KR102047279B1 - 유기발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

제1 서브 화소 영역, 제2 서브 화소 영역 및 제3 서브 화소 영역을 포함하는 유기 발광 표시장치는 제1 전극, 상기 제1 전극상에 상기 제1 전극과 대향하도록 배치된 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 정공주입층, 상기 정공주입층 상에 배치되고 제1 유기 발광층 제2 유기 발광층 및 제3 유기 발광층을 포함하는 유기 발광층, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 제1 공진 보조층, 제2 공진 보조층, 제1 도핑층 및 제2 도핑층을 포함하는 적색 보조층 및 상기 1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 제3 공진 보조층, 제4 공진 보조층, 제3 도핑층 및 제4 도핑층을 포함하는 녹색 보조층을 포함한다. 따라서 휘도 및 발광효율이 향상된다.

Description

유기발광 표시 장치 및 그 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 유기발광 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 휘도 및 발광효율이 향상되는 유기발광 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유기발광 표시장치는 스스로 광을 생성하는 유기발광소자를 이용하여 영상을 표시하는 액티브 타입(active type)의 평면표시장치이다. 유기발광 표시장치는 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에, 크기, 두께, 무게, 소비전력이 감소한다. 또한, 색재현성이 우수하고 반응속도문제가 발생하지 않기 때문에 화질이 우수하다.
유기 발광 표시 장치는 통상적으로 두 개의 전극들 사이에 유기 발광층이 개재된 유기발광소자를 포함한다. 유기발광소자의 휘도를 향상시키고, 소비전력을 감소하기 위해서 유기발광층의 전후에 정공 주입층, 전자 수송층 등과 같은 다양한 층들을 형성한다.
유기발광소자 중에는 BCL(Blue Common Layer) 구조를 적용하는 구조가 있다. 그러나 BCL 구조를 적용하는 구조의 경우 BCL 구조를 적용하지 않는 구조에 비해 효율이 떨어지고, 구동전압에서 특성저하를 보인다. 이에 따라, BCL 구조를 적용한 유기발광소자는 보조층에 CGL(Common Generation Layer)을 도입하여 단점을 보완하고 있다. 그러나, CGL 도입은 소자 특성 개선에 이점을 가지고 있으나, 몸체에서 보조층의 재료에 따라 정공의 이동성을 향상시키는 능력은 한계를 가지고 있다. 또한 제조 과정에서 무빙 소스를 사용시 CGL 단일막을 사용해야 하므로, 챔버 수가 증가하게 되고, 동일 챔버 사용시 재료의 비효율적 낭비가 많아지게 된다.
본 발명의 일 목적은 휘도 및 발광효율이 향상되는 유기발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 휘도 및 발광효율이 향상되는 유기발광 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기발광 표시장치는 제1 서브 화소 영역, 제2 서브 화소 영역 및 제3 서브 화소 영역을 포함하는 유기 발광 표시장치에 있어서 제1 전극, 상기 제1 전극상에 상기 제1 전극과 대향하도록 배치된 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 정공주입층, 상기 정공주입층 상에 배치되고 제1 유기 발광층, 제2 유기 발광층 및 제3 유기 발광층을 포함하는 유기 발광층, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 제1 공진 보조층, 제2 공진 보조층, 제1 도핑층 및 제2 도핑층을 포함하는 적색 보조층 및 상기 1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 제3 공진 보조층, 제4 공진 보조층, 제3 도핑층 및 제4 도핑층을 포함하는 녹색 보조층을 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 전자주입층을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전자주입층과 상기 유기 발광층 사이에 배치되는 전자수송층을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 정공주입층과 상기 제1 유기 발광층 사이에 배치되는 정공수송층을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 유기 발광층은 청색 가시광선을 발광하고, 상기 제2 유기 발광층은 적색 가시광선을 발광하고, 상기 제3 유기 발광층은 녹색 가시광선을 발광할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 유기 발광층은 상기 제1 서브 화소영역, 제2 서브 화소영역 및 제3 서브 화소영역에 공통으로 배치되고, 상기 제2 유기 발광층은 상기 제1 서브 화소영역에 배치되고, 상기 제3 유기 발광층은 상기 제2 서브 화소영역에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 적색 보조층은 상기 제1 유기 발광층과 상기 제2 유기 발광층 사이에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 도핑층은 상기 제1 유기 발광층과 접하도록 배치되며, 제2 도핑층은 상기 제1 공진 보조층과 상기 제2 공진 보조층 사이에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 공진 보조층의 두께는 제2 공진 보조층의 두께의 2배일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 도핑층의 두께는 제1 도핑층의 두께의 2배일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 녹색 보조층은 상기 제1 유기 발광층 및 상기 제3 유기 발광층 사이에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제3 도핑층은 상기 제1 유기 발광층과 접하도록 배치되며, 제4 도핑층은 상기 제3 공진 보조층과 상기 제4 공진 보조층 사이에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제3 공진 보조층의 두께는 제4 공진 보조층의 두께의 2배일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제3 도핑층의 두께는 제4 도핑층의 두께의 2배일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 유기 발광 표시장치는 상기 제1 전극에 연결되는 박막 트랜지스터, 상기 박막트랜지스터를 지지하는 베이스 기판 및 상기 제2 전극을 커버하는 보호층을 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법은 베이스 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극상에 상기 제1 전극과 대향하도록 배치된 제2 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 정공주입층을 형성하는 단계, 상기 정공주입층 상에 배치되고 제1 유기 발광층 제2 유기 발광층 및 제3 유기 발광층을 포함하는 유기 발광층을 형성하는 단계, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 제1 공진 보조층, 제2 공진 보조층, 제1 도핑층 및 제2 공진 도핑층을 포함하는 적색 보조층을 형성하는 단계 및 상기 1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 제3 공진 보조층, 제4 공진 보조층, 제3 도핑층 및 제4 도핑층을 포함하는 녹색 보조층을 형성하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 전자주입층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전자주입층과 상기 유기 발광층 사이에 배치되는 전자수송층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 유기발광 표시장치가 두 개의 도핑층을 포함하여 정공의 이동도가 향상되어 휘도가 증가하고 발광효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 단면도이다.
도 3 내지 도 12는 도 2에 도시된 유기발광 표시장치의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 14는 도 1에 도시된 유기발광 표시장치의 전압과 전류밀도 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기발광 표시장치 및 그 제조 방법에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예들에 의해 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
본 명세서에 있어서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이며, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접촉되어"있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접촉되어 있을 수도 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접촉되어"있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지는 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유기발광 표시장치는 베이스 기판(100), 버퍼층(102), 게이트 절연막(104), 층간절연막(106), 평탄절연막(108), 화소정의막(112), 박막트랜지스터(130), 제1 전극(146), 제2 전극(148), 유기 발광 소자(200) 및 보호층(150)을 포함한다.
베이스 기판(100)은 투명 절연 기판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 기판(100)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 투명 수지 기판은 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지, 술폰산계 수지 등을 포함할 수 있다.
버퍼층(102)은 베이스 기판(100) 상에 배치되고, 절연물질을 포함한다. 버퍼층(102)에 사용될 수 있는 절연물질의 예로는, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 실리콘 산탄화물(SiOxCy), 실리콘 탄질화물(SiCxNy) 등의 무기절연물질을 포함한다. 상기 무기 절연물질들은 단독으로, 서로 조합된 화합물, 혼합물, 또는 적층구조물로 사용될 수 있다. 버퍼층(102)이 적층구조물을 포함하는 경우, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막, 실리콘 산탄화막 및/또는 실리콘 탄질화막을 포함하는 다층 구조로 형성될 수 있다.
버퍼층(102)은 베이스 기판(100)으로부터 금속 원자들이나 불순물들이 확산되는 현상을 방지하며, 후속하여 액티브 패턴(132, 134, 136)을 형성하기 위한 결정화 공정 동안 열의 전달 속도를 조절하여 액티브 패턴의 전기적 특성을 향상시킨다. 또한, 버퍼층(102)은 베이스 기판(100)의 표면을 평탄화시킨다.
액티브 패턴(135)은 버퍼층(102) 상에 배치된다. 본 실시예에서, 액티브 패턴(135)은 폴리실리콘을 포함한다. 액티브 패턴(135)은 박막트랜지스터(130)의 드레인 전극(142)과 콘택되는 드레인 콘택부(132), 박막트랜지스터(130)의 소스 전극(144)과 콘택되는 소스 콘택부(136) 및 드레인 콘택부(132)와 소스 콘택부(136)의 사이에 배치되는 채널부(134)를 포함한다. 상기 액티브 패턴은 폴리실리콘을 포함하는 것으로 한정되지 않으며 다른 실시예에서, 상기 액티브 패턴(135)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
게이트 절연막(104)은 액티브 패턴(135)이 형성된 버퍼층(102) 상에 배치되어 액티브 패턴(135)을 게이트 전극(138) 및 게이트 라인(도시되지 않음)과 전기적으로 절연시킨다. 게이트 절연막(104)은 실리콘 산화물, 금속 산화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 게이트 절연막(115)을 구성하는 금속 산화물은 하프늄 산화물(HfOx), 알루미늄 산화물(AlOx), 지르코늄 산화물(ZrOx), 티타늄 산화물(TiOx), 탄탈륨 산화물(TaOx) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되거나 적층되어 사용될 수 있다. 게이트 절연막(104)은 액티브 패턴(135)은 소스 콘택부(136) 및 드레인 콘택부(132)를 노출하는 콘택홀들을 포함한다.
게이트 전극(138)은 게이트 절연막(104) 상에 배치된다. 게이트 전극(138)은 액티브 패턴(135)의 채널부(134) 상에 배치된다. 게이트 전극(138)과 소스 전극(144) 사이에 전압차가 형성되는 경우, 박막 트랜지스터(130)가 턴온되어 채널부(134)를 통하여 드레인 전극(142)으로 전류가 흐른다.
게이트 전극(138)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 게이트 전극(138)은 알루미늄(Al), 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물(AlNx), 은(Ag), 은을 함유하는 합금, 텅스텐(W), 텅스텐 질화물(WNx), 구리(Cu), 구리를 함유하는 합금, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 크롬 질화물(CrNx), 몰리브데늄(Mo), 몰리브데늄을 함유하는 합금, 티타늄(Ti), 티타늄 질화물(TiNx), 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 탄탈륨 질화물(TaNx), 네오디뮴(Nd), 스칸듐(Sc), 스트론튬 루테늄 산화물(SRO), 아연 산화물(ZnOx), 인듐 주석 산화물(ITO), 주석 산화물(SnOx), 인듐 산화물(InOx), 갈륨 산화물(GaOx), 인듐 아연 산화물(IZO) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 게이트 전극(138)은 금속막, 합금막, 금속 질화물막, 도전성 금속 산화물막 및/또는 투명 도전성 물질막을 포함하는 단층 구조 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(도시되지 않음)은 게이트 전극(138)과 동일한 층으로부터 형성되며 게이트 전극(138)에 전기적으로 연결된다.
층간절연막(106)은 게이트 전극(138) 및 게이트 라인(도시되지 않음)이 형성된 게이트 절연막(104) 상에 형성된다. 층간절연막(106)은 게이트 전극(138) 및 게이트 라인(도시되지 않음)을 소스 전극(144) 및 드레인 전극(142)과 절연시킨다.
층간 절연막(106)은 실리콘 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 층간 절연막(125)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 탄질화물, 실리콘 산탄화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 층간 절연막(106)은 액티브 패턴(135)의 소스부(136) 및 드레인부(132)를 노출하는 콘택홀들을 포함한다.
소스 전극(144) 및 드레인 전극(142)은 층간 절연막(106) 상에 형성된다. 소스 전극(144) 및 드레인 전극(142)은 상기 콘택홀들을 관통하여 액티브 패턴(132)의 소스부(136) 및 드레인부(132)에 각각 콘택된다.
소스 및 드레인 전극(144, 142)은 각기 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 소스 및 드레인 전극(144, 142)은 각기 알루미늄, 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물, 은, 은을 함유하는 합금, 텅스텐, 텅스텐 질화물, 구리, 구리를 함유하는 합금, 니켈, 크롬, 크롬 질화물, 몰리브데늄, 몰리브데늄을 함유하는 합금, 티타늄, 티타늄 질화물, 백금, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 네오디뮴, 스칸듐, 스트론튬 루테늄 산화물, 아연 산화물, 인듐 주석 산화물, 주석 산화물, 인듐 산화물, 갈륨 산화물, 인듐 아연 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
데이터 라인(도시되지 않음)은 소스 및 드레인 전극(144, 142)과 동일한 층으로부터 형성되고, 소스 전극(144)에 전기적으로 연결된다.
평탄 절연막(108)은 소스 및 드레인 전극(144, 142) 및 데이터 라인(도시되지 않음)이 형성된 층간절연막(106) 상에 형성되어 소스전극(144)을 제1 전극(146)과 절연시킨다.
평탄 절연막(108)은 유기절연물질 또는 무기절연물질을 포함한다. 예를 들면, 평탄 절연막(108)은 포토레지스트, 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 실록산계 수지, 감광성 아크릴 카르복실기를 포함하는 수지, 노볼락 수지, 알칼리 가용성 수지, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 산탄화물, 실리콘 탄질화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
평탄 절연막(108)은 드레인 전극(142)을 노출시키는 콘택홀을 포함한다.
제1 전극(146)은 화소 영역에 대응되는 평탄절연막(108) 상에 배치되고 평탄절연막(108)의 콘택홀을 통하여 드레인 전극(142)에 전기적으로 연결된다.
상기 유기 발광 표시 장치가 전면 발광 방식을 가질 경우, 제1 전극(146)은 반사성을 갖는 금속, 반사성을 갖는 합금 등을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(146)은 알루미늄, 은, 백금, 금(Au), 크롬, 텅스텐, 몰리브데늄, 티타늄, 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 이들 금속의 합금 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 전극(146)은 인듐 주석 산화물, 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 아연 산화물, 인듐 갈륨 산화물, 갈륨 산화물 등과 같은 투명 도전성 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
화소정의막(112)은 제1 전극(146)이 형성된 평탄 절연막(108) 상에 배치되어 제1 전극(146)의 일부를 노출시킨다. 화소 정의막(112)은 유기물질이나 무기 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 화소 정의막(112)은 포토레지스트, 폴리아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘 화합물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 화소 정의막(112)에 의해 제1 전극(146)이 노출된 부분에 의해 상기 유기 발광 표시 장치의 표시 영역과 비표시 영역이 정의될 수 있다. 예를 들면, 화소 정의막(112)에 의해 제1 전극(146)이 노출된 부분이 위치하는 부분이 상기 표시 영역에 해당될 수 있다.
유기 발광 소자(200)는 화소 정의막(112)에 의해 노출된 제1 전극(146) 상에 배치되고, 제2 전극은 유기 발광 소자(200) 및 화소정의막(112)을 커버한다.
상기 유기 발광 표시 장치가 전면 발광 방식을 가질 경우, 제2 전극(148)은 인듐 주석 산화물, 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 아연 산화물, 인듐 갈륨 산화물, 갈륨 산화물 등과 같은 투명 도전성 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 유기 발광 소자(200)는 전자주입층(202), 전자수송층(204), 정공주입층(206), 정공수송층(208), 유기 발광층(210), 적색 보조층(220) 및 녹색 보조층(230)을 포함한다.
상기 정공주입층(206)은 상기 제1 전극(146) 상에 배치된다. 정공주입층(206)은 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, 스타버스트(Starburst)형 아민류인 티씨티에이(TCTA), 엠-엠티이에이티에이(m-MTDATA), 엠-엠티디에이피비(m-MTDAPB) 등을 포함할 수 있다. 상기 정공주입층(206)은 상기 제1 전극(146)으로부터 제공되는 정공이 보다 효율적으로 이동하도록 하여 유기발광소자(200)의 전기적 특성을 향상시킨다.
상기 정공수송층(208)은 상기 정공주입층(206) 상에 배치된다. 상기 정공수송층(208)은 N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPC), N, N'-디(나프탈렌-1-일)-N, N'-디페닐 벤지딘(α-NPD) 등을 포함할 수 있다. 상기 정공수송층(208)은 상기 정공주입층(210)을 통하여 제공된 정공이 발광층(206)으로 이동하는 특성을 향상시킨다.
상기 유기 발광층(210)은 정공수송층(208) 상에 배치된다. 상기 유기 발광층(210)은 제1 유기 발광층(211), 제2 유기 발광층(212) 및 제3 유기 발광층(213)을 포함한다. 상기 제1 유기 발광층(211)은 청색 가시광선을 발광하고, 상기 제2 유기 발광층(212)은 적색 가시광선을 발광하고, 상기 제3 유기 발광층(213)은 녹색 가시광선을 발광할 수 있다.
상기 제1 유기 발광층(211)은 상기 제1 서브 화소영역(SP1), 제2 서브 화소영역(SP2) 및 제3 서브 화소 영역(SP3)에 걸쳐 공통으로 배치된다. 상기 제1 유기 발광층(211)은 청색 가시광선을 발광하고, 청색 발광 재료인 옥사디아졸 다이머 염료 (oxadiazoledimer dyes (Bis-DAPOXP)), 스피로 화합물 (spiro compounds) (Spiro-DPVBi, Spiro-6P), 트리아릴아민 화합물(triarylamine compounds), 비스(스티릴)아민 (bis(styryl)amine)(DPVBi, DSA), 4,4'-비스(9-에틸-3-카바조비닐렌)-1,1'-비페닐 (BCzVBi), 페릴렌 (perylene), 2,5,8,11-테트라-tert-부틸페릴렌(TPBe), 9H-카바졸-3,3'-(1,4-페닐렌-디-2,1-에텐-디일)비스[9-에틸-(9C)] (BCzVB), 4,4-비스[4-(디-p-톨일아미노)스티릴]비페닐(DPAVBi), 4-(디-p-톨일아미노)-4'-[(디-p-톨일아미노)스티릴]스틸벤 (DPAVB), 4,4'-비스[4-(디페닐아미노)스티릴]비페닐 (BDAVBi), 비스(3,5-디플루오로-2-(2-피리딜)페닐-(2-카르복시피리딜)이리듐 III (FIrPic) 등을 포함할 수 있고, 그 외에 폴리플루오렌계 고분자, 폴리비닐계 고분자 등과 같은 고분자 발광 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 유기발광층(212)은 상기 제1 서브 화소 영역(SP1)에 배치된다. 상기 제2 유기발광층(212)은 적색 가시 광선을 발광하고, 적색 발광 재료인 테트라페닐나프타센 (Tetraphenylnaphthacene) (루브린: Rubrene), 트리스(1-페닐이소퀴놀린)이리듐(III)(Ir(piq)3),비스(2-벤조[b]티오펜-2-일-피리딘) (아세틸아세토네이트)이리듐(III) (Ir(btp)2(acac)), 트리스(디벤조일메탄) 펜안트롤린유로퓸(III)(Eu(dbm)3(phen)),트리스[4,4'-디-tert-부틸-(2,2')-비피리딘] 루테늄(III)착물(Ru(dtbbpy)3*2(PF6)), DCM1, DCM2, Eu(삼불화테노일아세톤 : thenoyltrifluoroacetone)3 (Eu(TTA)3, 부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸 줄로리딜-9-에닐)-4H-피란)(butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran: DCJTB) 등을 포함할 수 있고, 그 외에 폴리플루오렌계 고분자, 폴리비닐계 고분자 등과 같은 고분자 발광 물질을 포함할 수 있다.
상기 제3 유기 발광층(213)은 상기 제2 서브화소 영역(SP2)에 배치된다. 상기 제3 유기 발광층(213)은 녹색 가시 광선을 발광하고, 녹색 발광 재료인 3-(2-벤조티아졸일)-7-(디에틸아미노) 쿠마린(Coumarin 6) 2, 3, 6, 7-테트라히드로-1, 1, 7, 7,-테트라메틸-1H,5H,11H-10-(2벤조티아졸일)퀴놀리지노-[9,9a,1gh]쿠마린 (C545T), N,N'-디메틸퀸아크리돈(DMQA),트리스(2-페닐피리딘)이리듐(III)(Ir(ppy)3) 등을 포함할 수 있고, 그 외에 폴리플루오렌계 고분자, 폴리비닐계 고분자 등과 같은 고분자 발광 물질을 포함할 수 있다.
상기 전자수송층(204)은 상기 유기 발광층(210) 상에 배치된다. 상기 제1 유기 발광층(211) 상에 상기 적색 보조층(220), 상기 녹색 보조층(230), 상기 제2 유기 발광층(212) 및 상기 제3 유기 발광층(213)이 배치된 후, 상기 유기 전자 수송층(204)이 배치된다. 상기 전자수송층(204)은 Alq3을 포함할 수 있다. 상기 전자수송층(204)은 전자주입층(202)으로부터 제공받은 전자가 상기 유기 발광층(210)으로 용이하게 이동하도록 한다.
상기 전자주입층(202)은 상기 전자수송층(204) 상에 배치된다. 상기 전자주입층(202)은 PBD, PF-6P, PyPySPyPy, LiF, NaCl, CaF, Li2O, BaO, Liq 등을 포함할 수 있다. 상기 전자주입층(202)은 상기 제2 전극(148)으로부터 전자를 잡아당겨서 전자가 상기 전자수송층(204)으로 보다 용이하게 제공되도록 한다.
상기 정공주입층(206), 정공수송층(208), 전자수송층(204) 및 전자주입층(202)은 유기 발광 소자(200)의 전기적 특성을 향상시켜서 유기발광소자(200)의 휘도를 향상시키고 소비전력을 감소시키며 상기 유기 발광층(210)의 수명을 연장시킨다.
다른 실시예에서, 상기 정공주입층(206), 정공수송층(208) 및 전자수송층(204)의 하나 이상의 층은 필요에 따라 생략될 수 있다.
상기 제2 전극(148)은 유기 발광 소자(200) 상에 배치된다. 상기 제2 전극(148)은 인듐 주석 산화물, 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 아연 산화물, 인듐 갈륨 산화물, 갈륨 산화물 등과 같은 투명 도전성 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 전극(148)은 알루미늄, 은, 백금, 금(Au), 크롬, 텅스텐, 몰리브데늄, 티타늄, 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 이들 금속의 합금 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 보호층(150)은 상기 제2 전극(148) 상에 배치된다. 일 실시예에서, 보호층(150)은 포토레지스트, 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 실록산계 수지 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 보호층(150)은 투명 절연 기판을 포함할 수 있다. 상기 보호층(150)에 사용될 수 있는 투명절연기판은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등을 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 9는 도 2에 도시된 유기발광 표시장치의 제조방법을 나타내는 단면도들이다. 도 3은 제1 전극(146) 상에 정공주입층(206)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 전극(146) 상에 정공주입층(206)을 형성한다. 본 실시예에서, 프탈로시아닌 화합물, 티씨티에이(TCTA), 엠-엠티이에이티에이(m-MTDATA), 엠-엠티디에이피비(m-MTDAPB) 등의 물질을 이용하여 정공주입층(206)의 성막공정을 수행한다. 상기 정공주입층(206)의 성막공정은 증착, 마스크 성막, 포토레지스트 공정, 프린팅, 잉크젯 등의 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 증착은 스퍼터링 공정, 화학기상증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공증착 공정, 원자층 적층 공정 등을 포함한다. 예를 들어, 상기 마스크 성막을 이용하여 정공주입층(206)을 형성하는 경우, 상기 제1 전극(146)이 형성된 기판 상에 제1 전극(146)을 노출하는 마스크를 배열하고, 가열, 스퍼터링 등의 방법을 통하여 공급된 원료물질이 마스크의 개구부를 통하여 제1 전극(146) 상에 직접 성막되도록 한다.
도 4는 도 3에 도시된 상기 정공주입층(206) 상에 정공수송층(208)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 정공주입층(206) 상에 정공수송층(208)을 형성한다. 본 실시예에서, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPC), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD) 등의 물질을 이용하여 정공수송층(208)의 성막공정을 수행한다. 상기 정공수송층(208)의 성막공정은 증착, 마스크 성막, 포토레지스트 공정, 프린팅, 잉크젯 등의 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 증착은 스퍼터링 공정, 화학기상증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공증착 공정, 원자층 적층 공정 등을 포함한다. 본 실시예에서, 정공수송층(208)은 마스크 성막을 이용하여 형성된다.
도 5는 도 4에 도시된 정공수송층(208) 상에 제1 유기 발광층(211)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 정공수송층(208) 상에 제1 유기 발광층(211)을 형성한다. 본 실시예에서, 청색 발광 물질을 이용하여 상기 제1 유기 발광층(211)의 성막공정을 수행한다. 제1 유기 발광층(211)의 성막공정은 증착, 마스크 성막, 포토레지스트 공정, 프린팅, 잉크젯 등의 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 증착은 스퍼터링 공정, 화학기상증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공증착 공정, 원자층 적층 공정 등을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제1 유기 발광층(211)은 마스크 성막을 이용하여 형성된다. 다른 실시예에서, 제1 유기 발광층(211)은 서로 다른 물질들을 적층하는 구조로 성막될 수도 있다.
도6은 도 5에 도시된 제1 유기 발광층(211) 상에 적색 보조층(220)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 적색 보조층(220)은 상기 제1 서브 화소영역(SP1)에형성된다. 상기 제1 유기 발광층(211) 상에 제1 도핑층(221)을 형성한다. 상기 제1 도핑층(221)은 P형 도펀트(dopant) 물질로 도핑된 층이다. 상기 제1 도핑층(221)은 일반적인 상기 정공 주입층(206)의 형성 물질과 동일한 물질로 형성하고, 도펀트로는 F4-TCNQ, FECL3 등의 물질을 사용한다.
상기 제1 도핑층(221) 상에 제1 공진 보조층(222)을 형성한다. 공진 보조층은 유기 발광층에서 발생된 광을 공진 시키기 위한 층이다. 상기 제1 공진 보조층(222)은 Ag, MgAg 등의 반사율이 높은 금속 또는 합금과 SiN, SiO, TiO2, Ta2O5, ITO, IZO 등의 광로 조정을 위한 물질들로 구성될 수 있다.
상기 제1 공진 보조층(222) 상에 제2 도핑층(223)이 형성된다. 상기 제2 도핑층(223)은 P형 도펀트(dopant) 물질로 도핑된 층이다. 상기 제2 도핑층(223)은 일반적인 상기 정공 주입층(206)의 형성 물질과 동일한 물질로 형성하고, 도펀트로는 F4-TCNQ, FECL3 등의 물질을 사용한다.
상기 제2 도핑층(223) 상에 제2 공진 보조층(224)이 형성된다. 공진 보조층은 유기 발광층에서 발생된 광을 공진 시키기 위한 층이다. 상기 제2 공진 보조층(224)은 Ag, MgAg 등의 반사율이 높은 금속 또는 합금과 SiN, SiO, TiO2, Ta2O5, ITO, IZO 등의 광로 조정을 위한 물질들로 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제1 공진 보조층(222)의 두께와 상기 제2 공진 보조층(224)의 두께의 비는 2:1로 형성될 수 있다. 또한 본 실시예에서, 상기 제1 도핑층(221)의 두께와 상기 제2 도핑층(223)의 두께의 비는 1:2로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1 공진 보조층(222)의 두께와 상기 제2 공진 보조층(224)의 두께의 비는 2:1과 다른 값을 갖도록 형성될 수 있다. 또한 다른 실시예에서, 상기 제1 도핑층(221)의 두께와 상기 제2 도핑층(223)의 두께의 비는 1:2와 다른 값을 같도록 형성될 수 있다.
상기 제1 도핑층(221), 상기 제1 공진 보조층(222), 상기 제2 도핑층(223) 및 상기 제2 공진 보조층(224)을 포함하는 적색 보조층(220)은 레이저 열 전사 공정(Laser Induced Thermal Imaging; LITI) 에 의해 형성될 수 있다. 상기 적색 보조층(220)은 레이저 열 전사 공정으로 형성되므로 상기 제1 유기 발광층(211)과의 접착력이 증가되어 전사 품질이 향상될 수 있다.
도 7은 도6의 적색 보조층(220) 상에 제2 유기 발광층(212)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 제2 공진 보조층(224) 상에 제2 유기 발광층(212)을 형성한다. 본 실시예에서, 적색 발광 물질을 이용하여 상기 제2 유기 발광층(212)의 성막공정을 수행한다. 제2 유기 발광층(212)의 성막공정은 증착, 마스크 성막, 포토레지스트 공정, 프린팅, 잉크젯 등의 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 증착은 스퍼터링 공정, 화학기상증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공증착 공정, 원자층 적층 공정 등을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제2 유기 발광층(212)은 마스크 성막을 이용하여 형성된다. 다른 실시예에서, 제2 유기 발광층(212)은 서로 다른 물질들을 적층하는 구조로 성막될 수도 있다.
도 8은 도 7에 도시된 제1 유기 발광층(211) 상에 녹색 보조층(230)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 상기 녹색 보조층(230)은 상기 제2 서브 화소영역(SP2)에형성된다. 상기 제1 유기 발광층(211) 상에 제3 도핑층(231)을 형성한다. 상기 제3 도핑층(231)은 P형 도펀트(dopant) 물질로 도핑된 층이다. 상기 제3 도핑층(231)은 일반적인 상기 정공 주입층(206)의 형성 물질과 동일한 물질로 형성하고, 도펀트로는 F4-TCNQ, FECL3 등의 물질을 사용한다.
상기 제3 도핑층(231) 상에 제3 공진 보조층(232)을 형성한다. 공진 보조층은 유기 발광층에서 발생된 광을 공진 시키기 위한 층이다. 상기 제3 공진 보조층(232)은 Ag, MgAg 등의 반사율이 높은 금속 또는 합금과 SiN, SiO, TiO2, Ta2O5, ITO, IZO 등의 광로 조정을 위한 물질들로 구성될 수 있다.
상기 제3 공진 보조층(232) 상에 제4 도핑층(233)이 형성된다. 상기 제4 도핑층(233)은 P형 도펀트(dopant) 물질로 도핑된 층이다. 상기 제4 도핑층(233)은 일반적인 상기 정공 주입층(206)의 형성 물질과 동일한 물질로 형성하고, 도펀트로는 F4-TCNQ, FECL3 등의 물질을 사용한다.
상기 제4 도핑층(233) 상에 제4 공진 보조층(234)이 형성된다. 공진 보조층은 유기 발광층에서 발생된 광을 공진 시키기 위한 층이다. 상기 제4 공진 보조층(234)은 Ag, MgAg 등의 반사율이 높은 금속 또는 합금과 SiN, SiO, TiO2, Ta2O5, ITO, IZO 등의 광로 조정을 위한 물질들로 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제3 공진 보조층(232)의 두께와 상기 제4 공진 보조층(234)의 두께의 비는 2:1로 형성될 수 있다. 또한 본 실시예에서, 상기 제3 도핑층(231)의 두께와 상기 제4 도핑층(233)의 두께의 비는 1:2로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제3 공진 보조층(232)의 두께와 상기 제4 공진 보조층(234)의 두께의 비는 2:1과 다른 값을 갖도록 형성될 수 있다. 또한 다른 실시예에서, 상기 제3 도핑층(231)의 두께와 상기 제4 도핑층(233)의 두께의 비는 1:2와 다른 값을 같도록 형성될 수 있다.
상기 제3 도핑층(231), 상기 제3 공진 보조층(232), 상기 제4 도핑층(233) 및 상기 제4 공진 보조층(234)을 포함하는 녹색 보조층(230)은 레이저 열 전사 공정(Laser Induced Thermal Imaging; LITI) 에 의해 형성될 수 있다. 상기 녹색 보조층(230)은 레이저 열 전사 공정으로 형성되므로 상기 제1 유기 발광층(211)과의 접착력이 증가되어 전사 품질이 향상될 수 있다.
도 9는 도 8의 녹색 보조층(230) 상에 제3 유기 발광층(213)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 제4 공진 보조층(234) 상에 제3 유기 발광층(213)을 형성한다. 본 실시예에서, 녹색 발광 물질을 이용하여 상기 제3 유기 발광층(213)의 성막공정을 수행한다. 제3 유기 발광층(213)의 성막공정은 증착, 마스크 성막, 포토레지스트 공정, 프린팅, 잉크젯 등의 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 증착은 스퍼터링 공정, 화학기상증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공증착 공정, 원자층 적층 공정 등을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제3 유기 발광층(213)은 마스크 성막을 이용하여 형성된다. 다른 실시예에서, 제3 유기 발광층(213)은 서로 다른 물질들을 적층하는 구조로 성막될 수도 있다.
도 10은 도 9에 도시된 유기 발광층(210) 상에 전자수송층(204)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 상기 유기 발광층(210) 상에 전자수송층(204)을 형성한다. 본 실시예에서, 상기 전자수송층(204)은 증착, 마스크 성막, 포토레지스트 공정, 프린팅, 잉크젯 등의 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 증착은 스퍼터링 공정, 화학기상증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공증착 공정, 원자층 적층 공정 등을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 유기 발광층(210)은 마스크 성막을 이용하여 형성된다.
도 11은 도 10에 도시된 전자수송층(204) 상에 전자주입층(202)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
도 11을 참조하면, 전자수송층(204) 상에 전자주입층(202)을 형성한다. 본 실시예에서, PBD, PF-6P, PyPySPyPy, LiF, NaCl, CaF, Li2O, BaO, Liq 등의 원료물질을 이용하여 전자주입층(202)의 성막공정을 수행한다. 전자주입층(202)의 성막공정은 증착, 마스크 성막, 포토레지스트 공정, 프린팅, 잉크젯 등의 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 증착은 스퍼터링 공정, 화학기상증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공증착 공정, 원자층 적층 공정 등을 포함한다. 본 실시예에서, 전자주입층(202)의 성막공정은 마스크 성막을 이용하여 형성된다.
도 12는 도 11에 도시된 전자 주입층(202) 상에 제2 전극(148)을 형성하는 단계를 나타내는 단면도이다.
도 12를 참조하면, 전자 주입층(202) 상에 도전성 물질을 포함하는 제2 전극(148)을 형성한다. 제2 전극(148)은 도전성 물질을 증착, 마스크 성막, 포토레지스트 공정, 프린팅, 잉크젯 등의 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 증착은 스퍼터링 공정, 화학기상증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공증착 공정, 원자층 적층 공정 등을 포함한다. 본 실시예에서, 유기발광 표시장치는 전면발광형이고, 제1 전극(146)은 반사율이 높은 물질을 포함하며, 제2 전극(148)은 투명한 물질을 포함한다. 다른 실시예에서, 유기발광 표시장치는 후면 발광형이고, 제1 전극(146)이 투명한 물질을 포함하며, 제2 전극(148)이 반사율이 높은 물질을 포함할 수도 있다.
상기와 같은 본 실시예에 따르면, P형 도펀트를 보조층에 도핑하여 계면을 구성하였고, 보조층 몸체에 도핑층을 하나 더 구성하여, 제1 유기 발광층(211)과 공진 보조층 사이의 계면에서 정공의 이동도를 증가시키고, 또한 보조층 몸체에서 정공의 이동도를 증가시킬 수 있다. 따라서 유기 발광 구조물(200)의 전기적 특성이 향상되어, 휘도가 향상되고 전력소모가 감소한다.
또한, 두 개의 도핑층 구조를 가지므로, 제조공정이 단순하고 제조비용이 저렴하다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 단면도이다. 본 실시예에서, 정공주입층과 정공수송층을 구분하지 않는 것을 제외한 나머지 구성요소들은 도 1 내지 도 9에 도시된 실시예와 동일하므로 동일한 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
도 1 및 도 13을 참조하면, 유기발광 표시장치는 베이스 기판(100), 버퍼층(102), 게이트 절연막(104), 층간절연막(106), 평탄절연막(108), 화소정의막(112), 박막트랜지스터(130), 제1 전극(146), 제2 전극(148), 유기 발광 소자(310) 및 보호층(150)을 포함한다.
도 13을 다시 참조하면, 유기 발광 소자(315)는 제1 전극(146)과 제2 전극(148)의 사이에 배치된다.
유기 발광 소자(315)는 전자주입층(202), 전자수송층(204), 유기 발광층(210), 정공주입층(306)을 포함한다.
정공주입층(306) 및 유기 발광층(210)은 제1 전극(146) 상에 적층된다. 상기 정공주입층(306)은 제1 전극(146) 상에 배치된다. 상기 정공주입층(306)은 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, 스타버스트(Starburst)형 아민류인 티씨티에이(TCTA), 엠-엠티이에이티에이(m-MTDATA), 엠-엠티디에이피비(m-MTDAPB) 등과 같이 도 2의 정공주입층(210)에 포함되는 물질이나, N, N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPC), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD) 등과 같이 도 2의 정공수송층(208)에 포함되는 물질을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
본 실시예에서, 유기 발광 소자(315)의 제조공정은 정공주입층(306)을 형성하는 단계를 제외한 나머지 구성요소는 도 5내지 도 9에 도시된 단계들과 동일하므로 동일한 단계에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
제1 전극(146) 상에 정공주입층(306)을 형성한다. 상기 정공주입층(306)의 성막공정은 증착, 마스크 성막, 포토레지스트 공정, 프린팅, 잉크젯 등의 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 증착은 스퍼터링 공정, 화학기상증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 진공증착 공정, 원자층 적층 공정 등을 포함한다. 본 실시예에서, 정공주입층(306)의 성막공정은 마스크 성막을 이용하여 형성된다.
이어서 정공주입층(306) 상에 유기 발광층(210), 전자수송층(204) 및 전자주입층(202)을 적층한다.
이후에, 상기 전자주입층(202) 상에 제2 전극(148)을 형성한다.
상기와 같은 본 실시예에 따르면, 정공수송층(도 2의 208) 및 정공주입층(도 2의 206)을 별도로 형성하지 않고 하나의 정공주입층(306)으로 형성하여, 제조공정이 단순해지고 제조비용이 감소된다.
도 14는 도 1에 도시된 유기발광 표시장치의 전압과 전류밀도 사이의 관계를나타내는 그래프이다. 그래프의 가로축은 전류밀도를 나타내고, 세로축은 전압을 나타낸다.
도 14를 참조하면, 실험은 종래 기술인 보조층에 전하발생층(charge Generation Layer; CGL)을 포함하는 경우 및 보조층에 하나의 P 도핑층을 포함하는 경우와 본 발명의 일실시예인 보조층에 두 개의 P 도핑층을 포함하는 경우와 비교하여 수행되었다. 본 발명의 실시예에 따라 제안된 소자 구조는 아래 부분 P 도핑 영역을 5nm, 윗부분 P 도핑 영역을 10nm로 제작하였으며, 아래 부분 공진 보조층 단일막의 두께를 윗부분 공진 보조층 단일막의 두께의 2배가 되도록 증착하였고, 유기막을 레이저 열전사 공정으로 전사하여 제작하였다. 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 도핑층을 포함하는 경우는 도핑층을 적용한 경우 누설전류가 감소하는 결과를 나타낸다.
[표 1]은 CGL 적용 소자, 하나의 P 도핑층을 적용한 소자 및 두 개의 P 도핑층을 적용한 소자의 구동전압과 효율을 나타낸다.
구조
 구동전압 효율 x색좌표 y색좌표
CGL
 7.0 42 0.664 0.336
하나의 P도핑층 적용소자 6.5 45 0.662 0.337
두개의 P도핑층 적용소자 6.5 55 0.661 0.338
[표 1]을 참조하면, 두 개의 P 도핑층을 적용한 소자의 경우 CGL 적용 소자에 비해 구동전압이 0.5V 개선되며, 효율을 30% 향상시키는 결과를 보인다. 두 개의 P 도핑층을 구성하여, 제1 유기 발광층(211)과 공진 보조층 사이의 계면에서 정공의 이동도를 증가시키고, 보조층 내에서도 정공의 이동도가 향상되기 때문이다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 특허 청구 범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, P형 도펀트를 보조층에 도핑하여 계면을 구성하였고, 보조층 몸체에 도핑층을 하나 더 구성하여, 제1 유기 발광층(211)과 공진 보조층 사이의 계면에서 정공의 이동도를 증가시키고, 또한 보조층 몸체에서 정공의 이동도를 증가시킬 수 있다. 따라서 유기 발광 구조물(200)의 전기적 특성이 향상되어, 휘도가 향상되고 전력소모가 감소한다.
또한, 두 개의 도핑층 구조를 가지므로, 제조공정이 단순하고 제조비용이 저렴하다.
100：베이스 기판 102：버퍼층
104：게이트 절연막 106：층간 절연막
108：평탄절연막 112：화소정의막(뱅크)
130: 박막트랜지스터 138：게이트 전극
142：드레인 전극 144：소스 전극
146：제1 전극 148：제2 전극
150：보호층 200：유기 발광 구조물
202: 전자주입층 204: 전자수송층
206: 정공주입층 208 : 정공수송층
210: 유기 발광층 220 : 적색 보조층
230: 녹색 보조층

Claims (19)

  1. 제1 서브 화소 영역, 제2 서브 화소 영역 및 제3 서브 화소 영역을 포함하는 유기 발광 표시장치에 있어서,
    제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 상기 제1 전극과 대향하도록 배치된 제2 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되고 제1 유기 발광층, 제2 유기 발광층 및 제3 유기 발광층을 포함하는 유기 발광층;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 순차적으로 적층된 제1 도핑층, 제1 공진 보조층, 제2 도핑층 및 제2 공진 보조층을 포함하는 적색 보조층;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 적색 보조층과 이격되도록 배치되고 순차적으로 적층된 제3 도핑층, 제3 공진 보조층, 제4 도핑층 및 제4 공진 보조층을 포함하는 녹색 보조층; 및
    상기 제1 전극과 상기 유기 발광층 사이에 배치되는 정공주입층을 포함하고,
    상기 제1 도핑층, 상기 제2 도핑층, 상기 제3 도핑층 및 상기 제4 도핑층은 상기 정공주입층과 동일한 물질을 포함하는 유기발광 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 전자주입층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전자주입층과 상기 유기 발광층 사이에 배치되는 전자수송층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 정공주입층과 상기 유기 발광층 사이에 배치되는 정공수송층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 유기 발광층은 청색 가시광선을 발광하고, 상기 제2 유기 발광층은 적색 가시광선을 발광하고, 상기 제3 유기 발광층은 녹색 가시광선을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 유기 발광층은 상기 제1 서브 화소영역, 제2 서브 화소영역 및 제3 서브 화소 영역에 공통으로 배치되고, 상기 제2 유기 발광층은 상기 제1 서브 화소 영역에 배치되고, 상기 제3 유기 발광층은 상기 제2 서브 화소 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 적색 보조층은 상기 제1 유기 발광층과 상기 제2 유기 발광층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  8. 제7항에 있어서, 제1 도핑층은 상기 제1 유기 발광층과 접하도록 배치되며, 제2 도핑층은 상기 제1 공진 보조층과 상기 제2 공진 보조층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  9. 제7항에 있어서, 제1 공진 보조층의 두께는 제2 공진 보조층의 두께의2배인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  10. 제7항에 있어서, 제2 도핑층의 두께는 제1 도핑층의 두께의 2배인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 녹색 보조층은 상기 제1 유기 발광층 및 상기 제3 유기 발광층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 제3 도핑층은 상기 제1 유기 발광층과 접하도록 배치되며, 제4 도핑층은 상기 제3 공진 보조층과 상기 제4 공진 보조층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  13. 제11항에 있어서, 제3 공진 보조층의 두께는 제4 공진 보조층의 두께의2배인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  14. 제11항에 있어서, 제3 도핑층의 두께는 제4 도핑층의 두께의 2배인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극에 연결되는 박막 트랜지스터;
    상기 박막트랜지스터를 지지하는 베이스 기판; 및
    상기 제2 전극을 커버하는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  16. 베이스 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 배치되고 제1 유기 발광층 제2 유기 발광층 및 제3 유기 발광층을 포함하는 유기 발광층을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 배치되고 순차적으로 적층된 제1 도핑층, 제1 공진 보조층, 제2 도핑층 및 제2 공진 보조층을 포함하는 적색 보조층을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 상기 적색 보조층과 이격되도록 배치되고 순차적으로 적층된 제3 도핑층, 제3 공진 보조층, 제4 도핑층 및 제4 공진 보조층을 포함하는 녹색 보조층을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극상에 상기 제1 전극과 대향하도록 배치된 제2 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 전극과 상기 유기 발광층 사이에 배치되는 정공주입층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 도핑층, 상기 제2 도핑층, 상기 제3 도핑층 및 상기 제4 도핑층은 상기 정공주입층과 동일한 물질을 포함하는 유기발광 표시장치의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 전자주입층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전자주입층과 상기 유기 발광층 사이에 배치되는 전자수송층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치의 제조방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 정공주입층과 상기 유기 발광층 사이에 배치되는 정공수송층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치의 제조방법.
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