KR102050483B1 - 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막의 불균일을 해소하여 박막의 평탄도를 높이기 위한 유기발광 디스플레이 장치를 위하여, 기판, 상기 기판상에 배치되는 화소전극, 상기 화소전극의 가장자리를 덮되 가장자리의 적어도 제1부분이 노출되도록 덮는 화소정의막, 상기 화소전극의 중앙부 및 상기 제1부분을 덮도록 상기 화소전극 상에 배치되는 제1중간층, 상기 제1중간층의 적어도 상기 제1부분에 대응하는 부분을 덮도록 상기 제1중간층 상에 배치되는 보조절연막, 화소전극의 중앙부에 대응하도록 상기 제1중간층 상에 배치되는 발광층 및 상기 중간층을 사이에 두고 상기 화소전극에 대향하는 대향전극을 구비하는, 유기발광 디스플레이 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 박막의 불균일을 해소하여 박막을 평탄화하게 하기 위한 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치들 중 유기 발광 디스플레이 장치는, 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
유기발광 디스플레이 장치는 서로 대향된 제1전극과 제2전극 사이에 발광층을 포함하는 중간층이 개재된 구성을 갖는다. 이때 중간층은 여러 방법으로 형성될 수 있는데, 그 중 한 방법이 스핀 코팅이다. 스핀 코팅을 이용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 제작할 경우, 중간층 등이 형성될 기판에 형성될 중간층 등의 잉크를 떨어뜨린 후 기판을 회전시켜 잉크가 퍼지게 하는 방법을 이용해 중간층 등을 형성한다.
그러나 이러한 종래의 스핀코팅법을 이용하여 유기발광 디스플레이 장치의 중간층 등을 형성할 경우에는 픽셀부의 박막의 불균일이 발생하는 문제점이 있었다.
즉, 제1전극을 덮도록 절연층을 형성하고 제1전극의 적어도 중앙부가 노출되도록 이 절연층에 소정의 개구를 형성하여 화소정의막(PDL)을 형성한 후, 개구에 의해 외부로 노출된 제1전극 상에 발광층을 포함한 중간층 및 제2전극이 차례로 형성된다. 따라서, 화소정의막의 소정의 개구부에 의해 노출된 제1전극 상에 중간층 형성용 물질을 포함하는 잉크를 떨어뜨린 후 기판을 회전시켜 잉크를 퍼지게 할 경우, 화소정의막의 에지 부분에서 잉크가 뭉치게 되어 박막의 불균일 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 박막의 불균일을 해소하여 박막을 평탄화하게 하기 위한 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판, 상기 기판상에 배치되는 화소전극, 상기 화소전극의 가장자리를 덮되 가장자리의 적어도 제1부분이 노출되도록 덮는 화소정의막, 상기 화소전극의 중앙부 및 상기 제1부분을 덮도록 상기 화소전극 상에 배치되는 제1중간층, 상기 제1중간층의 적어도 상기 제1부분에 대응하는 부분을 덮도록 상기 제1중간층 상에 배치되는 보조절연막, 화소전극의 중앙부에 대응하도록 상기 제1중간층 상에 배치되는 발광층 및 상기 중간층을 사이에 두고 상기 화소전극에 대향하는 대향전극을 구비하는, 유기발광 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 보조절연막과 발광층은 동일한 단차를 갖고, 상기 발광층 및 상기 제1부분을 덮도록 상기 발광층 상에 배치되는 제2중간층을 더 포함할 수 있다.
상기 화소정의막은 상기 화소전극의 중앙부를 노출시키는 픽셀부와 상기 화소전극의 상기 제1부분을 노출시키는 유로부를 갖을 수 있다.
상기 화소전극에 인접한 인접화소전극을 더 구비하고, 상기 유로부는 상기 화소전극의 중앙부와 상기 인접화소전극의 중앙부를 연결할 수 있다.
상기 유로부는 곡선 형태로 휘어진 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 보조절연막은 상기 화소정의막의 픽셀부를 노출시키는 개구부를 갖을 수 있다.
상기 보조절연막의 개구부는 상기 화소정의막의 픽셀부와 동일한 내측면을 갖을 수 있다.
상기 화소정의막은 상기 화소전극의 제2부분, 제3부분 및 제4부분을 더 노출시킬 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 기판 상에 화소전극을 형성하는 단계, 화소전극의 가장자리를 덮되 가장자리의 적어도 제1부분이 노출되도록 화소정의막을 형성하는 단계, 화소전극의 중앙부 및 제1부분을 덮도록 화소전극 상에 배치되는 제1중간층을 형성하는 단계, 제1중간층의 적어도 제1부분에 대응하는 부분을 덮도록 제1중간층 상에 배치되는 보조절연막을 형성하는 단계, 화소전극의 중앙부에 대응하도록 제1중간층 상에 배치되는 발광층을 형성하는 단계 및 중간층을 사이에 두고 화소전극에 대향하는 대향전극을 형성하는 단계를 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법이 제공된다.
보조절연막과 발광층은 동일한 단차를 갖고, 발광층 및 제1부분을 덮도록 발광층 상에 배치되는 제2중간층 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 화소정의막을 형성하는 단계는, 화소전극의 중앙부를 노출시키는 픽셀부와 화소전극의 상기 제1부분을 노출시키는 유로부를 형성하는 단계일 수 있다.
상기 화소정의막을 형성하는 단계는, 화소전극에 인접한 인접화소전극을 더 형성하고, 유로부는 화소전극의 중앙부와 인접화소전극의 중앙부를 연결할 수 있다.
상기 중간층을 형성하는 단계는 스핀코팅법에 의해 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
유로부는 스핀코팅법에 의해 중간층이 코팅되는 방향을 따라 곡선 형태로 휘어지도록 형성될 수 있다.
상기 보조절연막을 형성하는 단계는, 화소정의막의 픽셀부를 노출시키는 개구부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보조절연막을 형성하는 단계는, 화소정의막의 중앙부를 노출시키는 픽셀부와 절연층의 개구부가 동일한 내측면을 갖도록 절연층을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 화소정의막을 형성하는 단계는 화소전극의 제2부분, 제3부분 및 제4부분을 더 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 기판, 상기 기판상에 배치되는 복수개의 화소전극들, 상기 복수개의 화소전극들 각각의 가장자리의 일부분을 덮도록 배치된 복수개의 아일랜드들의 화소정의막, 상기 복수개의 화소전극들 및 상기 화소정의막의 복수개의 아일랜드들 사이에 배치되는 제1중간층, 적어도 상기 화소정의막의 복수개의 아일랜드들 사이에 대응하도록, 상기 제1중간층 상에 배치되는 보조절연막,상기 복수개의 화소전극들 각각의 중앙부에 대응하도록 상기 제1중간층 상에 배치되는 발광층, 상기 중간층을 사이에 두고 상기 화소전극에 대향하는 대향전극을 구비하는, 유기발광 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 보조절연막과 발광층은 동일한 단차를 갖고, 상기 발광층 및 상기 제1부분을 덮도록 상기 발광층 상에 배치되는 제2중간층을 더 포함할 수 있다.
상기 화소정의막은 육각형 형태를 가질 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 박막의 불균일을 해소하여 박막을 평탄화하게 하기 위한 유기발광 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기발광 디스플레이 장치의 픽셀부 하나를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1의 화소부를 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1의 화소부를 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 화소부 하나의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 화소부 하나의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 복수개의 화소부들을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7은 도 1 등의 방식으로 제조된 유기발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 화소부를 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1의 화소부를 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 화소부 하나의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 화소부 하나의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 복수개의 화소부들을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7은 도 1 등의 방식으로 제조된 유기발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
한편, 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 화소부(1) 하나를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 2는 도 1의 화소부(1)를 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이며, 도 3은 도 1의 화소부(1)를 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 참고로 도 1에서는 도시의 편의를 위해 도 2 및 도 3에 도시된 구성요소들 중 일부를 생략하였다. 예컨대 도 1에서는 편의상 화소전극(10)과 화소정의막(20)만을 도시한 것으로 이해될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치는 기판(2) 상에 배치되는 화소전극(10), 화소정의막(20), 제1중간층(31), 보조절연막(15), 발광층(32) 및 대향전극(40)을 구비한다.
기판(2)은 글라스재, 플라스틱재 또는 금속재를 포함할 수 있다.
화소전극(10)은 기판(2) 상에 배치된다. 여기서 화소전극(10)이 기판(2) 상에 배치된다고 함은, 기판(2) 상에 화소전극(10)이 직접 배치되는 경우뿐만 아니라, 기판(2) 상에 각종 층들이 형성되고 그러한 층들 상에 화소전극(10)이 배치되는 경우를 포함하는 것은 물론이다. 예컨대, 기판(2) 상에 박막트랜지스터가 배치되고, 평탄화막이 이러한 박막트랜지스터를 덮도록 하며, 화소전극(10)은 그러한 평탄화막 상에 위치하도록 할 수도 있다. 도면에서는 편의상 기판(2) 상에 직접 화소전극(10)이 위치하는 것으로 도시하였으며, 이하의 설명에서도 편의상 그와 같이 설명한다.
이러한 화소전극(10)은 투명전극 또는 반사형전극일 수 있다. 투명전극일 경우에는 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3로 형성된 층을 포함할 수 있다. 반사형전극일 경우에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3로 형성된 층을 포함할 수 있다.
화소정의막(20)은 화소전극(10)의 가장자리를 덮되, 화소전극(10)의 가장자리의 적어도 제1부분(10a)이 노출되도록 덮는다. 즉, 화소정의막(20)은 화소전극(10)의 제1부분(10a)이 노출되도록 덮을 수 있는데, 제1부분(10a)은 사각형 형태로 형성된 화소전극(10)의 한 꼭지점일 수 있다. 예컨대 사각형 형태로 형성된 화소전극(10)의 네 꼭지점은 순서대로 제1부분(10a), 제2부분(10b), 제3부분(10c), 제4부분(10d)이라 할 수 있다. 또한, 화소정의막(20)은 화소전극(10)의 중앙부를 노출시키는 픽셀부(21)와 화소전극(10)의 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d)을 노출시키는 유로부(23)를 가질 수 있다. 자세히 후술하겠지만, 도 6에서 도시된 바와 같이 유로부(23)는 화소전극(10)의 중앙부와 하나의 화소전극(10)을 기준으로 화소전극(10)에 인접한 다른 인접화소전극의 중앙부를 연결하도록 직선 형태 일 수 있다. 단, 이에 한정되는 것은 아니며 유로부(23)는 곡선 형태 일 수 있다.
이러한 화소정의막(20)은 예컨대 유기 절연막으로 구비될 수 있다. 그러한 유기 절연막으로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴계 고분자, 폴리스티렌(PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
제1중간층(31)은 화소전극(10)의 중앙부 및 제1부분(10a)을 덮도록 화소전극(10) 상에 배치된다. 이러한 제1중간층(31)은 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)등을 포함 할 수 있다. 이때 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenylbenzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양한 저분자 유기물을 이용할 수 있다. 저분자 유기물 이외에 고분자 유기물도 사용 가능하며 이때, 홀 수송층으로 PEDOT를 사용 할 수 있다.
보조절연막(15)은 제1중간층(31)의 적어도 화소전극(10)의 제1부분(10a)에 대응하는 부분을 덮도록 제1중간층(31) 상에 배치되고 제1부분(10a) 이외에 제2부분(10b) 내지 제4부분(10d) 상에도 배치될 수 있다. 즉, 보조절연막(15)은 유로부(23) 상에 배치될 수 있고, 경우에 따라서는 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d) 상에도 배치될 수 있다.
이러한 보조절연막(15)은 유기 절연막으로 구비될 수 있다. 보조절연막(15)은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴계 고분자, 폴리스티렌(PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
발광층(32)은 화소전극(10)의 중앙부에 대응하도록 제1중간층(31) 상에 배치될 수 있다. 대향전극(40)은, 제1중간층(31) 및 발광층(32)이 화소전극(10)과의 사이에 개재되도록 배치될 수 있다.
발광층(32)은 각 화소별로 패터닝된 형상, 즉 아일랜드(island) 형상일 수 있다. 즉, 화소정의막(20)과 보조절연막(15)에 의해 한정된 공간에 형성될 수 있다. 발광층(32)은 발광층(EML: Emission Layer)로 이해될 수 있으며, 이때 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenylbenzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양한 저분자 유기물을 이용할 수 있다..
대향전극(40)은 복수개의 화소전극(10)들의 상부에서 복수개의 화소전극(10)들에 대응하도록 일체(一體)인 형상을 취할 수 있다. 대향 전극(40)도 투명전극 또는 반사형전극일 수 있다. 투명전극일 경우에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 및 이들의 화합물로 형성된 층과, ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등의 투명전극 형성용 물질로 형성된 층을 포함할 수 있다. 그리고, 반사형전극일 경우에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 및 이들의 화합물로 형성된 층을 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 화소부를 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도인바, 이는 종래의 유기발광 디스플레이 장치의 단면도와 유사할 수 있다. 즉, 기판(2) 상에 화소전극(10)이 배치될 수 있고, 화소전극(10)의 가장자리를 덮으며 기판(2) 상에 화소정의막(20)이 배치될 수 있다. 화소전극(10) 상에는 제1중간층(31), 발광층(32)이 차례로 배치될 수 있다. 발광층(32) 상에는 제2중간층(33)이 배치될 수 있다. 이때 화소정의막(20)의 단차는 제2중간층(33) 보다 높게 형성될 수 있다. 화소전극(10) 상에 차례로 형성된 제1중간층(31), 발광층(32), 제2중간층(33)은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 중간층(30)으로 이해될 수 있다. 중간층(30) 상에는 대향전극(40)을 구비할 수 있다.
화소전극(10)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향전극(40)은 캐소드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소전극(10)과 대향전극(40)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
중간층(30)은 스핀코팅법으로 형성할 수 있다. 상세하게는, 화소전극(10)과 화소정의막(20)을 덮도록 유기물질을 도포한 후 기판을 회전시켜 형성할 수 있다.
여기서, 중간층(30)은 전술한 바와 같이 저분자 유기물질로 형성할 수 있는 데, 구체적으로 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층(EML: Emission Layer), 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1중간층은 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)과 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것으로 이해될 수 있고, 제2중간층은 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)과 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
이와 같은 중간층(30)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 실시예들이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 3은 도 1의 화소부를 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 자른 단면도로서, Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 취한 단면에서는 도시된 바와 같이 화소정의막(20)이 도시되지 않는다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 관한 유기발광 디스플레이 장치의 화소정의막(20)에 대하여 살펴본다.
화소정의막이란 유기발광 디스플레이 장치를 제작함에 있어서, 발광 영역을 보다 정확하게 정의해주는 역할을 하는 패터닝 된 절연층을 의미한다. 종래의 유기발광 디스플레이 장치 중 일 부화소와 동일한 구조를 갖는 도 2를 참조하면, 기존의 화소정의막은 증착 공정 중 발생하는 음영 효과(shadow effect)를 없애기 위해 기판과 일정 각도를 이루도록 경사지게 제작된다. 여기서 종래의 유기발광 디스플레이 장치의 화소정의막은 직선형상을 가지면서 기판에 대하여 경사지게 제작되는 것이 일반적이었다.
한편, 스핀코팅 공정이란, 솔루션(solution, 용액)을 기판에 도포한 후 기판을 회전시키는 등의 방법으로 솔루션이 기판 상에 균일하게 퍼져 균일한 박막을 형성하는 방법으로써, 중간층을 형성하는데 사용된다. 이와 같은 솔루션 공정에 의해서 실제 형성되는 유기층의 두께는 수십 nm 수준이고, 화소정의막의 두께는 수백에서 수천 nm 수준이므로, 유기층의 형성 과정에서 화소정의막은 매우 높은 장벽으로 작용하게 된다. 이와 같은 장벽이 있을 경우, 솔루션은 표면 장력(surface tension)에 의해 벽을 타고 올라가게 되어 중간층의 양 끝단이 화소정의막을 타고 뾰족하게 돌출 형성되며, 따라서 중간층의 균일도가 떨어지게 된다. 특히, 스핀코팅(spin coating)과 같이 회전에 의하여 중간층을 형성하는 방법을 사용할 경우, 화소정의막은 용매(solvent)의 백 플로우(back flow)를 유발하여, 중간층의 균일도를 현저하게 저하시킬 수 있다. 더욱이, 이렇게 형성되는 불균일성은 제어하기가 어렵기 때문에 공정의 산포를 크게 만들어 유기발광 디스플레이 소자 제작시 발광면이 고르지 않게 되는 문제가 나타날 수 있다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 경우에는 도 3에 도시된 것과 같이 일부 영역에 화소정의막이 존재하지 않도록 하여, 그러한 현상이 발생하는 것을 방지하거나 발생 정도를 현저하게 줄일 수 있다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 경우, 도 1 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 화소정의막(20)의 유로부(23)를 통해 화소전극(10)의 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d)이 노출되도록 한다. 상세하게는 화소정의막(20)의 유로부(23) 및 픽셀부(21)를 이루는 개구를 통해 화소전극(10)의 중앙부 상부면 전체가 노출되며 또한 화소전극(10)의 모서리를 이루는 측면부 중 일부가 노출되도록 한다.
화소전극(10)의 중앙부와 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d)을 덮도록 화소전극(10) 상에 제1중간층(31)이 배치될 수 있다. 이때 제1중간층(31)을 스핀코팅법으로 형성함에 있어서 화소정의막(20)의 유로부(23)를 통해 제1중간층(31) 형성용 물질이 복수개의 화소전극(10)들끼리 이어진 유로를 통해 유동한다. 이를 통해 제1중간층(31)을 스핀코팅법으로 형성함에 있어서, 중간층 형성시 화소정의막(20)의 에지 부분에서 백플로우 현상이 발생하는 것을 방지하거나 그 발생 정도를 현저하게 줄일 수 있으며, 따라서 중간층이 균일하게 형성되도록 할 수 있다.
한편, 발광층(32)의 경우에는, 제1중간층(31)과 달리 화소전극(10) 각각에 대응하는 아일랜드의 형상을 가져야 한다. 따라서 발광층(32)을 형성할 시에는 유로부(23)를 통해 발광층(32) 형성용 물질이 일 화소전극(10) 상에서 인접한 화소전극(10) 상으로 유출되지 않도록 할 필요가 있다. 따라서, 각 화소부(1)의 발광층(32)이 분리되어 배치되도록 유로부(23) 상에 보조절연막(15)을 더 배치되도록 할 필요가 있다. 이에 대해 자세히 설명한다.
제1중간층(31) 상에는 화소전극(10)의 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d)에 대응하는 부분을 덮도록 제1중간층(31) 상에 보조절연막(15)이 더 배치될 수 있다. 이때 보조절연막(15)은 유로부(23) 상에도 배치될 수 있다.
보조절연막(15)을 배치하는 이유는, 화소정의막(20)에 형성된 유로부(23)를 통해 한 픽셀의 발광층이 인접한 다른 픽셀의 발광층으로 유출될 우려가 있기 때문에 이를 방지하고자 하는 것이다. 이때, 보조절연막(15)의 단차는 발광층(32)과 동일한 단차를 가질 수 있다. 보조절연막(15)은 상술한 바와 같이 각 픽셀의 발광층이 서로 섞이는 것을 방지하는 역할을 하므로, 보조절연막(15)이 발광층(32)에 비해 너무 높게 형성될 경우, 추후 제2중간층(33)을 스핀코팅법으로 형성할 시 이 보조절연막의 에지 부분에서 백플로우 현상이 발생하여 두껍게 형성되어 본 발명이 추구하고자 하는 박막의 균일성을 확보하기가 용이하지 않기 때문이다.
보조절연막(15)은 화소정의막(20)의 픽셀부(21)를 노출시키는 개구부를 갖는다. 상술했듯이 개구부 상에는 발광층(32)이 배치된다. 구체적으로, 후술하는 도 5를 참조하면 보조절연막(15)의 개구부는 화소정의막(20)의 픽셀부(21)와 동일한 내측면을 갖도록 구비 될 수 있다.
이러한 구조로 인해 화소전극(10) 상에 중간층(30)을 스핀코팅법으로 형성하는 경우 화소전극(10)의 꼭지점부분에 형성되어 있는 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d)으로 중간층(30)이 퍼지게 되므로 화소정의막(20)의 에지 부분에서 중간층(30)의 두께가 두꺼워 지는 것을 방지할 수 있다.
지금까지는 각 화소전극(10)에 대응하여 유로부(23)가 4개인 경우에 대해 설명했다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 유로의 개수는 상황에 따라 가변할 수 있다. 예컨대, 화소전극의 네 꼭지점들 중 서로 마주보는 두 꼭지점들에만 유로가 위치할 수도 있고, 화소전극의 꼭지점이 아닌 네 모서리 중 서로 마주보는 두 모서리에 위치할 수 도 있다.
지금까지는 유기발광 디스플레이 장치에 대해서만 주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이러한 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
도 4은 화소부 하나를 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 5 는 도 4의 화소부에 보조절연막을 더 증착한 것을 개략적으로 도시하는 사시도이며, 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복수개의 화소부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법의 경우, 도 4와 같이, 기판(2)을 준비하는 단계 후에 기판(2) 상에 화소전극(10)을 형성하는 단계를 거치고, 화소전극(10)의 가장자리를 덮되 가장자리의 적어도 제1부분(10a)이 노출되도록 화소정의막(20)을 형성하는 단계를 거칠 수 있다.
이때, 화소정의막(20)을 형성하는 단계는 전술한 바와 같이 제1부분(10a) 이외에 제1부분(10a)을 기준으로 시계방향으로 형성될 수 있는 제2부분(10b), 제3부분(10c) 및 제4부분(10d)을 더 노출시키는 단계를 더 포함 할 수 있다. 또한, 화소정의막(20)을 형성함에 있어서, 화소전극(10)의 중앙부를 노출시키는 픽셀부(21)와 화소전극(10)의 적어도 제1부분(10a)을 노출시키는 유로부(23)를 형성하는 단계를 일 수 있다. 이때, 픽셀부(21)는 사각형의 형상을 가질 수 있고 화소전극(10)의 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d)은 화소전극(10)의 각 꼭지점에 배치되도록 형성될 수 있다.
한편, 유로부(23)를 형성하는 경우 각 유로부(23)는 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d)에 모두 형성될 수 있고 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d)에 형성된 유로부(23)는 도 6에서 도시된 바와 같이 화소전극에 인접한 인접화소전극의 중앙부와 화소전극의 중앙부를 연결하도록 형성될 수 있다. 이때, 유로부(23)는 화소전극(10)의 중앙부에서 화소전극(10)에 인접한 인접화소전극의 중앙부까지 직선으로 형성되거나 또는 유로부(23)는 스핀코팅법에 의해 중간층(30)이 코팅되는 방향을 따라 곡선 형태로 휘어지도록 형성될 수 있다.
이후, 도 5와 같이, 화소전극(10)의 중앙부 및 제1부분(10a)을 덮도록 화소전극(10) 상에 배치되는 제1중간층(31)을 형성하는 단계를 거쳐, 제1중간층(31)의 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d)에 대응하는 부분을 덮도록 제1중간층(31) 배치되는 보조절연막(15)을 형성하는 단계를 거칠 수 있다.
이때, 보조절연막(15)을 형성하는 단계는, 보조절연막(15)과 발광층(32)은 동일한 단차를 갖고, 발광층(32) 및 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d)의 적어도 일부를 덮도록 발광층(32) 상에 배치되는 제2중간층(33)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 보조절연막(15)을 형성하는 단계는 화소정의막(20)의 픽셀부(21)를 노출시키는 개구부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우 화소전극(10)의 중앙부를 노출시키는 화소정의막(20)의 픽셀부(21)와 보조절연막(15)의 개구부는 동일한 내측면을 갖도록 보조절연막(15)을 형성하는 단계일 수 있다.
전술한 바와 같이 화소전극(10) 상에 형성되는 제1중간층(31), 발광층(32), 제2중간층(33)은 유기발광 디스플레이 장치의 중간층(30)으로 이해될 수 있다. 중간층(30)을 형성하는 단계는 스핀코팅법에 의해 형성될 수 있다.
이후, 화소전극(10)의 중앙부에 대응하도록 제1중간층(31) 상에 배치되는 발광층(32)을 형성하는 단계를 거치고, 중간층(30)을 사이에 두고 화소전극(10)에 대향하는 대향전극(40)을 형성하는 단계를 거칠 수 있다.
이와 같은 유기발광 디스플레이 장치에 있어서, 도 6을 참조하여 화소정의막(20)의 형상에 관한 관점으로 볼 수도 있다.
먼저, 기판(2)과 기판(2)상에 배치되는 복수개의 화소전극(10)을 구비할 수 있고, 복수개의 화소전극(10)들 각각의 가장자리의 일부분을 덮도록 복수개의 아일랜드들의 화소정의막(20)이 배치될 수 있다. 이때, 복수개로 이루어진 아일랜드 형태의 화소정의막(20)은 육각형 형상일 수 있다. 다만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
복수개의 화소전극(10)들 및 화소정의막(20)의 복수개의 아일랜드들 사이에 제1중간층(31)이 배치될 수 있다. 이 경우 적어도 화소정의막(20)의 복수개의 아일랜드들 사이에 대응하도록 제1중간층(31) 상에 배치되는 보조절연막(15)을 더 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이 보조절연막(15)과 발광층(32)은 동일한 단차를 갖고 발광층(32) 및 제 제1부분(10a) 내지 제4부분(10d)을 덮도록 발광층(32) 상에 배치되는 제2중간층(33)을 더 포함할 수 있다.
한편, 지금까지는 중간층(30)이 제1중간층(31), 발광층(32) 및 제2중간층(33)을 갖는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 경우, 중간층(30)이 제1중간층(31)과 발광층(32)만을 구비할 수도 있다. 즉, 제1중간층(31)으로 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)이 배치되고 그 위에, 발광층(32,EML: Emission Layer)이 배치될 수 있다.
이 경우 전술했던 저분자 유기물 이외에도 고분자 유기물로 제1중간층(31) 및 발광층(32)을 형성할 수 있는데, 고분자 유기층의 경우에는 대개 홀 수송층(HTL) 및 발광층(EML)으로 구비된 구조를 가질 수 있으며, 이때, 홀수송층으로 PEDOT를 사용하고, 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용하며 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용 할 수 있다.
도 7은 도 1 등의 유기발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 1 등에서는 편의상 기판(2) 상에 화소전극이 배치되는 것으로 설명했으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 7에 도시된 것과 같이 기판(2) 상에 박막트랜지스터(TFT)가 배치되고, 평탄화막이 이러한 박막트랜지스터를 덮도록 하며, 화소전극(10)은 그러한 평탄화막 상에 위치하도록 할 수도 있다.
도 7을 참조하면, 유기발광 디스플레이 장치의 각종 구성요소는 기판(100) 상에 형성한다. 여기서 기판(100)은 도 2 등에서 언급한 기판(2) 자체일 수도 있고, 그 기판(2)이 절단된 일부일 수도 있다. 기판(100)은 투명한 소재, 예컨대 글라스재, 플라스틱재, 또는 금속재로 형성될 수 있다.
기판(100) 상에는 버퍼층(102), 게이트절연막(104), 층간절연막(108), 보호막(110) 등과 같은 공통층이 기판(100)의 전면(全面)에 형성될 수 있고, 채널영역, 소스컨택영역 및 드레인컨택영역을 포함하는 패터닝된 반도체층(103)이 형성될 수도 있으며, 이러한 패터닝된 반도체층과 함께 박막트랜지스터의 구성요소가 되는 게이트전극(105), 소스전극(106) 및 드레인전극(107)형성될 수 있다.
또한, 이러한 박막트랜지스터를 덮으며 그 상면이 대략 평탄한 평탄화막(112)이 기판(100)의 전면에 형성될 수 있다. 이러한 평탄화막(112) 상에는 패터닝된 화소전극(10), 기판(100)의 전면에 대략 대응하는 대향전극(40), 그리고 화소전극(10)과 대향전극(40) 사이에 개재되며 발광층을 포함하는 다층 구조의 중간층(30)을 포함하는, 유기발광소자(OLED)가 위치하도록 형성될 수 있다. 물론 중간층(30)은 도시된 것과 달리 일부 층은 기판(100)의 전면에 대략 대응하는 공통층일 수 있고, 다른 일부 층은 화소전극(10)에 대응하도록 패터닝된 패턴층일 수 있다. 화소전극(10)은 비아홀을 통해 박막트랜지스터에 전기적으로 연결될 수 있다. 물론 화소전극(10)의 가장자리를 덮으며 각 화소영역을 정의하는 개구를 갖는 화소정의막(20)이 기판(100)의 전면에 대략 대응하도록 평탄화막(112) 상에 형성될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 화소부 2: 기판
10: 화소전극 10a: 제1부분
15: 보조절연막 20: 화소정의막
21: 픽셀부 23: 유로부
31: 제1중간층 32: 발광층
33: 제2중간층 40: 대향전극
100: 기판 102: 버퍼층
103: 반도체층 104: 게이트절연막
105: 게이트전극 106: 소스전극
107: 드레인전극 108: 층간절연막
110: 보호막 112: 평탄화막
10: 화소전극 10a: 제1부분
15: 보조절연막 20: 화소정의막
21: 픽셀부 23: 유로부
31: 제1중간층 32: 발광층
33: 제2중간층 40: 대향전극
100: 기판 102: 버퍼층
103: 반도체층 104: 게이트절연막
105: 게이트전극 106: 소스전극
107: 드레인전극 108: 층간절연막
110: 보호막 112: 평탄화막
Claims (20)
- 기판;
상기 기판상에 배치되는 화소전극;
상기 화소전극의 가장자리를 덮되 가장자리의 적어도 제1부분이 노출되도록 덮는 화소정의막;
상기 화소전극의 중앙부 및 상기 제1부분을 덮도록 상기 화소전극 상에 배치되는 제1중간층;
상기 제1중간층의 적어도 상기 제1부분에 대응하는 부분을 덮도록 상기 제1중간층 상에 배치되는 보조절연막;
화소전극의 중앙부에 대응하도록 상기 제1중간층 상에 배치되는 발광층; 및
상기 제1중간층을 사이에 두고 상기 화소전극에 대향하는 대향전극;
을 구비하는, 유기발광 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 보조절연막과 발광층은 동일한 단차를 갖고, 상기 발광층 및 상기 제1부분을 덮도록 상기 발광층 상에 배치되는 제2중간층을 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 화소정의막은 상기 화소전극의 중앙부를 노출시키는 픽셀부와 상기 화소전극의 상기 제1부분을 노출시키는 유로부를 갖는, 유기발광 디스플레이 장치. - 제3항에 있어서,
상기 화소전극에 인접한 인접화소전극을 더 구비하고, 상기 유로부는 상기 화소전극의 중앙부와 상기 인접화소전극의 중앙부를 연결하는, 유기발광 디스플레이 장치. - 제3항에 있어서,
상기 유로부는 곡선 형태로 휘어진 것을 특징으로 하는, 유기발광 디스플레이 장치. - 제3항에 있어서,
상기 보조절연막은 상기 화소정의막의 픽셀부를 노출시키는 개구부를 갖는, 유기발광 디스플레이 장치. - 제6항에 있어서,
상기 보조절연막의 개구부는 상기 화소정의막의 픽셀부와 동일한 내측면을 갖는, 유기발광 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 화소정의막은 상기 화소전극의 제2부분, 제3부분 및 제4부분을 더 노출시키는, 유기발광 디스플레이 장치. - 기판을 준비하는 단계;
기판 상에 화소전극을 형성하는 단계;
화소전극의 가장자리를 덮되 가장자리의 적어도 제1부분이 노출되도록 화소정의막을 형성하는 단계;
화소전극의 중앙부 및 제1부분을 덮도록 화소전극 상에 제1중간층을 형성하는 단계;
제1중간층의 적어도 제1부분에 대응하는 부분을 덮도록 제1중간층 상에 보조절연막을 형성하는 단계;
화소전극의 중앙부에 대응하도록 제1중간층 상에 발광층을 형성하는 단계; 및
제1중간층을 사이에 두고 화소전극에 대향하는 대향전극을 형성하는 단계;
를 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법. - 제9항에 있어서,
보조절연막과 발광층은 동일한 단차를 갖고, 발광층 및 제1부분을 덮도록 발광층 상에 배치되는 제2중간층 형성하는 단계를 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 화소정의막을 형성하는 단계는, 화소전극의 중앙부를 노출시키는 픽셀부와 화소전극의 상기 제1부분을 노출시키는 유로부를 형성하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 화소정의막을 형성하는 단계는, 화소전극에 인접한 인접화소전극을 더 형성하고, 유로부는 화소전극의 중앙부와 인접화소전극의 중앙부를 연결하는, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 제1중간층을 형성하는 단계는 스핀코팅법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법. - 제13항에 있어서,
유로부는 스핀코팅법에 의해 중간층이 코팅되는 방향을 따라 곡선 형태로 휘어지도록 형성된, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 보조절연막을 형성하는 단계는, 화소정의막의 픽셀부를 노출시키는 개구부를 형성하는 단계를 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 보조절연막을 형성하는 단계는, 화소정의막의 중앙부를 노출시키는 픽셀부와 절연층의 개구부가 동일한 내측면을 갖도록 절연층을 형성하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 화소정의막을 형성하는 단계는, 화소전극의 제2부분, 제3부분 및 제4부분도 노출되도록 화소정의막을 형성하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법. - 기판;
상기 기판상에 배치되는 복수개의 화소전극들;
상기 복수개의 화소전극들 각각의 가장자리의 일부분을 덮도록 배치된 복수개의 아일랜드들의 화소정의막;
상기 복수개의 화소전극들 상면에 배치되되, 적어도 일부가 상기 화소정의막의 복수개의 아일랜드들 사이에 배치되는 제1중간층;
적어도 상기 화소정의막의 복수개의 아일랜드들 사이에 대응하도록, 상기 제1중간층 상에 배치되는 보조절연막;
상기 복수개의 화소전극들 각각의 중앙부에 대응하도록 상기 제1중간층 상에 배치되는 발광층;
상기 제1중간층을 사이에 두고 상기 화소전극에 대향하는 대향전극;
을 구비하는, 유기발광 디스플레이 장치. - 제18항에 있어서,
상기 보조절연막과 발광층은 동일한 단차를 갖고, 상기 발광층 및 상기 보조절연막을 덮도록 상기 발광층 상에 배치되는 제2중간층을 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치. - 제18항에 있어서,
상기 화소정의막은 육각형 형태를 갖는, 유기발광 디스플레이 장치.
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| KR1020130073971A KR102050483B1 (ko) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 |
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