WO2018160018A2 - 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2018160018A2
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layer
color conversion
light emitting
organic light
conversion layer
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강경태
김성진
조관현
임중혁
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한국생산기술연구원
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    • H10K59/873—Encapsulations
    • H10K59/8731—Encapsulations multilayered coatings having a repetitive structure, e.g. having multiple organic-inorganic bilayers

Definitions

  • the present invention relates to a quantum dot hybrid organic light emitting display device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a quantum dot hybrid organic light emitting display device and a method of manufacturing the same can be simplified by simplifying the white OLED display structure.
  • liquid crystal display devices LCDs
  • the liquid crystal display device is not a light emitting device but a light receiving device and has a brightness and contrast ratio.
  • the disadvantages such as viewing angle and the like, the development of a new display device that can overcome this disadvantage has been actively developed.
  • the organic light emitting display device which is one of the new display devices, is self-luminous and thus has a better viewing angle and contrast ratio than the liquid crystal display device.
  • a backlight is not required, a light weight and a thinness are possible, which is advantageous in terms of power consumption.
  • the organic light emitting display device is classified into a direct RGB OLED and a white OLED according to a color implementation method.
  • the white OLED is easier to implement than the Direct RGB OLED structure, so the industry has promoted the commercialization to apply to full HD TVs, but recently UHD has been adopted as the standard resolution standard for premium TVs. There was a problem that the low aperture ratio does not provide sufficient brightness.
  • the conventional white OLED attempts to realize sufficient brightness through a triple tandem structure in which several layers are stacked, but such a triple tandem structure has a very high manufacturing process due to the large number of layers. There is a problem that complexity and manufacturing costs rise.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide a quantum dot hybrid organic light emitting display device and a method of manufacturing the same, which can simplify a manufacturing process by simplifying a white OLED display structure.
  • a quantum dot hybrid organic light emitting display device for achieving the above object, the substrate; A thin film transistor layer formed on the substrate; A reflective anode formed on the thin film transistor layer; A blue organic light emitting diode layer formed on the reflective anode; A transparent cathode formed on the blue organic light emitting diode layer; And a conversion material formed on the transparent cathode and composed of red quantum dots and green quantum dots respectively converting blue light emitted from the blue organic light emitting diode layer into red light and green light, wherein the red quantum dots and the green quantum dots are mixed in a resin.
  • the transparent cathode and the color conversion layer may be interposed, further comprising an inorganic coating layer made of an inorganic material.
  • the inorganic coating layer may be a material containing any one of SiNx, SiOx, AlOx.
  • the organic coating layer may further include an organic coating layer interposed between the inorganic coating layer and the color conversion layer and made of an organic material.
  • the resin of the color conversion layer may be a dispersion ink.
  • the dispersible ink may include an organic solvent.
  • the dispersible ink may include an organic monomer.
  • the protective layer may be a material containing any one of SiNx, SiOx, AlOx.
  • a method of manufacturing a quantum dot hybrid organic light emitting display device comprising: forming a thin film transistor layer on a substrate; Forming a reflective anode on the thin film transistor layer; Forming a blue organic light emitting diode layer on the reflective anode using an open mask; Forming a transparent cathode on the blue organic light emitting diode layer; Forming a color conversion layer on the transparent cathode; Forming a protective layer on the color conversion layer; And forming a color filter layer that separates and outputs the white light emitted from the color conversion layer into red light, green light, and blue light on the passivation layer, and the forming of the color conversion layer comprises the blue organic light emission. And applying a resin in which red quantum dots and green quantum dots are mixed and dispersed, which are conversion materials for converting blue light emitted from the diode layer into red light and green light, respectively.
  • the forming of the color conversion layer may include providing a color conversion layer interposed between the first protective film and the second protective film facing each other; Peeling the first protective film to attach the exposed first surface of the color conversion layer on the transparent cathode; And exfoliating the second protective film to expose the second surface of the color conversion layer.
  • the step of providing the color conversion layer the step of applying the resin on the first protective film by an inkjet or coating (Coating) process; Forming the second protective film on the resin; And curing the resin to form the color conversion layer.
  • the step of applying the resin may be performed by an inkjet or coating process.
  • the method may further include forming an inorganic coating layer on the transparent cathode using an inorganic material.
  • the inorganic coating layer may be a material containing any one of SiNx, SiOx, AlOx.
  • the method may further include forming an organic coating layer with an organic material on the inorganic coating layer before forming the color conversion layer.
  • the resin of the color conversion layer may be a dispersion ink.
  • the dispersible ink may include an organic solvent.
  • the dispersible ink may include an organic monomer.
  • forming the protective layer the step of curing the color conversion layer; Forming an organic plated layer on the cured color conversion layer; And depositing a material including any one of SiNx, SiOx, and AlOx by any one of PECVD, sputtering, evaporation deposition, and ALD on the organic plated layer. Applying a photocurable organic resin; And curing the photocurable organic resin.
  • Embodiments of the disclosed technology can have the effect of including the following advantages.
  • the embodiments of the disclosed technology are not meant to include all of them, and thus the scope of the disclosed technology should not be understood as being limited thereto.
  • the quantum dot hybrid organic light emitting display device and a method of manufacturing the same according to the present invention can realize a sufficient brightness by coating a resin mixed with red quantum dots and green quantum dots on a blue organic light emitting diode layer, thereby simplifying the structure of a white OLED display quantum dot hybrid
  • the organic light emitting display device can be manufactured at low process cost.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a quantum dot hybrid organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which the color conversion layer interposed between the first protective film and the second protective film in the method of manufacturing a quantum dot hybrid organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a step of peeling the first protective film in the method of manufacturing a quantum dot hybrid organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a step of peeling the second protective film in the method of manufacturing a quantum dot hybrid organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a normalized intensity spectrum of a quantum dot according to the number of QD drop.
  • protective layer 160 color filter layer
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a quantum dot hybrid organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a first protective film and a second in the method of manufacturing a quantum dot hybrid organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a view illustrating a state in which a color conversion layer interposed between protective films is provided
  • FIG. 3 is a view illustrating a step of peeling a first protective film in a method of manufacturing a quantum dot hybrid organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • 4 is a view showing a step of peeling the second protective film in the method of manufacturing a quantum dot hybrid organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 illustrates one pixel included in a quantum dot hybrid organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and the quantum dot hybrid organic light emitting display device includes a plurality of pixels.
  • the quantum dot hybrid organic light emitting display device includes a substrate 110, a thin film transistor layer 120, a reflective anode (not shown), a blue organic light emitting diode layer 130, a transparent cathode (not shown), and a color conversion layer ( 140, a protective layer 150, and a color filter layer 160, and are manufactured by sequentially stacking them, so that the structure will be described together with the manufacturing method.
  • the thin film transistor layer 120 is formed on the substrate 110.
  • the material of the substrate 110 is not particularly limited because light is emitted above the cross-sectional view of the quantum dot hybrid organic light emitting diode display.
  • the thin film transistor layer 120 includes a gate wiring, a data wiring, a power wiring, a switching thin film transistor, and a driving thin film transistor formed for each pixel.
  • the switching thin film transistor and the driving thin film transistor of the thin film transistor layer 120 may be formed in a bottom gate structure in which a gate electrode is formed under the semiconductor layer or a top gate structure in which the gate electrode is formed on the semiconductor layer. Can be.
  • the thin film transistor layer 120 may be formed in various forms known in the art.
  • a reflective anode (not shown) is formed on the thin film transistor layer 120.
  • the reflective anode can improve light efficiency by using a metal material that reflects light emitted downward and reflects upward.
  • the reflective anode may have a structure in which a metal material and a transparent conductive film are laminated, such as "ITO / Ag / ITO".
  • a blue organic light emitting diode layer 130 is formed on the reflective anode.
  • the blue organic light emitting diode layer 130 may be formed on the entire surface of the reflective anode by an open mask process.
  • the blue organic light emitting diode layer 130 may be formed by sequentially stacking a hole injection layer, a hole transport layer, a blue organic light emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer.
  • the blue organic light emitting diode layer 130 is a structure of a general organic light emitting diode, and is not limited thereto. Any structure that may be applied to an organic light emitting diode emitting blue single color may be applied.
  • the organic light emitting diode layer 130 is formed on the entire surface of the reflective anode by an open mask process, a larger area is used than in the case of using a fine metal mask (FMM) to form different organic light emitting diode layers.
  • FMM fine metal mask
  • the present embodiment forms the organic light emitting diode layer 130 on the entire surface by an open mask process, but unlike the conventional organic light emitting display device laminated an organic light emitting diode layer emitting three colors for white light emission
  • the process is very simple in that only the organic light emitting diode layer 130 emitting blue light is formed, and there is an advantage in that a power efficiency reduction problem does not occur due to the lamination of the organic light emitting layer.
  • a transparent cathode (not shown) is formed on the blue organic light emitting diode layer 130.
  • the transparent material since the cathode is positioned above the light, the transparent material may be formed.
  • the transparent cathode may be formed on the entire surface of the blue organic light emitting diode layer 130.
  • a pre-barrier (not shown) may be formed on the blue organic light emitting diode layer 130. Since the quantum dot hybrid organic light emitting display device of the present embodiment includes only a single blue organic light emitting diode layer 130 and implements white light by the color conversion layer 140 which will be described in detail later,
  • the preliminary protective layer may be formed on the blue organic light emitting diode layer 130 to facilitate formation.
  • the preprotective layer may be formed of an SiNx layer through a PECVD process or an AlOx layer through an ALD process.
  • the color conversion layer 140 includes a conversion material composed of red quantum dots and green quantum dots that convert blue light emitted from the blue organic light emitting diode layer 130 into red light and green light, respectively.
  • the conversion material is not a material in which the red quantum dots and the green quantum dots are combined with each other, and refers to a material mixed evenly dispersed in the resin included in the color conversion layer.
  • a resin in which red quantum dots and green quantum dots, which are conversion materials, are mixed and dispersed may be applied on the transparent cathode.
  • the conversion material composed of the red quantum dots and the green quantum dots preferably has a volume range of 50% or less with respect to the volume of the color conversion layer 140. If the conversion material exceeds 50% by volume, there is a problem in that the printing process is not performed smoothly.
  • the lower limit of the amount in which the conversion material is contained is not particularly limited, it is preferable to include at least 0.01% or more by volume ratio for conversion.
  • the content of the red quantum dot and the green quantum dot may be included in almost the same amount, the content of the green quantum dot may be more than the content of the red quantum dot.
  • an appropriate mixing and dispersing process such as a mechanical mixing process may be performed so that the red and green quantum dots may be evenly dispersed in the resin of the color conversion layer 140.
  • appropriate ligands may be introduced to the surfaces of the red and green quantum dots to increase dispersibility, and any ligands known to those skilled in the art may be used.
  • green quantum dots and red quantum dots are semiconductor nanoparticles, and electrons in an unstable state are emitted from the conduction band to the valence band, and light is emitted from shorter wavelengths as the particles of the quantum dots become smaller, and light of longer wavelengths becomes larger as the particles become larger. Occurs. Therefore, controlling the size of the quantum dot can implement a variety of colors.
  • the quantum dot of the present embodiment does not absorb light but converts the wavelength of light and emits the light, the light efficiency is high, and thus, sufficient brightness may be achieved without stacking in multiple layers, such as a tandem structure applied to a conventional white OLED.
  • the quantum dot of the present embodiment does not need an additional electrode and can convert and emit light in a wide blue wavelength range, there is no need to particularly limit the material of the blue organic light emitting diode layer 130, and the life is long. Long materials can be selected and used.
  • the quantum dot may be applied to the quantum dot of the inorganic component, cadmium-based quantum dots such as CdS, CdSe and non-cadmium-based quantum dots such as InP, GaP, etc. may be applied, but the quantum dot component is not limited thereto.
  • 5 is a normalized intensity spectrum of a quantum dot according to the number of QD drop.
  • the emission intensity of the blue wavelength portion which is the wavelength portion in the range of 450 to 500 nm
  • the red wavelength portion which is the wavelength portion in the range of 620 to 670 nm
  • the number of quantum dot drops is 3 or more
  • the light emission intensity of the red wavelength portion increases significantly compared to the light emission intensity of the blue wavelength portion.
  • the thickness of the quantum dot layer formed is only a few ⁇ m. As such, even if the quantum dot is formed only of a layer having a thickness of several ⁇ m, the wavelength of blue light may be converted into the wavelength of red light or green light.
  • the color conversion layer 140 including red quantum dots, green quantum dots, and resin
  • the color conversion layer 140 The red quantum dot of) converts blue light into red light
  • the green quantum dot converts blue light into green light
  • the resin can transmit blue light as it is.
  • the blue light emitted from the blue organic light emitting diode layer 130 passes through the color conversion layer 140 and is combined with red light, green light, and blue light to emit white light.
  • the white light emitted from the color conversion layer 140 may be separated into red light, green light, and blue light through the color filter layer 160 to be described later according to an image signal input from the outside.
  • the resin of the color conversion layer 140 may be provided with a dispersible ink to form the color conversion layer 140 by an inkjet printing process, a coating process, a roll printing process and the like.
  • the dispersible ink includes a low vapor pressure organic solvent such as DGMEA (Diethylene Glycol Monoethyl Ether Acetate) as a main component, or a low viscosity and hardenable organic monomer such as an acrylic base monomer as a main component. It may include.
  • DGMEA Diethylene Glycol Monoethyl Ether Acetate
  • an organic additive having a lower vapor pressure than the organic solvent may be added so as to suppress the phenomenon of the coffee ring.
  • the dispersible ink when it contains an organic monomer such as an acrylic base monomer, it may be a curable ink using a curable resin without using a solvent.
  • Curable ink is a solid resin that is a solid resin at room temperature and low viscosity at high temperature, unlike a general liquid ink that is liquid at room temperature using a solvent. Sometimes expressed.
  • Curable resins used in the present invention are those which are cured without a solvent drying process. For example, the curable resins are heat cured at 80 ° C. or lower in acryl base monomers having a viscosity of 10 cps or less at a high temperature of about 100 ° C. Materials may be used or materials capable of UV curing.
  • curable resin examples include urethane acrylate (Urethane Acrylate). Epoxy and silicone resins may also be used.
  • a polyimide resin or a resin containing polyimide may be used. It is preferable that the glass transition temperature after curing be 100 ° C. or more after curing as a material having a low viscosity.
  • the present invention is not limited to these conditions, and the temperature at which the viscosity of the curable resin is lowered, the viscosity, the curing temperature, and the like can be adjusted according to the specific form of applying the curable ink without using a solvent.
  • the temperature of the printhead may be raised to lower the viscosity of the monomer included in the curable ink to perform inkjet printing, and the color conversion layer 140 may be formed by curing the monomer by lowering the temperature or irradiating UV.
  • the color conversion layer 140 thus formed may have a thickness of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, preferably 2 ⁇ m to 30 ⁇ m. In this case, when the thickness of the color conversion layer 140 is less than 1 ⁇ m, only a part of the color conversion layer 140 may be color converted and emitted. On the contrary, when the thickness of the color conversion layer 140 exceeds 50 ⁇ m, the color conversion layer 140 has a problem in that absorption of blue light is excessively progressed. Therefore, the thickness of the color conversion layer 140 is preferably in the range of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the curable ink is not limited to not using a solvent at all, and a small amount of solvent may be added, and unlike the conventional liquid ink in which various problems occur in the process of drying the solvent, The present invention does not cause a problem of deterioration in the quality of the drying process by including the solvent only to the extent that a minimum drying process that does not occur the problem of the drying process is required.
  • an inorganic coating layer may be formed of an inorganic material on the transparent cathode before the blue organic light emitting diode layer 130 is formed, the transparent cathode is formed, and then the color conversion layer 140 is formed.
  • the inorganic coating layer may be any one material of SiNx, SiOx, AlOx.
  • the resin of the color conversion layer 140 is a dispersion ink
  • the inorganic coating layer may suppress a reaction occurring between the dispersion ink and the blue organic light emitting diode layer 130 or the transparent cathode.
  • an organic coating layer (not shown) may be formed of an organic material on the inorganic coating layer.
  • the organic coating layer may suppress a reaction occurring between the dispersion ink and the inorganic coating layer when the resin of the color conversion layer 140 is a dispersion ink.
  • the inorganic coating layer and the organic coating layer are interposed between the blue organic light emitting diode layer 130 and the color conversion layer 140, the dispersible ink is formed when the color conversion layer 140 is formed using the dispersion ink. Reaction with the blue organic light emitting diode layer 130 may be prevented even more reliably.
  • the color conversion layer 140 may be provided in a state interposed between the first protective film 171 and the second protective film 172 facing each other.
  • a resin in which red quantum dots and green quantum dots, which are conversion materials, are mixed and dispersed on the first protective film 171 by an inkjet or coating process a second protective film 172 is formed on the resin, and the resin is cured.
  • the resin interposed between the first protective film 171 and the second protective film 172 may be formed as the color conversion layer 140.
  • the resin may be cured by irradiating or heating ultraviolet rays.
  • PET and the like may be used for the first protective film and the second protective film.
  • the manufacturing process is easy and the material cost is reduced.
  • the first protective film 171 is peeled off to expose the first surface of the color conversion layer 140, and the first surface of the exposed color conversion layer 140 is transparent to the cathode. Can be attached on top.
  • the second protective film 172 may be peeled off to expose the second surface of the color conversion layer 140.
  • a protective layer 150 which will be described later, may be formed on the second surface of the exposed color conversion layer 140.
  • the color conversion layer 140 interposed between the first protective film 171 and the second protective film 172 As such, by providing the color conversion layer 140 interposed between the first protective film 171 and the second protective film 172, the peeling of the first protective film 171 and the second protective film 172 is prevented.
  • the color conversion layer 140 positioned between the transparent cathode and the protective layer 150 may be more easily formed.
  • the protective layer 150 is formed on the color conversion layer 140.
  • the protective layer 150 is formed by depositing a material containing any one of SiNx, SiOx, AlOx by any one of PECVD, sputtering, evaporation deposition, ALD process, and then apply a photocurable organic resin and apply One photocurable organic resin can be hardened
  • the protective layer 150 formed as described above may minimize the influence on the color conversion layer 140 in the process step for forming the color filter layer 160 which will be described later.
  • an organic plated layer (not shown) is formed on the cured color conversion layer 140. Can be formed. By forming the organic flattening layer, damage of the color conversion layer 140 due to collision energy generated in a process such as a sputter for forming the protective layer 150 may be minimized.
  • the color filter layer 160 is formed on the protective layer 150.
  • the color filter layer 160 includes a red filter unit 161 for separating and outputting white light emitted from the color conversion layer 140 into red light, and a green filter for separating and outputting white light emitted from the color conversion layer 140 into green light.
  • the color filter layer 160 may be formed by applying a patterning method using photolithography, a laser induced transfer method, an inkjet method, or the like.

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자에 관한 것으로, 기판; 상기 기판 위에 형성된 박막 트랜지스터층; 상기 박막 트랜지스터층 위에 형성된 반사형 애노드; 상기 반사형 애노드 위에 형성되는 청색 유기발광다이오드층; 상기 청색 유기발광다이오드층 위에 형성된 투명 캐소드; 및 상기 투명 캐소드 위에 형성되고, 상기 청색 유기발광다이오드층에서 방출된 청색광을 적색광 및 녹색광으로 각각 변환하는 적색 양자점 및 녹색 양자점으로 구성된 변환 물질을 포함하며, 상기 적색 양자점 및 상기 녹색 양자점이 레진 내에 혼합 분산되는 색변환층; 상기 색변환층 위에 형성된 보호층; 및 상기 보호층 위에 형성되고, 상기 색변환층에서 방출된 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광으로 분리하여 출력하는 색필터층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자 및 그 제조 방법
본 발명은 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 화이트 OLED 디스플레이 구조를 단순화하여 제조 공정을 단순화할 수 있는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 2월 28일에 출원된 한국특허출원 제10-2017-0026188호에 기초한 우선권을 주장하며, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 본 출원에 원용된다.
평판표시장치 분야에서, 지금까지는 가볍고 전력소모가 적은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD)가 가장 주목받는 디스플레이 장치였지만, 액정표시장치는 발광소자가 아니라 수광소자이며 밝기, 명암비(contrast ratio) 및 시야각 등에 단점이 있기 때문에 이러한 단점을 극복할 수 있는 새로운 디스플레이 장치에 대한 개발이 활발하게 전개되고 있다.
새로운 디스플레이 장치 중 하나인 유기전계발광 표시장치는 자체 발광형이기 때문에 액정표시장치에 비해 시야각과 명암비 등이 우수하다. 또한, 백라이트(backlight)가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다. 그리고, 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르다는 장점이 있다. 유기전계발광 표시장치는 색상 구현 방식에 따라 Direct RGB OLED와 화이트 OLED로 구별된다.
이중에서, 화이트 OLED는 Direct RGB OLED 구조보다 구현하기가 용이하기 때문에 Full HD 급의 TV 등에 적용하도록 업계에서 상용화를 추진하였으나, 최근 UHD가 프리미엄 TV의 표준 해상도 규격으로 채택되면서 기존의 화이트 OLED가 가진 낮은 개구율로는 충분한 밝기를 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 종래의 화이트 OLED는 여러 층으로 적층한 트리플 탠덤(Triple Tandem) 구조 등을 통해 충분한 밝기를 구현하고자 하였으나, 이러한 트리플 탠덤 구조는 많은 레이어(Layer) 수로 인해 제조 공정이 매우 복잡하고 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 화이트 OLED 디스플레이 구조를 단순화하여 제조 공정을 단순화할 수 있는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 양자점 하이브리드 유기발광 디스플레이 소자는, 기판; 상기 기판 위에 형성된 박막 트랜지스터층; 상기 박막 트랜지스터층 위에 형성된 반사형 애노드; 상기 반사형 애노드 위에 형성되는 청색 유기발광다이오드층; 상기 청색 유기발광다이오드층 위에 형성된 투명 캐소드; 및 상기 투명 캐소드 위에 형성되고, 상기 청색 유기발광다이오드층에서 방출된 청색광을 적색광 및 녹색광으로 각각 변환하는 적색 양자점 및 녹색 양자점으로 구성된 변환 물질을 포함하며, 상기 적색 양자점 및 상기 녹색 양자점이 레진 내에 혼합 분산되는 색변환층; 상기 색변환층 위에 형성된 보호층; 및 상기 보호층 위에 형성되고, 상기 색변환층에서 방출된 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광으로 분리하여 출력하는 색필터층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 투명 캐소드 및 상기 색변환층 사이에 개재되고, 무기 물질로 구성된 무기 코팅층을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 무기 코팅층은 SiNx, SiOx, AlOx 중 어느 하나를 포함하는 재질일 수 있다.
또한, 상기 무기 코팅층과 상기 색변환층 사이에 개재되고, 유기 물질로 구성된 유기 코팅층을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 색변환층의 레진은 분산형 잉크일 수 있다.
여기서, 상기 분산형 잉크는 유기 용매를 포함할 수 있다.
또한, 상기 분산형 잉크는 유기 모노머를 포함할 수 있다.
한편, 상기 보호층은 SiNx, SiOx, AlOx 중 어느 하나를 포함하는 재질일 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 의한 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법은, 기판 위에 박막 트랜지스터층을 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터층 위에 반사형 애노드를 형성하는 단계; 상기 반사형 애노드 위에 청색 유기발광다이오드층을 오픈 마스크를 사용하여 형성하는 단계; 상기 청색 유기발광다이오드층 위에 투명 캐소드를 형성하는 단계; 상기 투명 캐소드 위에 색변환층을 형성하는 단계; 상기 색변환층 위에 보호층을 형성하는 단계; 및 상기 보호층 위에 상기 색변환층에서 방출된 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광으로 분리하여 출력하는 색필터층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되며, 상기 색변환층을 형성하는 단계는, 상기 청색 유기발광다이오드층에서 방출된 청색광을 적색광 및 녹색광으로 각각 변환하는 변환 물질인 적색 양자점 및 녹색 양자점이 혼합 분산된 레진을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 색변환층을 형성하는 단계는, 서로 대향하는 제1 보호필름 및 제2 보호필름 사이에 개재된 색변환층을 구비하는 단계; 상기 제1 보호필름을 박리하여 노출된 상기 색변환층의 제1 면을 상기 투명 캐소드 위에 부착시키는 단계; 및 상기 제2 보호필름을 박리하여 상기 색변환층의 제2 면을 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 색변환층을 구비하는 단계는, 상기 제1 보호필름 위에 상기 레진을 잉크젯 또는 코팅(Coating) 공정으로 도포하는 단계; 상기 레진 위에 상기 제2 보호필름을 형성하는 단계; 및 상기 레진을 경화시켜 상기 색변환층으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 레진을 도포하는 단계는 잉크젯 또는 코팅 공정으로 수행될 수 있다.
한편, 상기 색변환층을 형성하는 단계 전에, 상기 투명 캐소드 위에 무기 물질로 무기 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무기 코팅층은 SiNx, SiOx, AlOx 중 어느 하나를 포함하는 재질일 수 있다.
또한, 상기 색변환층을 형성하는 단계 전에, 상기 무기 코팅층 위에 유기 물질로 유기 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 색변환층의 레진은 분산형 잉크일 수 있다.
여기서, 상기 분산형 잉크는 유기 용매를 포함할 수 있다.
또한, 상기 분산형 잉크는 유기 모노머를 포함할 수 있다.
한편, 보호층을 형성하는 단계는, 상기 색변환층을 경화시키는 단계; 경화된 상기 색변환층 위에 유기 평판화층을 형성하는 단계; 및 상기 유기 평판화층 위에 PECVD, 스퍼터링, 증발증착법, ALD 중 어느 하나의 공정으로 SiNx, SiOx, AlOx 중 어느 하나를 포함하는 재질을 증착하는 단계; 광 경화성 유기 레진을 도포하는 단계; 및 상기 광 경화성 유기 레진을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
개시된 기술의 실시예들은 다음의 장점을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에 따른 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자 및 그 제조 방법은 청색 유기발광다이오드층 위에 적색 양자점 및 녹색 양자점이 혼합된 레진을 코팅하여 충분한 밝기를 구현함으로써, 화이트 OLED 디스플레이 구조를 단순화할 수 있으므로 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자를 낮은 공정 비용으로 제조할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법에서 제1 보호필름 및 제2 보호필름 사이에 개재된 색변환층이 구비된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법에서 제1 보호필름을 박리하는 단계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법에서 제2 보호필름을 박리하는 단계를 나타낸 도면이다.
도 5는 양자점 드롭(QD drop) 수에 따른 양자점의 세기(Normalized intensity) 스펙트럼이다.
[부호의 설명]
110: 기판 120: 박막 트랜지스터층
130: 청색 유기발광다이오드층 140: 색변환층
150: 보호층 160: 색필터층
161: 적색 필터부 162: 녹색 필터부
163: 청색 필터부 171: 제1 보호필름
172: 제2 보호필름
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법에서 제1 보호필름 및 제2 보호필름 사이에 개재된 색변환층이 구비된 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법에서 제1 보호필름을 박리하는 단계를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법에서 제2 보호필름을 박리하는 단계를 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자에 포함되는 1개의 화소(pixel)를 도시한 것이며, 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자는 복수의 화소들을 포함하여 구성된다.
본 실시예의 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자는 기판(110), 박막 트랜지스터층(120), 반사형 애노드(미도시), 청색 유기발광다이오드층(130), 투명 캐소드(미도시), 색변환층(140), 보호층(150) 및 색필터층(160)을 포함하여 구성되며, 이들을 순차적으로 적층하여 제조되므로 이하에서는 제조방법과 함께 구조를 설명한다.
먼저, 기판(110) 위에 박막 트랜지스터층(120)을 형성한다. 본 실시예의 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자는 도시된 단면도의 위쪽으로 빛이 발광되기 때문에 기판(110)의 재질은 특별히 제한되지 않는다.
박막 트랜지스터층(120)은 각각의 화소 별로 형성된 게이트 배선, 데이터 배선, 전원 배선, 스위칭 박막 트랜지스터 및 구동 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어진다. 박막 트랜지스터층(120)의 스위칭 박막 트랜지스터 및 구동 박막 트랜지스터는 게이트 전극이 반도체층 아래에 형성되는 바텀 게이트(bottom gate) 구조 또는 게이트 전극이 반도체층 위에 형성되는 탑 게이트(top gate) 구조로 형성될 수 있다. 이와 같은 박막 트랜지스터층(120)은 당업계에 공지된 다양한 형태로 형성될 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나, 박막 트랜지스터층(120) 위에 반사형 애노드(미도시)가 형성된다. 반사형 애노드는 아래쪽으로 발산된 빛을 반사하여 위쪽으로 반사하는 금속 재질을 사용함으로써 광효율을 높일 수 있다. 또한, 반사형 애노드는 "ITO/Ag/ITO"와 같이 금속 재질과 투명 전도성막을 적층한 구조를 적용할 수 있다.
다음에, 반사형 애노드 위에 청색 유기발광다이오드층(130)을 형성한다. 이때, 청색 유기발광다이오드층(130)은 오픈 마스크(open mask) 공정으로 반사형 애노드 전체 표면에 형성될 수 있다. 또한, 청색 유기발광다이오드층(130)은 정공주입층, 정공수송층, 청색 유기발광층, 전자수송층 및 전자주입층을 순차적으로 적층하여 구성될 수 있다. 이러한 청색 유기발광다이오드층(130)은 일반적인 유기발광다이오드의 구조이며, 이에 한정되는 것은 아니고 청색의 단일색을 발광하는 유기발광다이오드에 적용될 수 있는 구조는 모두 적용될 수 있다.
본 실시예는 오픈 마스크 공정으로 반사형 애노드 전체 표면에 유기발광다이오드층(130)을 형성하기 때문에 서로 다른 유기발광다이오드층을 형성하기 위하여 FMM(Fine metal mask)을 사용하는 경우에 비하여 넓은 면적에 고해상도의 유기 발광 디스플레이 소자를 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 실시예는 오픈 마스크 공정으로 표면 전체에 유기발광다이오드층(130)을 형성하지만, 종래의 유기발광 디스플레이 소자가 백색 발광을 위하여 3가지 색을 발광하는 유기발광다이오드층을 적층한 것과는 달리, 청색을 발광하는 유기발광다이오드층(130)만을 형성하는 점에서 공정이 매우 간단하며, 유기발광층의 적층에 따른 전력 효율 감소 문제가 발생하지 않는 장점이 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나, 청색 유기발광다이오드층(130) 위에 투명 캐소드(미도시)가 형성된다. 본 실시예는 캐소드가 빛이 발산되는 위쪽에 위치하기 때문에 투명한 재질로 구성하며, 투명 캐소드의 경우도 청색 유기발광다이오드층(130) 전체 표면에 형성될 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나, 청색 유기발광다이오드층(130) 위에 전보호층(pre-barrier, 미도시)이 형성될 수 있다. 본 실시예의 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자는 단일의 청색 유기발광다이오드층(130)만을 구비하고, 추후에 구체적으로 설명할 색변환층(140)에 의해서 백색광을 구현하기 때문에 색변환층(140)의 형성이 용이하도록 청색 유기발광다이오드층(130) 위에 전보호층이 형성될 수 있다. 전보호층은 PECVD 공정을 통해 SiNx층으로 형성되거나 ALD 공정을 통해 AlOx층으로 형성될 수 있다.
다음에, 투명 캐소드 위에 색변환층(140)을 형성한다. 색변환층(140)은 청색 유기발광다이오드층(130)에서 방출된 청색광을 적색광 및 녹색광으로 각각 변환하는 적색 양자점 및 녹색 양자점으로 구성된 변환 물질을 포함한다. 여기서, 변환 물질은 적색 양자점 및 녹색 양자점이 서로 결합된 물질이 아니며, 색변환층에 포함된 레진 내에서 골고루 분산된 상태로 혼합된 물질을 의미한다. 색변환층(140)을 형성하기 위해서, 변환 물질인 적색 양자점 및 녹색 양자점이 혼합 분산된 레진은 투명 캐소드 위에 도포될 수 있다.
이때, 적색 양자점 및 녹색 양자점으로 구성된 변환 물질은 색변환층(140)의 부피에 대하여 50% 이하의 부피 범위인 것이 바람직하다. 변환 물질이 부피비율로 50%를 넘는 경우에는 프린팅 공정이 원활하게 수행되지 않는 문제가 있다. 변환 물질이 포함되는 양의 하한 값은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 변환을 위하여 부피비율로 적어도 0.01% 이상 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 적색 양자점과 상기 녹색 양자점의 함량은 거의 동일한 양으로 포함될 수 있으나, 녹색 양자점의 함량이 적색 양자점의 함량에 비해 더 많을 수 있다.
또한, 적색 양자점 및 녹색 양자점이 색변환층(140)의 레진 내에서 골고루 분산된 상태로 혼합될 수 있도록 기계적인 믹싱 공정 등의 적절한 혼합 및 분산 공정이 수행될 수 있다. 또한, 분산성을 높이기 위해서 적색 양자점 및 녹색 양자점의 표면에 적절한 리간드들이 도입될 수도 있으며, 당업자에게 공지된 임의의 리간드들이 사용될 수 있다.
한편, 녹색 양자점 및 적색 양자점은 반도체 나노입자로서, 불안정한 상태의 전자가 전도대에서 가전자대로 내려오면서 발광하는데, 양자점의 입자가 작을수록 짧은 파장의 빛이 발생하고, 입자가 클수록 긴 파장의 빛이 발생한다. 따라서 양자점의 크기를 제어하면 다양한 색을 구현할 수 있다. 또한, 본 실시예의 양자점은 광을 흡수하는 것이 아니라 광의 파장을 변환시켜 방출하여 광 효율이 높기 때문에 종래의 화이트 OLED에 적용된 탠덤 구조와 같이 여러 층으로 적층하지 않더라도 충분한 밝기를 구현할 수 있다. 또한, 본 실시예의 양자점은 추가의 전극이 필요하지 않으며, 넓은 Blue 파장 대의 광을 변환시켜 방출할 수 있기 때문에 청색 유기발광다이오드층(130)의 재료에 대해서 특별히 제한을 둘 필요가 없고, 수명이 긴 재료를 선정하여 사용할 수 있다.
한편, 양자점은 무기 성분의 양자점을 적용할 수 있으며, CdS, CdSe 등의 카드뮴 기반 양자점 및 InP, GaP 등과 같은 비카드뮴 기반 양자점들이 적용될 수 있으나, 양자점 성분은 이에 한정되지는 않는다.
도 5는 양자점 드롭(QD drop) 수에 따른 양자점의 세기(Normalized intensity) 스펙트럼이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 양자점 드롭 수가 2 이하일 때, 450 내지 500nm 범위의 파장 부분인 청색 파장 부분과 620 내지 670nm 범위의 파장 부분인 적색 파장 부분의 발광 세기는 비슷한 수준을 보인다. 반면, 양자점 드롭 수가 3 이상이면, 적색 파장 부분의 발광 세기가 청색 파장 부분의 발광 세기에 비해 큰 폭으로 증가한다. 이때, 1드롭 당 5μL의 양자점이 포함되므로 드롭 수가 3 이상이더라도 형성되는 양자점 층의 두께는 수 ㎛에 불과하다. 이와 같이, 양자점은 수 ㎛의 두께를 가진 층으로만 형성되더라도 청색광의 파장을 적색광 또는 녹색광의 파장으로 변환시킬 수 있다.
한편, 본 실시예의 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자는 청색 유기발광다이오드층(130)에서 방출된 청색광이 적색 양자점, 녹색 양자점, 레진을 포함하는 색변환층(140)을 통과하면, 색변환층(140)의 적색 양자점은 청색광을 적색광으로 변환하고, 녹색 양자점은 청색광을 녹색광으로 변환하며, 레진은 청색광을 그대로 투과할 수 있다. 이와 같이, 청색 유기발광다이오드층(130)에서 방출된 청색광은 색변환층(140)을 통과하면서 적색광, 녹색광, 청색광이 모두 합쳐져서 백색광으로 방출된다. 색변환층(140)에서 방출된 백색광은 외부에서 입력되는 영상신호에 따라 후술할 색필터층(160)을 통해 적색광, 녹색광, 청색광으로 분리되어 출력될 수 있다.
한편, 색변환층(140)의 레진은 잉크젯 프린팅 공정, 코팅 공정, 롤 프린팅 공정 등으로 색변환층(140)을 형성할 수 있도록 분산형 잉크로 구비될 수 있다. 이때, 분산형 잉크는 DGMEA(Diethylene Glycol Monoethyl Ether Acetate)와 같은 증기압이 낮은 유기 용매를 주요 성분으로 포함하거나, 아크릴 베이스 모노머(Acryl base Monomer)와 같이 점도가 낮고 경화성이 있는 유기 모노머를 주요 성분으로 포함할 수 있다. 증기압이 낮은 유기 용매가 분산형 잉크에 포함되는 경우, 커피 링 (Coffee ring)을 현상을 억제 할 수 있도록 증기압이 유기 용매보다 낮은 유기 첨가물이 첨가될 수 있다.
또한, 분산형 잉크가 아크릴 베이스 모노머와 같은 유기 모노머를 포함하는 경우, 용매(solvent)를 사용하지 않고, 경화성 레진을 사용하는 경화형 잉크일 수 있다. 경화형 잉크는 용매를 사용하여 상온에서 액체 상태인 일반적인 액체형 잉크와 달리, 경화성 레진으로서 상온에서는 고체 상태이고 고온에서는 점도가 낮아지는 모노머(monomer)를 사용한 잉크로서, 고체형 잉크(solid like ink)로 표현되기도 한다. 본 발명에서 사용된 경화성 레진은 용매 건조과정 없이 경화되는 것들이며, 예를 들면, 약 100℃의 고온에서 10cp 이하 수준의 점도를 나타내는 아크릴계 모노머(Acryl Base Monomer)들 중에서 80℃이하에서 열경화되는 물질을 사용하거나 UV 경화가 가능한 물질을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 경화성 레진의 구체적인 예로는 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate) 등이 있다. 에폭시(Epoxy) 계열 그리고 실리콘 계열의 수지도 사용될 수 있다. 내열성을 개선하기 위해 폴리 이미드(Polyimide) 수지 또는 폴리 이미드(Polyimide)가 포함된 수지를 사용할 수 있다. 점성이 낯은 재료로서 경화 이후 유리 전이온도가 100℃ 이상이 되는 경우가 바람직하다. 물론, 이러한 조건에 한정되는 것은 아니며, 경화성 레진의 점도가 낮아지는 온도와 점도 및 경화온도 등은 용매를 사용하지 않는 경화형 잉크를 적용하는 구체적 형태에 따라서 조절될 수 있다. 잉크젯 프린팅 과정에서 프린터헤드의 온도를 올려서 경화형 잉크에 포함된 모노머의 점도를 낮추어 잉크젯 프린팅을 수행하고, 온도를 낮추거나 UV를 조사하여 모노머를 경화시킴으로써 색변환층(140)을 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 색변환층(140)의 두께는, 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 바람직하게는 2 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다. 이때, 색변환층(140)의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우, 색변환층(140)에서 일부분만 색변환되어 방출되는 문제점이 있다. 반대로, 색변환층(140)의 두께가 50 ㎛를 초과한 경우, 색변환층(140)은 청색광의 흡수가 과도하게 진행되는 문제점이 있다. 따라서, 색변환층(140)의 두께는 1 ㎛ 내지 50 ㎛의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 경화형 잉크의 경우, 용매를 전혀 사용하지 않는 것으로 한정되는 것은 아니고, 소량의 용매가 첨가될 수 있으며, 이때 용매를 건조하는 과정에서 다양한 문제가 발생하는 종래의 액체형 잉크와 달리 본 발명은 상기한 건조공정의 문제가 발생하지 않는 최소한의 건조공정이 필요한 정도로만 용매를 포함함으로써 건조 과정에서 품질이 저하되는 문제가 발생하지 않는다.
한편, 청색 유기발광다이오드층(130)을 형성하고, 투명 캐소드를 형성한 다음 색변환층(140)을 형성하기 전에, 투명 캐소드 위에 무기 물질로 무기 코팅층(미도시)을 형성할 수 있다. 이때, 무기 코팅층은 SiNx, SiOx, AlOx 중 어느 하나의 재질일 수 있다. 무기 코팅층은 색변환층(140)의 레진이 분산형 잉크일 때, 분산형 잉크와 청색 유기발광다이오드층(130) 또는 투명 캐소드 사이에서 일어나는 반응을 억제할 수 있다.
한편, 무기 코팅층을 형성한 다음 색변환층(140)을 형성하기 전에, 무기 코팅층 위에 유기 물질로 유기 코팅층(미도시)을 형성할 수 있다. 유기 코팅층은 색변환층(140)의 레진이 분산형 잉크일 때, 분산형 잉크와 무기 코팅층 사이에서 일어나는 반응을 억제할 수 있다. 이와 같이, 청색 유기발광다이오드층(130) 및 색변환층(140) 사이에 무기 코팅층 및 유기 코팅층이 개재될 경우, 분산형 잉크를 이용하여 색변환층(140)을 형성할 때 분산형 잉크가 청색 유기발광다이오드층(130)과 반응하는 현상을 더욱더 확실하게 방지할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 색변환층(140)은 서로 대향하는 제1 보호필름(171) 및 제2 보호필름(172) 사이에 개재된 상태로 구비될 수 있다. 이때, 제1 보호필름(171) 위에 변환 물질인 적색 양자점 및 녹색 양자점이 혼합 분산된 레진을 잉크젯 또는 코팅 공정 등으로 도포한 후, 레진 위에 제2 보호필름(172)을 형성하고, 레진을 경화시킴으로써 제1 보호필름(171) 및 제2 보호필름(172) 사이에 개재된 레진을 색변환층(140)으로 형성할 수 있다. 이때, 레진은 자외선을 조사하거나 가열하는 방식을 통해 경화될 수 있다.
여기서, 상기 제1 보호필름 및 제2 보호필름은 PET 등이 사용될 수 있고, 이러한 필름을 사용하면, 제조공정이 용이하고 재료비를 절감하는 효과가 있다.
다음에, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 보호필름(171)을 박리하여 색변환층(140)의 제1 면을 노출시키고, 노출된 색변환층(140)의 제1 면을 투명 캐소드 위에 부착할 수 있다.
이후에, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 보호필름(172)을 박리하여 색변환층(140)의 제2 면을 노출시킬 수 있다. 노출된 색변환층(140)의 제2 면은 후술할 보호층(150)이 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 보호필름(171) 및 제2 보호필름(172) 사이에 개재된 색변환층(140)을 구비함으로써, 제1 보호필름(171) 및 제2 보호필름(172)의 박리를 통해 투명 캐소드 및 보호층(150) 사이에 위치하는 색변환층(140)을 좀 더 용이하게 형성할 수 있다.
다음에, 색변환층(140) 위에 보호층(150)을 형성한다. 이때, 보호층(150)은 PECVD, 스퍼터링, 증발증착법, ALD 중 어느 하나의 공정으로 SiNx, SiOx, AlOx 중 어느 하나를 포함하는 재질을 증착하여 형성한 후, 광 경화성 유기 레진을 도포하고, 도포한 광 경화성 유기 레진을 경화시켜서 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 보호층(150)은 후술할 색필터층(160)을 형성하기 위한 공정 단계에서 색변환층(140)에 가해지는 영향을 최소화할 수 있다.
한편, 색변환층(140)을 형성한 다음 보호층(150)을 형성하기 전에, 색변환층(140)을 경화시킨 후에, 경화된 색변환층(140) 위에 유기 평판화층(미도시)을 형성할 수 있다. 유기 평판화층 형성을 통해서, 보호층(150)을 형성하기 위한 스퍼터 등의 공정에서 발생하는 충돌 에너지 등에 의한 색변환층(140)의 손상을 최소화할 수 있다.
한편, 보호층(150) 위에 색필터층(160)을 형성한다. 색필터층(160)은 색변환층(140)에서 방출된 백색광을 적색광으로 분리하여 출력하는 적색 필터부(161)와, 색변환층(140)에서 방출된 백색광을 녹색광으로 분리하여 출력하는 녹색 필터부(162)와, 색변환층(140)에서 방출된 백색광을 청색광으로 분리하여 출력하는 청색 필터부(163)으로 구성된다. 색필터층(160)은 포토리소그래피(Photolithography)을 이용하여 패터닝(Patterning)하는 방법, 레이저 유도 전사법(Laser Induced Transfer), 잉크젯(Inkjet)을 이용한 방법 등을 적용하여 형성할 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 형성된 박막 트랜지스터층;
    상기 박막 트랜지스터층 위에 형성된 반사형 애노드;
    상기 반사형 애노드 위에 형성되는 청색 유기발광다이오드층;
    상기 청색 유기발광다이오드층 위에 형성된 투명 캐소드; 및
    상기 투명 캐소드 위에 형성되고, 상기 청색 유기발광다이오드층에서 방출된 청색광을 적색광 및 녹색광으로 각각 변환하는 적색 양자점 및 녹색 양자점으로 구성된 변환 물질을 포함하며, 상기 적색 양자점 및 상기 녹색 양자점이 레진 내에 혼합 분산되는 색변환층;
    상기 색변환층 위에 형성된 보호층; 및
    상기 보호층 위에 형성되고, 상기 색변환층에서 방출된 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광으로 분리하여 출력하는 색필터층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명 캐소드 및 상기 색변환층 사이에 개재되고, 무기 물질로 구성된 무기 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 무기 코팅층은 SiNx, SiOx, AlOx 중 어느 하나를 포함하는 재질인 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 무기 코팅층과 상기 색변환층 사이에 개재되고, 유기 물질로 구성된 유기 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 색변환층의 레진은 분산형 잉크인 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 분산형 잉크는 유기 모노머를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 보호층은 SiNx, SiOx, AlOx 중 어느 하나를 포함하는 재질인 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자.
  8. 기판 위에 박막 트랜지스터층을 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터층 위에 반사형 애노드를 형성하는 단계;
    상기 반사형 애노드 위에 청색 유기발광다이오드층을 오픈 마스크를 사용하여 형성하는 단계;
    상기 청색 유기발광다이오드층 위에 투명 캐소드를 형성하는 단계;
    상기 투명 캐소드 위에 색변환층을 형성하는 단계;
    상기 색변환층 위에 보호층을 형성하는 단계; 및
    상기 보호층 위에 상기 색변환층에서 방출된 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광으로 분리하여 출력하는 색필터층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되며,
    상기 색변환층을 형성하는 단계는,
    상기 청색 유기발광다이오드층에서 방출된 청색광을 적색광 및 녹색광으로 각각 변환하는 변환 물질인 적색 양자점 및 녹색 양자점이 혼합 분산된 레진을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 색변환층을 형성하는 단계는,
    서로 대향하는 제1 보호필름 및 제2 보호필름 사이에 개재된 색변환층을 구비하는 단계;
    상기 제1 보호필름을 박리하여 노출된 상기 색변환층의 제1 면을 상기 투명 캐소드 위에 부착시키는 단계; 및
    상기 제2 보호필름을 박리하여 상기 색변환층의 제2 면을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 색변환층을 구비하는 단계는,
    상기 제1 보호필름 위에 상기 레진을 잉크젯 또는 코팅 공정으로 도포하는 단계;
    상기 레진 위에 상기 제2 보호필름을 형성하는 단계; 및
    상기 레진을 경화시켜 상기 색변환층으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 레진을 도포하는 단계는 잉크젯 또는 코팅 공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 색변환층을 형성하는 단계 전에, 상기 투명 캐소드 위에 무기 물질로 무기 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 색변환층을 형성하는 단계 전에, 상기 무기 코팅층 위에 유기 물질로 유기 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 단계는,
    상기 색변환층을 경화시키는 단계;
    경화된 상기 색변환층 위에 유기 평판화층을 형성하는 단계;
    상기 유기 평판화층 위에 PECVD, 스퍼터링, 증발증착법, ALD 중 어느 하나의 공정으로 SiNx, SiOx, AlOx 중 어느 하나를 포함하는 재질을 증착하는 단계;
    광 경화성 유기 레진을 도포하는 단계; 및
    상기 광 경화성 유기 레진을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 하이브리드 유기 발광 디스플레이 소자의 제조 방법.
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