음의 텍스트에서 MO/MOC 잉크들로 표기됨). 그러한 화합물들은 OLED 스택 내의 유기 층들의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 것을 특징으로 한다. 형성하는 LEL(즉, 위의 금속-OC 화합물들)에서 특정 양의 탄소 원자들을 유지하는 것은 LEL과 OLED 스택 사이의 인덱스 매칭을 달성할 수 있다. 기준 포인트로서, ZrO 또는 TiO2와 같은 금속 산화물은 타겟 값(예컨대, n=1.82)보다 실질적으로 높은 굴절률을 가질 수 있다. 탄소(C)의 양의 경우, n은 대략 2.2로부터 아래로 대략 1.8까지의 범위 내에서 튜닝될 수 있다.
금속-산화물 나노-입자들의 고체 로딩은 통상적으로 20 내지 80%의 범위(예컨대, 고체/잉크 볼륨을 형성하는 백분율 비율)에 있다. 알코올들, 이를테면 이소프로판올 알코올(IPA) 및 글리콜 에테르들, 이를테면 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA)는 이러한 타입의 MO/MOC 잉크들에 대한 용매들로서 사용될 수 있다. 아래에 있는 OLED에 대한 손상을 감소시키기 위해, H2O 분자들이 잉크 준비 동안 용매로부터 제거될 수 있다. 낮은 습도 하에서(이를테면, 건조 공기, N2 또는 Ar 하에서) 또는 40 내지 60℃의 범위의 적당한 기판 온도로 잉크를 프린팅하는 것은 또한, 아래에 있는 OLED의 성능 감소를 최소화하는 데 사용될 수 있다. 일 예시에서, 1 내지 10 pl 노즐 헤드를 사용하여, 휴대용 디스플레이 제품들에 대한 방출 픽셀들에 대해 드롭(drop) 볼륨(~25um×25um×2um~10-15m3~10-12 l=1pl)이 달성될 수 있다. 더 큰 픽셀 피치들을 갖는 데스크톱 및 벽걸이 디스플레이들에 대해 더 큰 노즐 헤드가 사용될 수 있다. 바람직한 고체 함량은 각각의 정지부에서 다수의 잉크 드롭들을 갖는 더 작은 노즐 헤드를 이용하여 또는 각각의 웰에 대해 단일 드롭을 갖는 큰 노즐 헤드를 이용하여 달성될 수 있다. 노즐 어레이는 종종, 대량 생산을 위해 ~1분/기판 택트 시간(tact time)을 달성하도록 처리량을 개선시키는 데 사용된다.
예컨대, UV-차단 층 위의 LEL 형성 프로세스는 짧은 시간(수 분) 동안의 적당한 온도(50 내지 100℃) 하의 프린팅 프로세스, 용매 제거 및 사전-건조 프로세스를 포함한다. 제어된 환경 하에서 그리고 감소된 압력으로 챔버에서 사전-베이킹하는 것은 프로세스 시간을 감소시킬 수 있다. 이어서, 건조된 LEL 어레이는 ~0.1 내지 10 J/cm2의 선량을 이용하는 가교결합을 위한 UV 노출을 겪을 수 있다. 최종 세팅 프로세스가 상승된 온도에서(예컨대, 5 내지 30분 동안 70 내지 130℃에서) 실행된다.
도 4a를 참조하면, 3D 프린팅 프로세스에서, LEL(108)은 다수의 서브층들을 연속적으로 증착하고 경화시킴으로써 형성될 수 있으며, 서브층들의 스택은 LEL(108)을 제공한다. 서브층은 프린트헤드(400)의 단일 스캔 및 프린트 헤드로부터의 배출된 액적들(402)의 경화에 대응할 수 있다. 일부 구현들에서, 각각의 웰에 대해, LEL의 서브층은 잉크의 다수의 액적들을 이용하여 형성될 수 있다. 대안적으로, 주어진 웰에 대한 LEL(108) 내의 각각의 서브층은 서브층 당 단일 드롭을 이용하여 형성될 수 있으며; 표면 장력으로 인해, 드롭은 웰의 폭을 덮도록 펼쳐질 수 있다. 일부 구현들에서, 웰은 LEL에 대한 액체 전구체로 충전되며, 전체 웰은 서브층마다 하나씩보다는 한번에 경화된다.
본 개시내용의 잉크젯 프로세스를 이용하여, 패터닝된 LEL은 굴절률에서 최상부로부터 최하부로의 구배로 형성될 수 있다. 특히, 다수의 코팅 단계들을 갖는 잉크젯 프린팅 또는 슬롯-다이 코팅은, 구배 인덱스를 갖고 덮개 유리(또는 온-셀 터치 구성의 터치 패널)와 통합되는 패터닝된 LEL을 가능하게 한다. 연속적인 스캔들에서의 드롭들은 (C/O 비율을 증가시킴으로써, 또는 상이한 굴절률을 갖는 다수의 금속들을 이용하여 MO 조성을 변화시킴으로써) 이전의 스캔보다 연속적으로 더 낮은 굴절률을 갖는 잉크들을 사용할 수 있다. 수용 MO/MOC 막 상의 드롭 잉크의 습윤 효과는 구배 프로파일을 추가로 튜닝하기 위해 사용될 수 있다. 결국, 패터닝된 LEL 어레이는 (~1.75 내지 1.82의 굴절률을 갖는) OLED 스택의 굴절률에 매칭하는 굴절률, 및 보호 유리(이를테면 예컨대, 굴절률 ~1.52로 많은 모바일 폰들에 사용되는 고릴라 유리(Gorilla glass), 코닝 브랜드(Corning brand))에 매칭하는 인덱스를 갖는 LEL 최상부 표면의 인덱스를 이용하여 형성될 수 있다. 예컨대, 구배 인덱스의 단면 프로파일은 잉크 속성들에 의해, 그리고 상세 프린팅 조건들에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 전용 설계를 이용하여, 원하는 시야각 의존성들이 상이한 애플리케이션들에 대해 달성될 수 있다. 예컨대, 더 큰 시야각이 모니터들 및 벽걸이 대형 TV들에 대해 바람직하다. 좁은 시야각은 상업용 항공기들에서 엔터테이닝(entertaining) 디스플레이들에 대해 바람직하다. 정면 시야 방향으로 강한 방출 세기를 갖는 적당한 시야각은, 손바닥 사이즈의 모바일 폰들에 대해 바람직하며, 그 모바일 폰의 최적화된 정면 시야 성능은 배터리 충전 당 더 긴 동작 시간을 허용한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "예시적인"은 "예, 예증 또는 예시로서 기능하는 것"을 의미하며, 본 명세서에 개시된 다른 구성들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로서 해석되지는 않아야 한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어들 "약" 및 "대략"은 값들의 범위들의 상한 및 하한에 존재할 수 있는 변동들, 이를테면 속성들, 파라미터들, 및 치수의 변동들을 커버하는 것으로 의도된다. 하나의 비제한적인 예에서, 용어들 "약" 및 "대략"은 플러스 또는 마이너스 10 퍼센트 이하를 의미한다.
위에서 설명된 특정 실시예들은 예로써 도시되었으며, 이들 실시예들이 다양한 수정들 및 대안적인 형태들에 민감할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 청구항들이 개시된 특정 형태들에 제한되는 것으로 의도되는 것이 아니라, 오히려 본 개시내용의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 수정들, 등가물들, 및 대안들을 커버하도록 의도된다는 것이 추가로 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. OLED(organic light-emitting diode) 구조로서,
    OLED 층들의 스택;
    UV-경화된 잉크를 포함하는 광 추출 층(light extraction layer; LEL); 및
    상기 LEL과 상기 OLED 층들의 스택 사이의 UV 차단 층을 포함하는, OLED 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LEL은 최대 5 μm의 두께를 갖고, 상기 UV 차단 층은 50 내지 500 nm의 두께를 갖는, OLED 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 UV 차단 층은 유기 전하 수송 분자들을 포함하는, OLED 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 UV 차단 층은 금속-산화물 나노-입자들을 포함하는, OLED 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속 산화물 나노-입자들은 MoO3, MnO2, NiO, WO3, 및 AlZnO 중 하나 이상을 포함하는, OLED 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    기판, 웰 구조(well structure)들의 어레이를 갖는, 상기 기판 상의 유전체 층을 더 포함하며,
    각각의 웰 구조는 경사 측벽들 및 바닥(floor)을 포함하고, 상기 웰 구조들은 플래토(plateau)들에 의해 분리되고, 상기 LEL은 상기 웰들을 적어도 부분적으로 충전하는, OLED 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유전체 층과 상기 OLED 층들의 스택 사이에 미러 층을 더 포함하는, OLED 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 LEL의 최상부 표면은 플래토들의 최상부 표면과 실질적으로 동일 평면에 있는, OLED 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 LEL의 최상부 표면은 플래토들의 최상부 표면 위로 돌출되는, OLED 구조.
  10. OLED(organic light-emitting diode) 구조를 제조하기 위한 방법으로서,
    OLED 층들의 스택 위에 UV 차단 층을 증착하는 단계;
    상기 UV 차단 층 위에 UV-경화성 유체의 층을 증착하는 단계; 및
    상기 UV 차단 층 위에 광 추출 층(LEL)을 형성하기 위해 UV 광을 이용하여 상기 UV-경화성 유체의 층을 경화시키는 단계를 포함하는, OLED 구조를 제조하기 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 UV-경화성 유체의 층을 증착하는 단계는 노즐로부터 상기 UV-경화성 유체의 액적들을 배출하는 단계를 포함하는, OLED 구조를 제조하기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 액적들은 복수의 웰들을 적어도 부분적으로 충전하도록 배출되는, OLED 구조를 제조하기 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 UV-경화성 유체의 층을 증착하는 단계는 각각의 웰에 복수의 서브층들을 연속적으로 형성하는 단계를 포함하는, OLED 구조를 제조하기 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 서브층들 중 하나의 서브층을 형성하는 것은 상기 UV-경화성 유체의 하나 이상의 액적들을 상기 웰 내로 배출하는 것 및 후속 서브층을 형성하기 전에 상기 유체를 경화시키는 것을 포함하는, OLED 구조를 제조하기 위한 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 웰에 상기 서브층을 형성하는 것은 상기 UV-경화성 유체의 단일 액적을 상기 웰 내로 증착하는 것을 포함하는, OLED 구조를 제조하기 위한 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 서브층을 형성하는 것은 상기 UV-경화성 유체의 다수의 단일 액적들을 상기 웰 내로 증착하는 것을 포함하는, OLED 구조를 제조하기 위한 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 광 추출 층(LEL)은 최대 5 μm의 두께를 갖고, 상기 UV 차단 층은 50 내지 500 nm의 두께를 갖는, OLED 구조를 제조하기 위한 방법.
  18. OLED(organic light-emitting diode) 디스플레이로서,
    구동 회로부를 갖는 기판;
    상기 기판 상에 배치된 유전체 픽셀 정의 층 ― 상기 픽셀 정의 층 내에는 복수의 웰들이 형성되어 있음 ―; 및
    상기 복수의 웰들에 형성된 복수의 OLED들을 포함하며,
    상기 복수의 OLED들의 각각의 OLED는 상기 복수의 웰들 중 대응하는 웰에 형성되고,
    상기 복수의 OLED들의 각각의 OLED는,
    상기 웰의 최하부에 형성된 애노드,
    상기 애노드 상에 배치된 OLED 층들의 스택,
    상기 OLED 층들의 스택 상에 배치된 캐소드,
    상기 캐소드 상에 배치된 UV 차단 층, 및
    상기 웰을 적어도 부분적으로 충전하기 위해 상기 UV 차단 층 위에 배치된 UV-경화된 잉크를 포함하는 광 추출 층(LEL)을 포함하는, OLED 디스플레이.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 OLED 층들의 스택 및 상기 캐소드는 상기 복수의 OLED들에 걸쳐 있는, OLED 디스플레이.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 UV 차단 층은 유기 전하 수송 분자들 또는 금속-산화물 나노-입자들 중 하나 이상을 포함하는, OLED 디스플레이.
KR1020227018796A 2019-11-06 2020-11-03 Uv-경화된 충전제를 이용한 oled(organic light-emitting diode) 디스플레이 디바이스들 KR20220093354A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962931760P 2019-11-06 2019-11-06
US62/931,760 2019-11-06
US16/685,944 US11355724B2 (en) 2019-11-06 2019-11-15 Organic light-emitting diode (OLED) display devices with UV-cured filler
US16/685,944 2019-11-15
PCT/US2020/058736 WO2021091917A1 (en) 2019-11-06 2020-11-03 Organic light-emitting diode (oled) display devices with uv-cured filler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220093354A true KR20220093354A (ko) 2022-07-05

Family

ID=75687887

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227018796A KR20220093354A (ko) 2019-11-06 2020-11-03 Uv-경화된 충전제를 이용한 oled(organic light-emitting diode) 디스플레이 디바이스들
KR1020227018797A KR20220093355A (ko) 2019-11-06 2020-11-03 그레이디드 굴절률을 갖는 유기 발광 다이오드 광 추출 층

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227018797A KR20220093355A (ko) 2019-11-06 2020-11-03 그레이디드 굴절률을 갖는 유기 발광 다이오드 광 추출 층

Country Status (7)

Country Link
US (4) US11296296B2 (ko)
EP (2) EP4055640A4 (ko)
JP (2) JP2022553853A (ko)
KR (2) KR20220093354A (ko)
CN (2) CN114747039A (ko)
TW (4) TWI823257B (ko)
WO (2) WO2021091913A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11296296B2 (en) 2019-11-06 2022-04-05 Applied Materials, Inc. Organic light-emtting diode light extraction layer having graded index of refraction
US11626577B2 (en) 2020-01-22 2023-04-11 Applied Materials, Inc. Organic light-emitting diode (OLED) display devices with mirror and method for making the same
CN111584725A (zh) * 2020-05-15 2020-08-25 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 Oled的面板及其制造方法
CN111799387B (zh) * 2020-08-21 2024-01-05 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其制造方法、显示装置
CN114639793A (zh) * 2020-12-16 2022-06-17 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制备方法、显示装置
CN113707826B (zh) * 2021-08-25 2024-03-29 湖北长江新型显示产业创新中心有限公司 显示面板及显示装置

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3646510B2 (ja) 1998-03-18 2005-05-11 セイコーエプソン株式会社 薄膜形成方法、表示装置およびカラーフィルタ
JP2001196644A (ja) 2000-01-11 2001-07-19 Nichia Chem Ind Ltd 光半導体装置及びその製造方法
KR100437533B1 (ko) 2002-05-29 2004-06-30 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자 및 그의 제조방법
US7307381B2 (en) 2002-07-31 2007-12-11 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Electroluminescent display and process for producing the same
JP4252297B2 (ja) 2002-12-12 2009-04-08 株式会社日立製作所 発光素子およびこの発光素子を用いた表示装置
JP5005164B2 (ja) 2004-03-03 2012-08-22 株式会社ジャパンディスプレイイースト 発光素子，発光型表示装置及び照明装置
JP2006004907A (ja) 2004-05-18 2006-01-05 Seiko Epson Corp エレクトロルミネッセンス装置及び電子機器
US20070217019A1 (en) 2006-03-16 2007-09-20 Wen-Kuei Huang Optical components array device, microlens array and process of fabricating thereof
JP4697008B2 (ja) 2006-03-31 2011-06-08 東洋インキ製造株式会社 有機エレクトロルミネッセンスセル用紫外線遮蔽性感圧式接着剤組成物および該組成物を用いた有機エレクトロルミネッセンスセル用部材
US8877662B2 (en) 2006-06-20 2014-11-04 Momentive Performance Materials, Inc. Silica glass having improved properties
WO2008057045A1 (en) 2006-11-06 2008-05-15 Agency For Science, Technology And Research Nanoparticulate encapsulation barrier stack
KR101319306B1 (ko) 2006-12-20 2013-10-16 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광 소자의 제조방법
EP2184953A4 (en) 2007-09-06 2012-04-18 Sony Corp OPTICAL EXTRACTION ELEMENT, PROCESS FOR ITS MANUFACTURE AND DISPLAY DEVICE
AU2009234506B2 (en) 2008-04-09 2013-11-21 Agency For Science, Technology And Research Multilayer film for encapsulating oxygen and/or moisture sensitive electronic devices
KR101493021B1 (ko) 2008-08-19 2015-02-12 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
US20100110551A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 3M Innovative Properties Company Light extraction film with high index backfill layer and passivation layer
US20100117106A1 (en) 2008-11-07 2010-05-13 Ledengin, Inc. Led with light-conversion layer
US8323748B2 (en) 2009-05-15 2012-12-04 Achrolux Inc. Methods for forming uniform particle layers of phosphor material on a surface
US8597963B2 (en) 2009-05-19 2013-12-03 Intematix Corporation Manufacture of light emitting devices with phosphor wavelength conversion
US8227269B2 (en) 2009-05-19 2012-07-24 Intematix Corporation Manufacture of light emitting devices with phosphor wavelength conversion
US20110086232A1 (en) 2009-10-08 2011-04-14 Sharma Pramod K Layer-by-layer assembly of ultraviolet-blocking coatings
JP5333176B2 (ja) 2009-11-26 2013-11-06 株式会社リコー 画像表示装置、画像表示装置の製造方法及び電子機器
KR101244706B1 (ko) 2009-12-01 2013-03-18 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR101155904B1 (ko) 2010-01-04 2012-06-20 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 표시 장치
EP2545597A2 (en) * 2010-03-06 2013-01-16 Blackbrite APS Led heat and photon extractor
US8425065B2 (en) 2010-12-30 2013-04-23 Xicato, Inc. LED-based illumination modules with thin color converting layers
TW201228807A (en) * 2011-01-13 2012-07-16 Moser Baer India Ltd Method of imprinting a texture on a rigid substrate using flexible stamp
KR20130061206A (ko) 2011-12-01 2013-06-11 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조방법
KR101900362B1 (ko) 2012-01-16 2018-11-09 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조방법
KR101900954B1 (ko) 2012-01-19 2018-09-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조방법
US10144842B2 (en) * 2013-03-15 2018-12-04 Pixelligent Technologies Llc High refractive index nanocomposite layer
TWI632714B (zh) 2013-05-02 2018-08-11 新加坡商泰拉-屏障膜公司 封裝障壁堆疊
US9111464B2 (en) 2013-06-18 2015-08-18 LuxVue Technology Corporation LED display with wavelength conversion layer
US10050236B2 (en) * 2013-07-08 2018-08-14 Pixelligent Technologies Llc Advanced light extraction structure
US9099575B2 (en) 2013-07-16 2015-08-04 Cree, Inc. Solid state lighting devices and fabrication methods including deposited light-affecting elements
KR20150052490A (ko) 2013-11-06 2015-05-14 삼성디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치 및 그 제조방법
JP6287654B2 (ja) 2014-07-14 2018-03-07 住友金属鉱山株式会社 紫外線遮蔽性粉末の製造方法
KR101642120B1 (ko) * 2014-12-24 2016-07-22 코닝정밀소재 주식회사 유기발광소자용 광추출 기판 제조방법, 유기발광소자용 광추출 기판 및 이를 포함하는 유기발광소자
KR101674066B1 (ko) * 2014-12-24 2016-11-08 코닝정밀소재 주식회사 유기발광소자
JP6377541B2 (ja) 2015-01-20 2018-08-22 富士フイルム株式会社 フレキシブルデバイスの製造方法、および、フレキシブルデバイス積層体
US20160268554A1 (en) 2015-03-11 2016-09-15 National Taiwan University Electroluminescent devices with improved optical out-coupling efficiencies
US10516124B2 (en) 2015-06-11 2019-12-24 Sony Corporation Photoelectric conversion elements, method of manufacturing photoelectric conversion element, and solid-state imaging device
JP2017059314A (ja) 2015-09-14 2017-03-23 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2017167312A (ja) 2016-03-16 2017-09-21 コニカミノルタ株式会社 光学フィルムの製造方法
CN105870361B (zh) * 2016-05-27 2017-12-01 京东方科技集团股份有限公司 光学膜的制作方法、光学器件、显示基板及显示装置
KR102332959B1 (ko) 2017-06-07 2021-12-01 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US10453907B2 (en) 2017-08-21 2019-10-22 Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. OLED device and method for fabricating the same
CN107516713A (zh) 2017-09-30 2017-12-26 京东方科技集团股份有限公司 一种oled发光器件及制备方法、显示基板、显示装置
US10446790B2 (en) 2017-11-01 2019-10-15 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. OLED encapsulating structure and manufacturing method thereof
US20190131568A1 (en) 2017-11-01 2019-05-02 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Encapsulation structure of oled and encapsulation method for oled
KR102576997B1 (ko) * 2017-12-29 2023-09-12 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치 및 제조 방법
US11527683B2 (en) * 2018-10-11 2022-12-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Laser printing of color converter devices on micro LED display devices and methods
CN109950415B (zh) 2019-02-21 2021-07-27 纳晶科技股份有限公司 一种顶发射发光器件及其制备方法
US11296296B2 (en) 2019-11-06 2022-04-05 Applied Materials, Inc. Organic light-emtting diode light extraction layer having graded index of refraction
US11626577B2 (en) 2020-01-22 2023-04-11 Applied Materials, Inc. Organic light-emitting diode (OLED) display devices with mirror and method for making the same

Also Published As

Publication number Publication date
US11296296B2 (en) 2022-04-05
TW202332096A (zh) 2023-08-01
JP2023501398A (ja) 2023-01-18
EP4055640A1 (en) 2022-09-14
TW202226637A (zh) 2022-07-01
JP2022553853A (ja) 2022-12-26
US11355724B2 (en) 2022-06-07
US20220293878A1 (en) 2022-09-15
CN114747038A (zh) 2022-07-12
TW202133470A (zh) 2021-09-01
CN114747039A (zh) 2022-07-12
TWI821609B (zh) 2023-11-11
WO2021091913A1 (en) 2021-05-14
WO2021091917A1 (en) 2021-05-14
EP4055639A1 (en) 2022-09-14
US20220223811A1 (en) 2022-07-14
TWI799755B (zh) 2023-04-21
US20210135140A1 (en) 2021-05-06
TW202332095A (zh) 2023-08-01
EP4055640A4 (en) 2023-12-13
JP7487300B2 (ja) 2024-05-20
TWI823257B (zh) 2023-11-21
US20210135164A1 (en) 2021-05-06
US11963377B2 (en) 2024-04-16
KR20220093355A (ko) 2022-07-05
TW202125868A (zh) 2021-07-01
EP4055639A4 (en) 2023-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11963377B2 (en) Light-emitting diode light extraction layer having graded index of refraction
US11974457B2 (en) Light-emitting diode display devices with mirror
US20210408494A1 (en) Methods of oled display fabrication suited for deposition of light enhancing layer
TWI834533B (zh) 具有uv固化填料的有機發光二極體(oled)顯示器裝置及製造方法
US20210159452A1 (en) Oled display devices with surfaces of different wettability for deposition of light enhancing layer
JP2011159502A (ja) 発光装置の製造方法および発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal