KR102668225B1 - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 표시 장치는 단일 발광층 구비 서브 화소와, 복수 발광층 중첩의 서브 화소를 혼용하여 고해상도의 표현이 가능하며, 저소비전력 및 다양한 계조 표현에도 고가의 금속 미세 마스크 필요 수를 늘리지 않을 수 있다. 또한, 서로 다른 발광층을 중첩하며 그 사이에 전하 생성층을 구비함으로써, 추가적인 중간 색의 발광층의 재료를 요하지 않고, 중간 색상의 발광이 가능하게 한다.
Description
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 서브 화소의 배치와 발광층 및 전하 생성층의 서브 화소별 선택적인 중첩으로, 고해상도의 표현과 소비 전력 저감이 가능한 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Device: OLED) 등을 들 수 있다.
이 중, 별도의 광원을 요구하지 않으며 장치의 컴팩트화 및 선명한 컬러 표시를 위해 유기 발광 표시 장치 등의 자발광 표시 장치가 경쟁력 있는 어플리케이션(application)으로 고려되고 있다.
한편, 유기 발광 표시 장치는 각 서브 화소에서 자발광하는 유기 발광 소자가 구비되며, 상기 유기 발광 소자는 서로 대향하는 두 전극과, 상기 두 전극 사이에 위치하여 수송된 전자와 정공이 재결합할 때 빛이 나는 발광층이 구비된다.
또한, 일반적인 유기 발광 표시 장치는, 색 표현을 위해 발광층으로, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 서로 다른 화소에 나누어 구비한다. 그런데, 서브 화소 내에 형성되는 각 색 발광층은 미세 금속 마스크(FMM: Fine Metal Mask)에 각 발광부 형성 부위에 상응하여 개구부를 구비하고, 상기 개구부를 통해 각 색발광층 물질을 통과시켜 기판 상에 형성된다. 미세 금속 마스크의 중량에 의한 쳐짐이 있어, 미세 금속 마스크의 개구부와 증착 물질 형성 부위간의 오정렬이 발생하기도 하고, 또한 증착 소스와 미세 금속 마스크 및 미세 금속 마스크와 기판과의 이격 거리가 각각 존재하기 때문에, 미세 금속 마스크의 개구부와 완전히 동일 형상으로 증착 물질이 형성되기 어려운 실정이다. 이에 따라 미세 금속 마스크의 개구부를 공정 상의 마진을 고려하여 일정 크기 이상으로 형성하여야 하며, 단순히 각 색 발광층을 서브 화소마다 배치시키는 배열만으로는 충분한 고해상도를 구현하기 어렵다.
그리고, 서로 다른 발광층들의 중간 색의 발광을 위해서 각 발광층이 구비된 인접한 서브 화소를 모두 턴온시켜야 하므로, 소비 전력이 증가하는 문제가 있다.
또한, 만일 각 색 발광층을 서브 화소마다 배치시키는 일반적인 유기 발광 표시 장치에서, 적색, 녹색 및 청색의 발광층 외의 다른 색상의 발광층을 포함시에는 최적 효율을 위해 해당 발광층의 도펀트 및 호스트의 개발이 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서브 화소의 배치와 발광층 및 전하 생성층의 서브 화소별 선택적인 중첩으로, 고해상도의 표현과 소비 전력 저감이 가능한 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
본 발명의 표시 장치는 단일 발광층 구비 서브 화소와, 복수 발광층 중첩의 서브 화소를 혼용하여 고해상도의 표현이 가능하며, 저소비전력 및 다양한 계조 표현에도 고가의 금속 미세 마스크 필요 수를 늘리지 않을 수 있다. 또한, 서로 다른 발광층을 중첩하며 그 사이에 전하 생성층을 구비함으로써, 추가적인 중간 색의 발광층의 재료를 요하지 않고, 중간 색상의 발광이 가능하게 한다.
본 발명의 표시 장치는 기판 상에, 발광층을 단일로 구비한 기준 서브 화소와, 상기 기판 상에, 2개 이상의 서로 다른 색을 발광하는 발광층들을 중첩하여 구비한 혼합 서브 화소와, 상기 혼합 서브 화소 내 서로 다른 색을 발광하는 발광층들 사이에 구비된 전하 생성층과, 상기 기준 서브 화소 및 혼합 서브 화소에 각각 상기 발광층 하부에 구비된 제 1 전극 및 상기 기준 서브 화소 및 혼합 서브 화소들에 일체형으로 상기 발광층 상부에 구비된 제 2 전극을 포함할 수 있다.
상기 기준 서브 화소는 제 1 내지 제 3 발광층을 단일로 구비한 제 1 내지 제 3 서브 화소 중 어느 하나이며, 상기 혼합 서브 화소의 서로 다른 색을 발광하는 발광층들은 상기 기준 서브 화소의 제 1 내지 제 3 발광층 중 적어도 2개의 발광층으로부터 연장될 수 있다.
상기 기준 서브 화소 및 혼합 서브 화소 각각에 제 1 전극과, 상기 기준 서브 화소 및 혼합 서브 화소의 각각의 경계에 뱅크가 더 구비될 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 발광층은 각각 단일의 기준 서브 화소를 포함하여 이와 인접한 2개 이상의 혼합 서브 화소에 인접한 뱅크를 지나며 연장될 수 있다.
상기 제 1 발광층은 430nm 내지 480nm의 파장에서 피크 파장을 갖고, 상기 제 2 발광층은 600nm 내지 650nm의 파장에서 피크 파장을 갖고, 상기 제 3 발광층은 500nm 내지 580nm의 파장에서 피크 파장을 가질 수 있다.
상기 기준 서브 화소에서, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 내지 제 3 발광층 중 어느 하나 사이에 정공 수송성 공통층을 더 포함하며, 상기 제 1 내지 제 3 발광층 중 어느 하나와 상기 제 2 전극 사이에 전자 수송성 공통층을 더 포함하며, 상기 혼합 서브 화소에서, 상기 정공 수송성 공통층은 상기 제 1 전극과 상기 서로 다른 색을 발광하는 발광층들 중 가장 하부에 있는 발광층 사이에서 연속되며, 상기 전자 수송성 공통층은 상기 서로 다른 색을 발광하는 발광층들 중 가장 상부에 있는 발광층의 연장부 및 상기 제 2 전극 사이에서 연속될 수 있다.
상기 혼합 서브 화소는 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에서, 상기 제 1 전극에 가까운 쪽부터 상기 제 1 발광층의 연장부, 제 1 전하 생성층, 상기 제 2 발광층의 연장부, 제 2 전하 생성층 및 제 3 발광층의 연장부 순서로 적층될 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 서브 화소는 상기 혼합 서브 화소에 각각 인접할 수 있다.
상기 혼합 서브 화소는 상기 제 1 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 2 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 1 발광층의 제 1 연장부 및 상기 제 2 발광층의 제 1 연장부 사이에 제 1 전하 생성층을 포함한 제 4 서브 화소와, 상기 제 2 발광층의 제 2 연장부와, 제 3 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 2 발광층의 제 2 연장부 및 상기 제 3 발광층 제 1 연장부 사이에 제 2 전하 생성층을 포함한 제 5 서브 화소와, 상기 제 1 발광층의 제 2 연장부와 상기 제 3 발광층의 제 2 연장부와, 상기 제 1 발광층의 제 2 연장부 및 상기 제 3 발광층 제 2 연장부 사이에 상기 제 1 전하 생성층 또는 상기 제 2 전하 생성층과 동일층의 전하 생성층을 포함한 제 6 서브 화소를 포함할 수 있다.
상기 제 2 발광층의 제 1 연장부는 상기 제 4 서브 화소에서, 상기 제 1 발광층의 제 1 연장부 상부에 위치하며, 상기 제 3 발광층의 제 1 연장부는, 상기 제 5 서브 화소에서, 상기 제 2 발광층의 제 2 연장부 상부에 위치하고, 상기 제 3 발광층의 제 2 연장부는, 상기 제 6 서브 화소에서, 상기 제 1 발광층의 제 2 연장부 상부에 위치할 수 있다.
상기 제 1 서브 화소, 제 4 서브 화소, 제 2 서브 화소, 제 5 서브 화소, 제 3 서브 화소 및 제 6 서브 화소의 순으로 행 방향으로 배열되거나 열 방향으로 배열될 수 있다.
육분할된 육각형 내에서 상기 제 1 서브 화소, 제 4 서브 화소, 제 2 서브 화소, 제 5 서브 화소, 제 3 서브 화소 및 제 6 서브 화소의 순으로 배열될 수 있다.
상기 혼합 서브 화소는 상기 제 1 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 2 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 1 발광층의 제 1 연장부 및 상기 제 2 발광층의 제 1 연장부 사이에 제 1 전하 생성층을 포함한 제 4 서브 화소와, 상기 제 2 발광층의 제 2 연장부와, 제 3 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 2 발광층의 제 2 연장부 및 상기 제 3 발광층 제 1 연장부 사이에 제 2 전하 생성층을 포함한 제 5 서브 화소와, 상기 제 1 발광층의 제 2 연장부와 상기 제 3 발광층의 제 2 연장부와, 상기 제 1 발광층의 제 2 연장부 및 상기 제 3 발광층 제 2 연장부 사이에 상기 제 1 전하 생성층 또는 상기 제 2 전하 생성층을 포함한 제 6 서브 화소 및 상기 제 1 발광층의 제 3 연장부, 상기 제 1 전하 생성층, 상기 제 2 발광층의 제 3 연장부, 상기 제 2 전하 생성층 및 제 3 발광층의 제 3 연장부 순서로 적층된 제 7 서브 화소를 포함할 수 있다.
상기 제 7 서브 화소 주변에 상기 제 1 서브 화소, 제 4 서브 화소, 제 2 서브 화소, 제 5 서브 화소, 제 3 서브 화소 및 제 6 서브 화소의 순으로 배열될 수 있다.
동일한 목적을 달성하기 위한 표시 장치의 제조 방법은 기판 상의 복수개의 서브 화소에 각각 제 1 전극을 형성하는 단계와, 상기 서브 화소들 중 일부에, 상기 제 1 전극 상에 발광층으로 제 1 내지 제 3 발광층을 소정 영역에 단일로 형성하여, 기준 서브 화소를 구비하고, 상기 서브 화소들 중 나머지에, 상기 제 1 내지 제 3 발광층 중 적어도 2개의 발광층이 중첩하도록 형성하여, 혼합 서브 화소를 구비하는 단계 및 상기 기준 서브 화소와 혼합 서브 화소들에 걸쳐, 상기 제 1 내지 제 3 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 혼합 서브 화소 내 상기 적어도 2개의 발광층들 사이에 전하 생성층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기준 서브 화소 및 혼합 서브 화소를 구비하는 단계에서, 제 1 내지 제 3 발광층은 각각 적어도 2개 이상의 서브 화소들에 형성할 수 있다.
상기 제 1 전극을 형성하는 단계 후, 상기 기준 서브 화소 및 혼합 서브 화소의 각각의 경계에 뱅크를 형성할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 발광층은 각각 단일의 기준 서브 화소와 그에 인접한 2개 이상의 혼합 서브 화소에 인접한 뱅크를 지나며 연장될 수 있다.
본 발명의 표시 장치 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 단일 발광층을 구비한 서브 화소와 이와 인접한 서브 화소로 단일 발광층으로 연장시켜 발광층들이 중첩한 서브 화소를 구비함으로써, 다양한 색 표현이 가능하다.
둘째, 복수의 색을 표현함에 있어서, 추가적인 재료 개발이나 적용없이, 발광층의 중첩에 의해 중간 색의 색 표현이 가능하여, 고해상도 구현이 가능하다. 즉, VR(Virtual Reality) 혹은 AR (Augmented Reality)에 맞는 충분한 고해상도의 구현이 가능하다.
셋째, 중간 색의 색 표현을 발광층의 중첩으로 가능하여 미세 금속 마스크의 개구부를 줄이거나 추가 미세 금속 마스크를 구비하지 않고, 3색 발광층의 형성과 동일한 조건으로 고해상도 표현이 가능하다. 미세 금속 마스크의 한계를 극복할 수 있으며, 단일 발광층의 서브 화소와 복수 중첩 발광층의 서브 화소를 구현함에 있어 장비적 한계를 피할 수 있다.
넷째, 중간 색의 색 표현이 단일 서브 화소에서 가능하여, 일반적인 RGB 서브 화소를 구비하는 구조에서 인접 서브 화소의 동시 구동으로 중간 색을 표현하는 바와 비교하여, 소비 전력을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도
도 3은 도 2의 I~I' 선상의 단면도
도 4a 및 도 4b는 도 2의 Ⅱ~Ⅱ' 선상 및 Ⅲ~Ⅲ' 선상의 단면도
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치의 녹색 발광층에 대응된 미세 금속 마스크의 개구부를 나타낸 평면도
도 6a 및 도 6b는 비교예와 본 발명의 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도
도 7a 및 도 7b는 동일 시안 표현을 위해 비교예 및 본 발명의 표시 장치의 필요 휘도를 나타낸 평면도
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도
도 9a 내지 도 9c는 도 8의 제 1 내지 제 3 발광층 형성 마스크를 나타낸 평면도
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도
도 11a 내지 도 11c는 도 10의 제 1 내지 제 3 발광층 형성 마스크를 나타낸 평면도
도 12는 본 발명의 제 3 실시예의 제 7서브화소를 나타낸 단면도
도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도
도 14a 내지 도 14c는 도 13의 제 1 내지 제 3 발광층 형성 마스크를 나타낸 평면도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도
도 3은 도 2의 I~I' 선상의 단면도
도 4a 및 도 4b는 도 2의 Ⅱ~Ⅱ' 선상 및 Ⅲ~Ⅲ' 선상의 단면도
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치의 녹색 발광층에 대응된 미세 금속 마스크의 개구부를 나타낸 평면도
도 6a 및 도 6b는 비교예와 본 발명의 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도
도 7a 및 도 7b는 동일 시안 표현을 위해 비교예 및 본 발명의 표시 장치의 필요 휘도를 나타낸 평면도
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도
도 9a 내지 도 9c는 도 8의 제 1 내지 제 3 발광층 형성 마스크를 나타낸 평면도
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도
도 11a 내지 도 11c는 도 10의 제 1 내지 제 3 발광층 형성 마스크를 나타낸 평면도
도 12는 본 발명의 제 3 실시예의 제 7서브화소를 나타낸 단면도
도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도
도 14a 내지 도 14c는 도 13의 제 1 내지 제 3 발광층 형성 마스크를 나타낸 평면도
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예에 포함된 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 위치 관계에 대하여 설명하는 경우에, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 시간 관계에 대한 설명하는 경우에, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, '제 1~', '제 2~' 등이 다양한 구성 요소를 서술하기 위해서 사용될 수 있지만, 이러한 용어들은 서로 동일 유사한 구성 요소 간에 구별을 하기 위하여 사용될 따름이다. 따라서, 본 명세서에서 '제 1~'로 수식되는 구성 요소는 별도의 언급이 없는 한, 본 발명의 기술적 사상 내에서 '제 2~' 로 수식되는 구성 요소와 동일할 수 있다.
본 발명의 여러 다양한 실시예 내의 각각의 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 다양한 실시예가 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1과 같이, 본 발명의 표시 장치는 기판(100) 상에, 발광층(EML1, EML2)을 단일로 구비한 기준 서브 화소(RS: SP1, SP2)와, 상기 기판(100) 상에, 2개 이상의 서로 다른 색을 발광하는 발광층들(EML1, EML2)을 중첩하여 구비한 혼합 서브 화소(MS: SP4)와, 상기 혼합 서브 화소 내 서로 다른 색을 발광하는 발광층들(EML1, EML2) 사이에 구비된 전하 생성층(CGL)과, 상기 기준 서브 화소(RS)에서는 각 단일 발광층(EML1 또는 EML2) 하부, 혼합 서브 화소(MS)에서는 하측에 위치한 상기 발광층(EML1) 하부에 구비된 제 1 전극(anode) 및 상기 기준 서브 화소(RS) 및 혼합 서브 화소(MS)들에 일체형으로 상기 발광층(상기 기준 서브 화소(RS)에서는 각 단일 발광층(EML1 또는 EML2), 혼합 서브 화소(MS)에서는 상측에 위치한 상기 발광층(EML2)) 상부에 구비된 제 2 전극(Cathode)을 포함한다.
먼저, 본 발명의 표시 장치에서, 기준 서브 화소(RS)와 혼합 서브 화소(MS)에 대해 설명한다. 기준 서브 화소(RS)는 단일 발광층(EML1 또는 EML2)을 갖는 서브 화소(SP1, SP2)를 의미하며, 혼합 서브 화소(MS)는 2개 이상의 발광층이 중첩되어 구비된 서브 화소(SP4)를 의미한다. 실시예에 따라, 혼합 서브 화소(MS)의 중첩 형태는 다를 수 있으며, 기준 서브 화소(RS)와 혼합 서브 화소(MS)간 평면적 배치에 따라 다른 실시예로 나타날 수 있다.
본 발명의 표시 장치에서, 가장 큰 특징은 인접한 단일의 발광층(EML1 또는 EML2)을 갖는 기준 서브 화소(RS)로부터, 발광층들(EML1, EML2)이 연장되어 혼합 서브 화소(MS)에서 중첩되어 형성된 것이다. 따라서, 상기 발광층(EML1, EML2)은 복수개의 화소에 걸쳐 형성될 수 있으며, 이에 따라, 중간 색의 발광을 위해 별도 발광 물질의 개발이 요구되지 않고, 또한, 발광층의 형성 단위로 서브 화소의 발광부 폭이 결정되지 않는 것이다. 즉, 2 개 이상의 연속된 서브 화소를 커버하며 발광층이 형성되어, 각 서브 화소별 구동 박막 트랜지스터 및 이와 접속된 제 1 전극을 구비시 각 서브 화소별 구동이 가능하여, 이용되는 미세 금속 마스크의 개구부 크기에서 가능한 해상도의 2배 이상의 해상도 구현이 가능한 것이다.
또한, 복수 발광층을 가져 이의 중간색을 발광하는 혼합 서브 화소(MS)에는 복수 발광층 각각에서의 적절한 발광을 위해 이들 사이에 전하 생성층(CGL)을 구비하여, 양 발광층(EML1, EML2)으로 정공과 전자의 공급을 하여 각 발광층(EML1, EML2)에서 정공 및 전자의 재결합에 의해 최적 발광이 이루어지며, 각 발광층(EML1, EML2)에서 발광의 혼색으로 최종적으로 중간 색의 발광이 이루어지도록 기능한다.
상기 기준 서브 화소(RS) 및 혼합 서브 화소(MS)는 각각 서로 다른 색을 발광하는 복수개의 서브 화소를 포함할 수 있다. 그리고, 각각의 서브 화소별로 독립적인 구동이 가능하도록 제 1 전극(anode)은 서브 화소별로 분리되며, 상기 제 1 전극(anode)와 구동 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2, TFT3)가 접속된다. 상기 구동 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2, TFT3)은 서브 화소(SP1, SP2, S3)에 각각 구비된다. 제 1 전극(anode)과 대조적으로 제 2 전극(cathode)는 기준 서브 화소(RS: RS1, RS2) 및 혼합 서브 화소(MS))에 걸쳐 분리되지 않고 일체로 형성되며, 공통전압 혹은 접지된다.
상기 제 1 전극(anode)로부터 그 사이에 발광층(EML1/EML2) 및 전하 생성층(CGL)을 포함하여 상기 제 2 전극(cathode)까지의 구성을 발광 다이오드라 한다. 발광 다이오드에 포함된 발광층(EML1/EML2)의 성분이 유기물인 경우 이를 유기 발광 다이오드라 하며, 무기물인 경우 이를 무기 발광 다이오드라 한다. 유기 발광 다이오드를 포함한 표시 장치는 유기 발광 표시 장치, 무기 발광 다이오드를 포함한 표시 장치는 무기 발광 표시 장치가 된다.
본 발명의 표시 장치는 발광층에 제한을 두지 않는 것으로, 유기 발광 표시 장치 및 무기 발광 표시 장치를 모두 포함할 수 있으며, 경우에 따라 유기물과 무기물의 두 재료가 발광층에 혼용된 경우나 유기물층의 발광층과 무기물층의 발광층을 적층시킨 구조에도 적용 가능할 것이다.
상기 제 1 전극(anode)과 제 2 전극(cathode)는 도시된 바와 같이, 위치할 수도 있고, 상하가 반전되어 제 2 전극(cathode)이 하측에 위치하며 제 1 전극(anode)이 상측에 위치하는 경우도 가능하다.
상기 제 1 전극(anode)는 반사 전극을 포함하며, 제 2 전극은 투명 전극 혹은 반투과성 금속을 포함할 수 있다. 제 1 전극(anode)은 컨택 홀을 통해 구동 박막트랜지스터(TFT1, TFT2, TFT3)의 드레인 전극과 전기적으로 연결된다. 표시 장치가 상부 발광(top emission) 방식인 경우, 이러한 제 1 전극(anode)은 반사율이 높은 불투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 제 1 전극(anode)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
그리고, 발광층을 포함한 유기물 스택 상부에 위에 위치하는 제 2 전극(cathode)은, 표시 장치가 상부 발광(top emission) 방식인 경우, 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 등과 같은 투명한 도전 물질 또는 MgAg 합금과 같은 반사투과형 금속합금으로 형성됨으로써 유기물 스택 내에서 발광된 광을 상부로 방출시킬 수 있다.
표시 장치가 하부 발광 방식일 때, 반사 전극을 상부에, 투명 전극 또는 반투과성 전극을 하부에 위치시킬 수 있다.
한편, 도 1에 대해 상술하지 않은 구성으로, 제 1 전극(anode)과 발광층(EML1, EML2) 사이에 정공 수송성 공통층(HTL)이 기준 서브 화소(RS1, RS2)와 혼합 서브 화소(MS)에 공통적으로 포함되며, 발광층(EML1, EML2)과 제 2 전극(cathode)과의 사이에 전자 수송성 공통층(ETL)이 더 포함된다. 이러한 정공 수송성 공통층(HTL)은 예를 들어, NPD와 같은 물질을 포함하며 제 1 전극(anode)으로부터 발광층(EML1, EML2)으로의 정공의 주입과 수송에 관여하는 것으로, 제 1 전극(anode)과 발광층들 중 가장 하측에 있는 제 1 발광층(EML1) 사이에 위치하고, 전자 수송성 공통층(ETL)은 안트라센 계열의 물질을 포함하여 이루어지며, 제 2 전극(cathode)으로부터 발광층(EML1, EML2)으로 전자의 주입과 수송에 관여하는 것으로, 제 2 전극(cathode)과 발광층들 중 가장 상측에 있는 제 2 발광층(EML2) 사이에 위치한다. 상기 정공 수송성 공통층(HTL) 및 전자 수송성 공통층(ETL)은 제2 전극(cathode)과 마찬가지로 기준 서브 화소(RS: RS1, RS2)와 혼합 서브 화소(MS)에 공통적으로 형성된다.
도 1을 기준으로 본 발명의 표시 장치의 제조 방법에 대해 간략히 설명한다.
도 1과 같이, 본 발명의 표시 장치의 제조 방법은 기판 상의 복수개의 서브 화소에 각각 제 1 전극(anode)을 형성하는 단계와, 상기 서브 화소들 중 일부에, 상기 제 1 전극(anode) 상에 발광층으로 제 1 및 제 2 발광층(EML1, EML2)을 소정 영역에 단일로 형성하여, 기준 서브 화소(RS: RS1, RS2)를 구비하고, 상기 서브 화소들 중 나머지에, 상기 제 1 내지 제 2 발광층(EML1~EML2)이 중첩하도록 형성하여, 혼합 서브 화소(MS)를 구비한다. 그리고, 상기 기준 서브 화소(RS: RS1, RS2)와 혼합 서브 화소들(MS)에 걸쳐, 상기 제 1 내지 제 2 발광층(EML1~EML2, 도2 내지 도 4b의 R, G, B 참조) 상에 제 2 전극(cathode)을 형성하는 단계를 포함하여 각 서브 화소에 발광 소자를 형성하여 이루어진다.
도 1은 가장 대표적인 예로 2개의 발광층으로 그 사이의 혼합 서브 화소를 구현하는 예를 설명하였지만, 3개 이상의 발광층으로 다른 형태의 혼합 서브 화소를 구비하는 예도 가능하다. 구체적인 예를 후술한다.
이하, 다양한 실시예에 따른 표시 장치의 적용을 살펴본다.
*제 1 실시예*
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2의 I~I' 선상의 단면도이다. 또한, 도 4a 및 도 4b는 도 2의 Ⅱ~Ⅱ' 선상 및 Ⅲ~Ⅲ' 선상의 단면도이다.
도 2 내지 도 4b와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치는 기판(100) 상에, 동일 행에서 홀수번째로 단일 발광층을 갖는 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1, SP2, SP3)와 짝수번째로 복수 발광층을 갖는 제 4 내지 제 6 서브 화소(SP4, SP5, SP6)이 배치된다. 반대로 동일 행에서 단일 발광층을 갖는 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1~SP3)가 짝수번째의 서브 화소들에 위치할 수 있고, 복수 발광층을 갖는 제 4 내지 제 6 서브 화소(SP4~SP6)가 홀수번째 서브 화소들에 위치할 수도 있다. 순서 상으로 서로 다른 발광이 이루어지는 제 1 내지 제 6 서브 화소(SP1, SP2, SP3, SP4, SP5, SP6)이 서로 행 방향으로 인접하게 배열되어 있다. 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1, SP2, SP3)는 각각 청색 발광, 적색 발광 및 녹색 발광을 하며, 제 4 내지 제 6 서브 화소(SP4, SP5, SP6)는 인접하여 있는 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1, SP2, SP3) 내의 발광층 중 2개의 발광층이 중첩하여 그들의 중간색 발광으로 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 및 시안(cyan) 발광을 한다. 각 서브 화소들(SP1~SP6)은 동일 색상의 발광이 대각선 상으로 이루어지도록 제 1 내지 제 6 서브 화소(SP1~SP6)들은 각각 대각선 상으로 배치된다. 이러한 배치는 일 예이며, 후술되는 바와 같이, 대각선과는 다른 형태의 배치를 가질 수 있다. 각각 기수번째의 서브 화소들(SP1, SP2, SP3)의 발광 조합에 의해서도 우수번째 서브 화소들(SP4, SP5, SP6)의 발광 조합에 의해서도 백색 표현이 가능하다.
여기서, 동일 행에서 제 1 서브 화소(SP1), 제 4 서브 화소(SP4), 제 2 서브 화소(SP2), 제 5 서브 화소(SP5), 제 3 서브 화소(SP3) 및 제 6 서브 화소(SP6)의 순서로 배치된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치에서는, 총 3개의 제 1 내지 제 3 발광층(135, 137, 139)이 구비되며, 3개의 발광층은 각각 자신의 색을 발광하는 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1, SP2, SP3)에서 독립적인 발광층을 구비하고, 제 4 내지 제 6 서브 화소(SP4, SP5, SP6)에서는 각각 인접한 독립 발광층을 포함한 서브 화소로부터 각각 발광층이 연장되어 이중 발광층의 중첩이 이루어진다.
일 예로, 상기 제 1 발광층(135)은 청색을 발광하는 것으로, 430nm 내지 480nm의 파장에서 피크 파장을 갖고, 상기 제 2 발광층(137)은 적색을 발광하는 것으로 600nm 내지 650nm의 파장에서 피크 파장을 갖고, 상기 제 3 발광층(139)은 녹색을 발광하는 것으로, 500nm 내지 580nm의 파장에서 피크 파장을 갖는다.
즉, 제 1 서브 화소(SP1)는 상기 제 1 발광층(135)의 청색 발광층을 단일로 갖는 것으로, 청색(blue) 발광이 이루어진다. 제 2 서브 화소(SP2)는 상기 제 2 발광층(137)의 적색(red) 발광층을 단일로 갖는 것으로, 적색 발광이 이루어진다. 제 3 서브 화소(SP3)는 상기 제 3 발광층(139)의 녹색 발광층을 단일로 갖는 것으로, 녹색(green) 발광이 이루어진다.
그리고, 제 4 서브 화소(SP4)는 상기 제 1 발광층(135)의 연장부와 제 2 발광층(137)의 연장부가 중첩된 것으로, 청색과 적색의 중간색으로 마젠타(magenta) 색상의 발광이 이루어진다. 제 5 서브 화소(SP5)는 상기 제 2 발광층(137)의 연장부와 제 3 발광층(139)의 연장부가 중첩된 것으로, 적색과 녹색의 중간색으로 옐로우(yellow) 색상의 발광이 이루어진다. 제 6 서브 화소(SP6)는 상기 제 1 발광층(135)의 연장부와 제 3 발광층(139)의 연장부가 중첩된 것으로, 청색과 녹색의 중간색으로 시안(cyan) 색상의 발광이 이루어진다.
기판(100) 상에, 각 서브 화소에 제 1 전극(120)이 구비되며, 공통층들은 복수개의 서브 화소 전체에 대해 공통적으로 형성되며, 제 1 내지 제 3 발광층(135, 137, 139)은 각각 자신의 단일 발광을 위한 서브 화소에 형성되고, 상기 단일 발광을 하는 서브 화소를 포함하여 그 양쪽의 서브 화소(혼합 서브 화소)로 연장되어 총 3개의 서브 화소에 걸쳐 형성된다. 특히, 상기 단일 발광을 하는 서브 화소와 그 양쪽의 서브 화소를 지날 때, 서브 화소들간의 뱅크(125)의 측벽 및 상부에 걸쳐 발광층(135, 137, 139)이 형성된다. 도 2를 기준하여 살펴보면, 제 1 내지 제 6 서브 화소(SP1~SP6)들이 각각 대각선 방향으로 반복되어 있다. 이 경우, 동일 발광층이 제 1 행에서는 3개의 서브 화소들에서 연속되어 있다면 다음의 제 2 행에서는 왼쪽으로 하나의 서브 화소만큼 쉬프트한 위치의 3개의 서브 화소들에서 연속될 것이다. 즉, 제 1 실시예에서는 동일 발광층을 열 방향에서 계단 형상으로 3개의 서브 화소에서 연속하여 배치시킬 수 있는 것이다.
그러나, 도 2에 개시된 예는 일예이며, 제 1 내지 제 6 서브 화소(SP1~SP6)을 각각이 동일한 열에 배치되도록 할 수 있다. 이 경우, 세로 방향에서 발광층이 3개의 서브 화소를 차지하며 배치될 것이다. 유사한 방식으로 가로 방향으로 발광층이 3개의 서브 화소를 차지하며 배치되는 방식도 가능하다.
기판(100)은 투명한 절연 물질, 예를 들어 유리, 플라스틱 등과 같은 절연 물질로 형성될 수 있다. 상기 기판(100)이 플라스틱으로 이루어진 경우, 플라스틱 필름 또는 플라스틱 기판으로 지칭될 수 있다. 상기 기판(100)이 플라스틱으로 이루어질 때, 예를 들어, 폴리이미드 계 고분자, 폴리에스터계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리올레핀계 고분자 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 필름 형태일 수 있다. 이 물질 중에서, 폴리이미드는 고온의 공정에 적용될 수 있고, 코팅이 가능한 재료이기에 플라스틱 기판으로 주로 이용된다. 기판(어레이 기판)은, 상기 기판(100) 위에 형성된 소자 및 기능 층, 예를 들어 스위칭 TFT(박막 트랜지스터), 스위칭 TFT와 연결된 구동 TFT, 구동 TFT와 연결된 유기발광소자, 보호막 등을 포함하는 개념으로 지칭되기도 한다. 도 3의 기판(100)은 적어도 발광 다이오드와 연결된 구동 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 것이다.
또한, 버퍼 층(buffer layer)이 상기 기판(100) 상에 구동 박막 트랜지스터의 형성 전 구비될 수 있다. 상기 버퍼 층은 기판(100) 또는 하부의 층들에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 보호하기 위한 기능 층이다. 상기 버퍼 층은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있다.
상기 기판(100) 또는 버퍼 층 위에 박막트랜지스터가 놓인다. 박막트랜지스터는 반도체 층, 게이트 절연막, 게이트 전극, 층간 절연막, 소스 및 드레인 전극이 순차적으로 배치된 형태일 수 있다. 반도체 층 상기 기판(100) 또는 버퍼 층 상에 위치한다. 반도체 층은 폴리 실리콘(p-Si)으로 만들어질 수 있으며, 이 경우 소정의 영역이 불순물로 도핑될 수도 있다. 또한, 반도체 층은 아몰포스 실리콘(a-Si)으로 만들어질 수도 있고, 펜타센 등과 같은 다양한 유기 반도체 물질로 만들어질 수도 있다. 나아가 반도체 층은 산화물(oxide)로 만들어질 수도 있다. 게이트 절연막은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등과 같은 절연성 무기물로 형성될 수 있으며, 이외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다. 게이트 전극은 다양한 도전성 물질, 예컨대, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
층간 절연막은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등과 같은 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 이외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다. 층간 절연막과 게이트 절연막의 선택적 제거로 소스 및 드레인 영역이 노출되는 컨택 홀(contact hole)이 형성될 수 있다.
소스 및 드레인 전극은 층간 절연막 상에 전극용 물질로 단일층 또는 다층의 형상으로 형성된다. 평탄화 층이 박막트랜지스터 상에 위치할 수 있다. 평탄화 층은 박막트랜지스터를 보호하고 그 상부를 평탄화한다. 평탄화 층은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, BCB(Benzocyclobutene) 또는 아크릴(Acryl) 등과 같은 유기 절연막, 또는 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx)와 같은 무기 절연막으로 형성될 수도 있고, 단층으로 형성되거나 이중 혹은 다중 층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
도시된 기판(100)은 상술한 버퍼층부터 박막 트랜지스터 및 평탄화층까지 포함한 구성일 수 있으며, 상기 평탄화층을 선택적으로 제거하여 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 일부 노출시켜 각 서브 화소에 구비되는 발광 다이오드, 보다 구체적으로는 제 1 전극(120)과 접속시킨다.
상기 제 1 전극(120)은 각 서브 화소(SP1~SP6)에 형성되는 것으로 서로 나뉘어 독립적인 신호를 인가받을 수 있다. 또한, 인접한 서브 화소들의 경계에 제 1 전극(120)들과 부분적으로 중첩하고, 오픈된 영역에서 발광부를 정의하는 뱅크(125)가 구비된다. 뱅크(125)는 BCB, 아크릴계 수지 또는 이미드계 수지와 같은 유기 절연물질로 형성되는 것으로, 형성 부위가 광이 투과되지 않을 정도로 충분한 두께, 예를 들어, 1㎛ 내지 3.5㎛의 두께를 갖도록 형성되는 것으로, 일반적으로 노광 및 현상 공정을 요구하는 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있다. 따라서, 상대적으로 기상(vapor)의 이베포레이션(evaporation)으로 증착되는 발광 다이오드의 제 1, 제 2 전극 사이의 유기물층과 달리 성막된 밀도가 높고 두꺼운은 두께를 갖는다. 대체적으로 발광부의 제 1 내지 제 2 전극 사이의 두께로 정의되는 발광 다이오드의 유기물 적층의 두께보다 상기 뱅크(125)의 두께가 두껍다. 상기 뱅크(125)는 유기물층의 뱅크와 그 하부에 무기물층의 뱅크를 적층시켜 구비될 수 있다. 경우에 따라 측부로 들어오는 광에 기인한 인접 서브 화소간의 혼색을 방지하기 위해 차광성 재료로 뱅크가 형성될 수 있다.
먼저, 청색을 발광하는 제 1 서브 화소(SP1)의 적층 순서를 살펴본다. 제 1 서브 화소(SP1)에는 제 1 전극(120) 상에, 정공 수송층(131), 전자 저지층(134), 청색을 발광하는 제 1 발광층(135), 정공 저지층(140), 전자 수송층(141), 제 2 전극(142)이 순서대로 형성되어 제 1 서브 화소(SP1)의 발광 다이오드가 형성된다. 이어, 발광 다이오드를 보호하는 캐핑층(150)이 형성된다.
제 2 서브 화소(SP2)에는 제 1 전극(120) 상에, 정공 수송층(131), 상대적으로 장파장인 적색의 발광 영역을 제 1 전극(120) 상의 수직 거리를 변경시켜 조정하는 제 1 정공 수송 보조층(132), 전자 저지층(134), 적색을 발광하는 제 2 발광층(137), 정공 저지층(140), 전자 수송층(141), 제 2 전극(142)이 순서대로 형성되어 발광 다이오드가 형성된다.
제 3 서브 화소(SP3)에는 제 1 전극(120) 상에, 정공 수송층(131), 상대적으로 적색 및 녹색과의 파장 차를 최적의 발광 영역을 제 1 전극(120) 상의 수직 거리를 변경시켜 조정하는 제 2 정공 수송 보조층(133), 전자 저지층(134), 녹색을 발광하는 제 3 발광층(139), 정공 저지층(140), 전자 수송층(141), 제 2 전극(142)이 순서대로 형성되어 발광 다이오드가 형성된다.
제 4 서브 화소(SP4)는 제 1, 제 2 서브 화소(SP1, SP2) 사이에 위치한 것으로, 제 1 전극(120) 상에, 정공 수송층(131), 전자 저지층(134), 청색을 발광하는 제 1 발광층(135), 제 1 전하 생성층(136), 적색을 발광하는 제 2 발광층(137), 정공 저지층(140), 전자 수송층(141), 제 2 전극(142)이 순서대로 형성되어 발광 다이오드가 형성된다. 제 4 서브 화소(SP4)의 청색을 발광하는 제 1 발광층(135)은 제 1 서브 화소(SP1)에 구비된 제 1 발광층(135)이 연장된 것으로 이들은 일체형으로 동일한 금속 미세 마스크의 개구부를 통해 형성되는 것이다. 또한, 제 4 서브 화소(SP4)의 제 2 발광층(137)은 제 2 서브 화소(SP2)에 구비된 제 2 발광층(137)이 연장된 것으로, 서로 다른 서브 화소들에 있지만 동일 색상의 발광층들은 동일한 금속 미세 마스크의 개구부를 통해 형성되는 것으로, 이 경우, 각 색 발광층을 형성하기 위한 금속 미세 마스크의 개구부의 폭은 상기 각 서브 화소의 발광부 폭의 3배에 상당한다.
제 5 서브 화소(SP5)는 제 2, 제 3 서브 화소(SP2, SP3) 사이에 위치한 것으로, 제 1 전극(120) 상에, 정공 수송층(131), 제 1 정공 수송 보조층(132), 전자 저지층(134), 적색을 발광하는 제 2 발광층(137), 제 2 전하 생성층(138), 녹색을 발광하는 제 3 발광층(139), 정공 저지층(140), 전자 수송층(141), 제 2 전극(142)이 순서대로 형성되어 발광 다이오드가 형성된다. 제 5 서브 화소(SP5)의 제 2 발광층(137) 및 제 3 발광층(139)은 각각 제 2 서브 화소(SP2) 및 제 3 서브 화소(SP3)의 발광층으로부터 연장된 것이다.
제 6 서브 화소(SP6)는 제 3, 제 1 서브 화소(SP3, SP1) 사이에 위치한 것으로, 제 1 전극(120) 상에, 정공 수송층(131), 전자 저지층(134), 청색을 발광하는 제 1 발광층(135), 제 1 전하 생성층(136), 제 2 정공 수송 보조층(133), 청색을 발광하는 제 1 발광층(135), 제 1 전하 생성층(136), 녹색을 발광하는 제 3 발광층(139), 정공 저지층(140), 전자 수송층(141), 제 2 전극(142)이 순서대로 형성되어 발광 다이오드가 형성된다. 제 6 서브 화소(SP6)에서 구비된 제 1 발광층(135) 및 제 3 발광층(139)은 각각 제 1 서브 화소(SP1) 및 제 3 서브 화소(SP3)의 발광층으로부터 연장된 것으로, 상술한 바와 같이, 이 경우, 각 색 발광층을 형성하기 위한 금속 미세 마스크의 개구부의 폭은 상기 각 서브 화소의 발광부 폭의 3배에 상당한다.
공통적으로 각 서브 화소들(SP1~SP6)제 1 서브 화소(SP1)와 마찬가지로, 상기 제 2 전극(142) 상부에, 발광 다이오드를 보호를 수행하는 캐핑층(150)이 형성된다. 상기 캐핑층(150)은 유기물 증착 공정에서 함께 형성될 수 있으며, 그 재료는 유기물일 수도 있고, 혹은 무기물일 수 있다. 상기 캐핑층(150)은 기판(100)에 구비된 복수개의 서브 화소들을 덮도록 일체형으로 형성되며, 필요에 따라 캐핑층(150)은 굴절률 차를 갖는 복수층으로 형성될 수도 있으며, 각 서브 화소에서 광 추출 효과를 달리하도록 다른 두께로 형성될 수도 있다.
정공 수송층(131), 제 1, 제 2 정공 수송 보조층(132, 133), 전자 저지층(134)은 정공 수송성 유기물로 형성되며, 이 중 정공 수송층(131) 및 전자 저지층(134)은 각 서브 화소들에 공통적으로 형성되는 공통층이다. 전자 저지층(134)은 발광층들에서 전자가 빠져나오지 않게 하는 기능에서 특이성이 있으므로, 전자 저지층(134)의 HOMO/LUMO 에너지 준위는 상기 발광층과 차이를 갖도록 조정될 수 있으며, 이를 위해 주 재료(host)의 LUMO 준위가 발광층의 LUMO 준위와 일정한 차이를 갖거나 전자 이동성을 방지하기 위해 특정의 도펀트가 더 포함될 수 있다.
제 1 정공 수송 보조층(132)은 적색 발광층의 적정한 발광 영역을 조절하기 위하여 구비되는 층으로 그 성분은 정공 수송성 유기물이며, 제 2 정공 수송 보조층(133)은 녹색 발광층의 적정한 발광 영역을 조절하기 위해 구비되는 층으로 역시 그 성분은 정공 수송성 유기물이다. 제 1 전극(120) 과 제 2 전극(142) 사이에 해당 발광층의 공진이 이루어지는 영역을 맞추기 위해 상대적으로 장파장인 적색 발광층을 갖는 서브 화소에서의 제 1 정공 수송 보조층(132)이 보다 단파장인 녹색 발광층을 갖는 서브 화소에서의 제 2 정공 수송 보조층(133)보다 두꺼운 두께이다.
또한, 제 1 정공 수송 보조층(132)은 적색 발광층을 단일로 갖는 제 2 서브 화소(SP2)와, 적색 발광층이 구비되는 복수 발광층 중 하나일 때도 제 5 서브 화소(SP5)와 같이, 구비될 수 있다. 그러나, 경우에 따라 도시된 제 4 서브 화소(SP4)와 같이, 적색을 발광하는 제 2 발광층(137)을 갖더라도, 그 하부에 다른 발광층(135)이 존재하여 제 2 발광층(137)의 발광 영역 확보가 가능한 경우 상기 제 2 정공 수송 보조층(132)은 생략될 수 있다.
그리고, 상기 제 1, 제 2 전하 생성층(136, 138)은 서로 다른 발광층 사이에 위치하며 하측의 발광층으로는 부족한 전자를 공급하는 n 형 전하 생성층, 상측의 발광층으로는 부족한 정공을 공급하는 p형 전하 생성층의 적층 구조로 이루어질 수 있다.
각 서브 화소에서 가장 상측에 위치하는 발광층 상부에는 전자 수송층의 공통층으로 정공 저지층(140) 및 전자 수송층(141)이 구비된다. 상기 정공 저지층(140)은 발광층들에서 정공이 빠져나오지 않게 하는 기능에서 특이성이 있으므로, 정공 저지층(140)의 HOMO/LUMO 에너지 준위는 상기 발광층과 차이를 갖도록 조정될 수 있으며, 이를 위해 주 재료(host)의 HOMO 준위가 발광층의 HOMO 준위와 일정한 차이를 갖거나 정공 이동성을 방지하기 위해 특정의 도펀트가 더 포함될 수 있다.
상기 정공 저지층(140), 전자 수송층(141), 제 2 전극(142) 및 캐핑층(150)은 각 서브 화소의 발광층 상부에 공통적으로 위치하는 점에서 상부 공통 스택(1500)이라 하며, 동일한 공통 마스크로 형성될 수도 있다. 상부 공통 스택(1500)에 구비된 층들은 모두 기판 상의 서브 화소들을 커버하도록 적어도 복수개의 서브 화소들을 포함한 액티브 영역에 뚫려있는 개구부를 갖는 공통 마스크를 이용한다. 경우에 따라 상부층으로 가며 마스크의 개구부 크기를 크게 하여, 상부 층이 하부층을 덮는 형상으로 할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치에서, 제 1 발광층(135), 제 2 발광층(137) 및 제 3 발광층(139)은 각각 독립적인 발광이 이루어진 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1~S3)에 구비되고 각 발광층이 해당 독립 발광의 서브 화소의 양측의 서브 화소로 연장되어 형성된다. 즉, 제 1 발광층(135)은 제 1 서브 화소(SP1)와 함께 그 양측에 인접한 제 4 서브 화소 (SP4) 및 제 6 서브 화소(SP6)에도 형성되어 총 3개의 서브 화소(SP1, SP4, SP6)에 걸쳐 형성된다. 마찬가지로, 제 2 발광층(137)은 제 2 서브 화소(SP2)와 함께, 그 양측의 제 4 서브 화소(SP4) 및 제 5 서브 화소(SP5)에 형성되어 총 3개의 서브 화소(SP2, SP4, SP5)에 걸쳐 형성된다. 제 3 발광층(139)은 제 3 서브 화소(SP3)와 함께, 그 양측의 제 4 서브 화소(SP4) 및 제 5 서브 화소(SP5)에 형성되어 총 3개의 서브 화소(SP2, SP4, SP5)에 걸쳐 형성된다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치의 녹색 발광층에 대응된 미세 금속 마스크의 개구부를 나타낸 평면도이다.
도 5와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치의 각 발광층은 연속되어 있는 총 3개의 서브 화소들에 배치되는 것으로, 이를 위해 각 발광층 형성시 3개 서브 화소들에 걸쳐 개구부를 갖는 미세 금속 마스크를 통해 각 발광층이 형성된다.
도 5는 녹색 발광층에 대응된 미세 금속 마스크를 나타낸 것으로, 6개의 서로 다른 색(R, Y, G, C, B, M)을 발광하는 서브 화소들이 동일 행에 있을 때, 이 중 3개의 연속된 서브 화소들에 녹색 발광층의 개구부(GMO)가 구비되고, 이어 다음 행에는 왼쪽으로 하나의 서브 화소가 쉬프트가 위치한 영역에 3개의 연속된 서브 화소들에 대응하여 녹색 발광층의 개구부가 구비된다. 세로 방향에서는 계단 형상으로 쉬프트된 형상으로 개구부가 배치된다.
동일한 형상으로 적색 발광층에 대응된 미세 금속 마스크의 개구부는 도시된 녹색 발광층에 대응된 개구부에 대해 각 행별 왼쪽에서 하나의 서브 화소만큼 중첩하도록 구비된다.
그리고, 청색 발광층에 대응된 미세 금속 마스크의 개구부는 도시된 녹색 발광층에 대응된 개구부에 대해 각 행별 오른쪽에서 하나의 서브 화소만큼 중첩하도록 구비된다.
이 경우, 각 발광층은 총 3개의 서브 화소에 걸쳐 형성되나 발광부는 이의 3분할 영역에 형성될 수 있는 것으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시 장치는 발광층의 크기를 최소로 하여 얻어지는 해상도에 3배 이상의 해상도를 얻을 수 있는 것이다.
이 경우, 본 발명의 표시 장치의 제조 방법은 도 1 내지 도 4b를 참조하면, 복수개의 서브 화소(SP1~SP6)에 각각 제 1 전극(120)을 형성하는 단계와, 상기 서브 화소들(SP1~SP6) 중 일부에, 상기 제 1 전극(120) 상에 발광층으로 제 1 내지 제 3 발광층을 단일로 형성하여, 기준 서브 화소(S1: SP1, SP2, SP3)를 정의하고, 상기 서브 화소들 중 나머지에, 상기 제 1 내지 제 3 발광층 중 적어도 2개의 발광층이 중첩하도록 형성하여, 제 2 화소(S2: SP4, SP5, SP6)를 정의하는 단계 및 상기 제 1 내지 제 2 화소들(S1, S2)에 걸쳐, 상기 제 1 내지 제 3 발광층 상에 제 2 전극(142)를 형성하는 단계로 이루어지는 것이다.
그리고, 상기 2개 이상의 발광층이 중첩하는 제 2 화소(S2: SP4, SP5, SP6) 내 상기 적어도 2개의 발광층들(135, 137/ 137, 139/ 135, 139) 사이에 전하 생성층(CGL, 136 또는 138)을 형성한다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 화소(S1, S2)를 정의하는 단계에서, 제 1 내지 제 3 발광층(135, 137, 139)은 각각 적어도 2개 이상의 서브 화소들(SP)에 형성할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 비교예와 본 발명의 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도이다.
도 6a와 같이, 비교예에 따른 표시 장치는, 적색, 녹색 및 청색 서브 화소, 즉, 3색의 서브 화소와 각 서브 화소에 해당 색의 발광층을 구비한 구조이다.
이 경우, 도 6a와 같이, 비교예에 따른 표시 장치는 적색, 녹색 및 청색의 발광층이 각각 대각선 방향으로 배치된다. 각 발광층이 형성된 영역이 각각의 색을 발광하는 서브 화소로 기능한다. 비교예에 따른 표시 장치는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소, 총 3개의 서브 화소가 정의되는 것이다.
본 발명의 표시 장치는, 도 6b와 같이, 서로 다른 색을 발광하는 서브 화소, 즉, 적색 서브 화소(R), 옐로우 서브 화소(Y), 녹색 서브 화소(G), 시안 서브 화소(C), 청색 서브 화소(B) 및 마젠타 서브 화소(M)의 총 6개의 서브 화소의 배치를 한 세트로 할 때, 한 세트 내에서 각 R, G, B 발광층을이 반분되어 가지며, 각 발광층의 중심에는 단독 발광층의 서브 화소, 발광층의 양측은 다른 발광층과의 중첩을 갖는 서브 화소를 갖는 것이다. 본 발명의 표시 장치에 있어서도, 도 6b와 같이, 각 발광층들은 대각선 상으로 배치될 수 있다. 본 발명의 표시 장치는, 비교예와 동일 수의 발광 물질을 구비한 것이지만, 동일 면적 비교 행과 열에서 2배의 서브 화소를 갖도록 분할될 수 있으며, 이로서, 비교예의 동일 스케일의 발광층 미세 금속 마스크(EML FMM) 대비 4배의 해상도를 가질 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 동일 시안(cyan) 표현을 위해 비교예 및 본 발명의 표시 장치의 필요 휘도를 나타낸 평면도이다.
도 7a와 같이, 비교예에 따른 표시 장치에서는 도 6a와 같이, 서브 화소들은 원색인 적색, 녹색 및 청색의 서브 화소로만 이루어지기 때문에, 중간색인 시안(cyan)을 표현하기 위해서는 녹색과 청색의 서브 화소가 동시에 턴온되어야 한다. 도 7b와 같이, 본 발명의 표시 장치에서, 각 시안을 발광하는 서브 화소에 요구되는 휘도가 '1'일 때, 비교예에 따른 서브 화소들은 인접한 녹색 서브 화소와 청색 서브 화소의 동시 발광으로 시안 표현이 되어 녹색 및 청색 서브 화소들이 동일 휘도가 턴온되어야 하므로, 비교예는 본 발명의 표시 장치에서 단일의 시안을 구동하기 위해 요구되는 면적 대비 4배 이상의 서브 화소면적이 요구된다. 또한, 각 서브 화소를 구동하기 위해 각 발광층을 포함한 발광 소자에 접속되어 이를 구동하기 위한 박막 트랜지스터를 턴온시켜야 하는데, 턴온시 일정 전압 값 이상이 요구됨으로 박막 트랜지스터의 구동 수가 늘어난만큼 소비 전력 증가가 문제될 수 있다. 또한, 단일 시안을 표현하기 위해 이중으로 서브 화소가 요구되므로, 비교예의 경우 본 발명의 구조 대비 해상도가 1/4로 떨어진다. 또한, 비교예와 같이 각 발광층 크기에 대응하여 미세 금속 마스크의 개구부를 정의하는 구조에서, 개구부의 크기는 마스크의 쳐짐 등을 고려하여 일정 크기 이하로 구현함에 제한이 있어, 단일색 대비 마젠타, 시안, 옐로우와 같이 복합색을 구현함에 최소 크기의 색표현의 단위가 커진다는 문제가 있다.
이상과 같이, 본 발명의 표시 장치는 단일의 발광층으로 서브 화소가 구현되는 비교예 구조 대비 해상도 및 소비 전력 관점에서 효과가 있음을 설명하였다.
동일한 효과를 갖는 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다.
*제 2 실시예*
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도이며, 도 9a 내지 도 9c는 도 7의 제 1 내지 제 3 발광층 형성 마스크를 나타낸 평면도이다.
도 8과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시 장치는 각각 다른 색을 발광하는 서브 화소들이 육분할된 육각형의 시계 방향 또는 반시계 방향으로 배치된 것이다. 즉, 적색 서브 화소, 마젠타 서브 화소, 청색 서브 화소, 시안 서브 화소, 녹색 서브 화소 및 옐로우 서브 화소의 순서로 배치가 이루어진다.
상술한 제 1 실시예의 구조와 대비하여 서브 화소들인 행이나 열로 배치되었는지와 육각형의 중심을 중심으로 시계 방향 혹은 반시계 방향의 둘러싸는 배치를 갖는가의 평면적 차이가 있을 뿐, 이들 서로 다른 서브 화소들을 가로지른 선상의 단면도는 도 3에 대해 설명한 바와 동일할 수 있다.
즉, 제 2 실시예에 있어서도, 적색, 녹색 및 청색 서브 화소는 단일의 발광층을 갖고, 옐로우, 시안, 마젠타 서브 화소는 이층의 발광층의 중첩을 가는 점은 제 1 실시예와 같으므로, 동일 구조에 대해 설명은 생략한다.
도 9a와 같이, 적색 발광층을 형성하기 위한 미세 금속 마스크의 개구부(RMO)는 대각선 방향으로 배치된다. 이 경우, 미세 금속 마스크의 개구부는 6개의 서로 다른 서브 화소를 둘러싼 육각형을 반분하는 형상으로 지나간다.
도 9b 및 도 9c와 같이, 청색 및 녹색 발광층을 형성하기 위한 미세 금속 마스크의 개구부(BMO, GMO)는 각각의 개구부가 삼각형의 형상이며, 각 서브 화소에 대응되는 크기로 삼각형을 4분할 때, 4분된 하나의 삼각형이 상기 적색 발광층을 형성하기 위한 미세 금속 마스크의 개구부(RMO)와 다른 위치에 중첩한다. 또한, 청색 및 녹색 발광층을 형성하기 미세 금속 마스크의 개구부(BMO, GMO)간에도 상술한 적색 발광층을 형성하기 위한 미세 금속 마스크의 개구부(RMO)와는 다른 위치에서 중첩을 갖는다.
한편, 각 색별 배치는 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 8a의 평행사변형 개구부 형태에 적색 발광층 형성용 마스크가 아닌 녹색이나 청색 발광층 형성용 마스크로 변경할 수도 있고, 도 8b와 8c의 청색 및 녹색의 배치도 다른 색의 발광층 형성용 마스크를 적용하여 달리할 수 있다.
*제 3 실시예*
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도이며, 도 11a 내지 도 11c는 도 10의 제 1 내지 제 3 발광층 형성 마스크를 나타낸 평면도이다.
도 10과 같이, 제 3 실시예에 따른 표시 장치는 적색, 녹색 및 청색의 단일 발광층을 포함한 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1, SP2, SP3)와, 적색, 녹색 및 청색의 발광층이 함께 3중 적층되어 백색을 나타내는 제 7 서브 화소(SP7)를 갖는 구조를 나타낸 것이다.
육분할된 육각형의 중심을 둘러싸며, 단일 발광층을 갖는 제 1 서브 화소 내지 제 3 서브 화소(SP1~SP3)로 적색, 녹색 및 청색을 발광하도록 각각의 단일 발광층을 갖도록 배치되고, 각각 단일 발광층을 갖는 제 1 서브 화소 내지 제 3 서브 화소가 백색을 나타내는 제 7 서브 화소(SP7)와 한쌍을 이루며 인접하게 배치된다.
여기서, 도 11a와 같이, 청색 발광층을 형성하는 미세 금속 마스크의 개구부(BMO)는 우상좌하의 대각 방향에서 단축을 갖는 평행 사변형의 형태이며, 상기 우상좌하로 상기 평행 사변형의 개구부가 배열된다. 상기 각각의 평행 사변형의 각각 삼각형 형상의 2개의 인접한 서브 화소(SP)에 대응된 형상으로, 인접한 제 1 서브 화소(SP1)와 제 7 서브 화소(SP7)에 대응되는 개구부이다.
도 11b와 같이, 적색 발광층을 형성하는 미세 금속 마스크의 개구부(RMO)는 좌상우하의 대각 방향에서 단축을 갖는 평행 사변형의 형태이며, 상기 좌상우하로 상기 평행 사변형의 개구부가 배열된다. 상기 각각의 평행 사변형의 각각 삼각형 형상의 2개의 인접한 서브 화소(SP2, SP7)에 대응된 형상으로, 인접한 제 2 서브 화소(SP2)와 제 7 서브 화소(SP7)에 대응되는 개구부이다.
도 11c와 같이, 녹색 발광층을 형성하는 미세 금속 마스크의 개구부(GMO)는 행방향으로 배열되며, 각각 세로 방향으로 장축을 갖는 평행 사변형의 형태이다. 상기 각각의 평행 사변형의 각각 삼각형 형상의 2개의 인접한 서브 화소(SP3, SP7)에 대응된 형상으로, 인접한 제 3 서브 화소(SP3)와 제 7 서브 화소(SP7)에 대응되는 개구부이다.
여기서, 제 7 서브 화소(SP7)의 수는 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1~SP3)들을 합친 수에 대응되며, 각각 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1~SP3)과 쌍으로 배치될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예의 제 7서브화소를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 있어서, 제 1 내지 제 3 서브 화소는 도 3에서 설명한 청색, 적색, 및 녹색을 발광하는 제 1 내지 제 3 서브 화소의 구조를 따른다. 이들을 단일 발광층을 구비하는 것이다.
도 12와 같이, 제 7 서브 화소는 청색을 발광하는 제 1 발광층(135), 적색을 발광하는 제 2 발광층(137) 및 녹색을 발광하는 제 3 발광층(139)이 중첩되어 있으며, 서로 발광층 사이에 제 1, 제 2 전하 생성층(136, 138)이 구비된다. 상기 제 1 전하 생성층(136, 138)은 각각 n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층의 적층으로 이루어질 수 있으며, n형 전하 생성층은 하측의 발광층으로 전자를 공급하며, p형 전하 생성층은 상측의 발광층으로 정공을 공급하는 기능을 한다.
발광층(135, 137, 139)의 적층 구조 및 제 1, 제 2 전하 생성층(136, 138) 구조 외에 정공 수송성 공통층으로 정공 수송층(131), 전자 저지층(134)을 구비하는 점 및 가장 상부에 위치하는 제 3 발광층(139) 상에 전자 수송성의 정공 저지층(140), 전자 수송층(141)이 구비되는 점 및 이어 제 2 전극(142) 및 캐핑층(150)이 형성된 점은 앞서 상술한 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1, SP2, SP3)의 구조와 동일하며, 동일 구성에 대해서는 설명을 생략한다. 여기서, 상기 제 7 서브 화소는 서로 다른 적색, 녹색 및 청색 발광층이 3중 적층되어 최종 백색 발광이 이루어진다.
*제 4 실시예*
도 13는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소 배치를 나타낸 평면도이며, 도 14a 내지 도 14c는 도 13의 제 1 내지 제 3 발광층 형성 마스크를 나타낸 평면도이다.
도 13과 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 표시 장치는 청색(B), 적색(R) 및 녹색(G)의 단일 발광층을 갖는 제 1 내지 제 3 서브 화소(SP1, SP2, SP3)와, 2층의 발광층이 중첩되어 마젠타(M), 옐로우(Y), 시안(C)을 발광하는 제 4 내지 제 6 서브 화소(SP4, SP5, SP6)와 더불어, 적,녹, 청의 3층 발광층이 중첩되어 백색(W)을 표현하는 제 7 서브 화소(SP7)가 구비된다. 그 평면적 배치를 살펴보면, 백색을 표현하는 제 7 서브 화소(SP7)가 중심의 육각형 내에 육각형 내에 위치하며, 상기 육각형을 코어로 하여 별모양으로 둘러싸면서 이층 발광층을 갖는 제 4 내지 제 6 서브 화소(SP4, SP5, SP6)가 배치되고, 제 4 내지 제 6 서브 화소(SP4, SP5, SP6) 사이사이에 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 제 2, 제 3 및 제 1 서브 화소(SP2, SP3, SP1)로 배치된다.
도 13의 평면적 배치는 백색의 발광을 가장 크게 구비하는 것으로, 고휘도 표현이 중요한 표시 장치에서 유용하게 이용될 수 있는 것이다. 이러한 제 5 실시예의 구조에서는 적색, 녹색, 청색의 3색 표현과 더불어 이들의 중간색들인 마젠타, 옐로우 및 시안 색의 표현이 동시에 가능하며, 특히 서로 다른 색을 발광하는 제 1 내지 제 7 서브 화소를 한 세트로 한 구성을 육각형의 셀의 단위로 나타낼 때, 이 중 1/3 이상의 면적을 백색을 나타내는 제 7 서브 화소(SP7)가 차지하도록 하여 고휘도 표현이 용이하다.
한편, 도 13의 제 1 내지 제 7 서브 화소의 배치는 일예이며, 요구되는 색표현에 따라 서브 화소들의 배치는 달리할 수 있다.
그리고, 단일 색의 발광층을 갖는 제 1 내지 제 3 서브 화소(B, R, G 발광의 서브 화소) 및 중간 색 발광층을 갖는 제 4 내지 제 6 서브 화소(M, Y, C 발광의 서브 화소)들은 도 3의 단면 구조와 동일하며, 3중의 발광층으로 백색을 표현하는 제 7 서브 화소는 도 12의 적층 구조를 갖는다.
본 발명의 제 5 실시예에 따른 표시 장치에서, 도 14a 와 같이, 청색을 발광하는 제 1 발광층을 형성하고자 하는 미세 금속 마스크의 개구부(BMO)는 우상좌하 방향의 대각선 방향으로 길게 배치되며, 도 14b와 같이, 적색을 발광하는 제 2 발광층을 형성하고자 하는 미세 금속 마스크의 개구부(RMO)는 좌상우하 방향의 대각선 방향으로 길게 배치되며, 도 14c와 같이, 녹색을 발광하는 제 3 발광층을 형성하고자 하는 미세 금속 마스크의 개구부(GMO)는 가로 방향으로 길게 배치되는 것으로, 이들 개구부는 개구되지 않은 부분보다 면적을 크게 하여, 2중 발광층 중첩 영역과 3중 발광층 중첩 영역을 함께 갖고, 또한, 3개의 발광층의 중첩면적인 총 액티브 영역의 1/3 이상이 되도록 한다. 이를 통해 백색 발광 영역을 일정 이상 확보하여 고휘도 표현이 가능하도록 한다.
본 발명의 표시 장치는 단일 발광층을 구비한 서브 화소와 이와 인접한 서브 화소로 단일 발광층으로 연장시켜 발광층들이 중첩한 서브 화소를 구비함으로써, 다양한 색 표현이 가능하다.
그리고, 복수의 색을 표현함에 있어서, 추가적인 재료 개발이나 적용없이, 발광층의 중첩에 의해 중간 색의 색 표현이 가능하여, 고해상도 구현이 가능하다. 즉, VR(Virtual Reality) 혹은 AR (Augmented Reality)에 맞는 충분한 고해상도의 구현이 가능하다.
또한, 중간 색의 색 표현을 발광층의 중첩으로 가능하여 미세 금속 마스크의 개구부를 줄이거나 추가 미세 금속 마스크를 구비하지 않고, 3색 발광층의 형성과 동일한 조건으로 고해상도 표현이 가능하다. 미세 금속 마스크의 한계를 극복할 수 있으며, 단일 발광층의 서브 화소와 복수 중첩 발광층의 서브 화소를 구현함에 있어 장비적 한계가 없다.
한편, 본 발명의 표시 장치는 중간 색의 색 표현이 단일 서브 화소에서 가능하여, 일반적인 RGB 서브 화소를 구비하는 구조에서 인접 서브 화소의 동시 구동으로 중간 색이 색 표현이 가능한데 비해 소비 전력을 줄일 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 기판 120: 제 1 전극
125: 뱅크 131: 정공 수송층
132: 제 1 정공 수송 보조층 133: 제 2 정공 수송 보조층
134: 전자 저지층 135: 제 1 발광층
136: 제 1 전하 생성층 137: 제 2 발광층
138: 제 2 전하 생성층 139: 제 3 발광층
140: 정공 저지층 141: 전자 수송층
142: 제 2 전극 150: 캐핑층
125: 뱅크 131: 정공 수송층
132: 제 1 정공 수송 보조층 133: 제 2 정공 수송 보조층
134: 전자 저지층 135: 제 1 발광층
136: 제 1 전하 생성층 137: 제 2 발광층
138: 제 2 전하 생성층 139: 제 3 발광층
140: 정공 저지층 141: 전자 수송층
142: 제 2 전극 150: 캐핑층
Claims (19)
- 기판 상에 서로 이격하여 구비되고, 각각 단일 색을 발광하는 발광층을 구비한 복수개의 기준 서브 화소;
상기 기판 상에 이격한 상기 복수개의 기준 서브 화소 사이에 위치하며, 상기 기준 서브 화소의 발광층으로부터 연장된 2개 이상의 서로 다른 색을 발광하는 발광층들을 중첩하여 구비한 혼합 서브 화소;
상기 혼합 서브 화소 내 서로 다른 색을 발광하는 발광층들 사이에 구비된 전하 생성층;
상기 복수개의 기준 서브 화소 및 상기 혼합 서브 화소에 각각 상기 발광층 하부에 구비된 제 1 전극; 및
상기 복수개의 기준 서브 화소 및 상기 혼합 서브 화소에 일체형으로 상기 발광층 상부에 구비된 제 2 전극을 포함하고,
상기 전하 생성층은 상기 복수개의 기준 서브 화소와 비중첩한 표시 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 기준 서브 화소는 제 1 내지 제 3 발광층을 단일로 구비한 제 1 내지 제 3 서브 화소 중 어느 하나이며,
상기 혼합 서브 화소의 서로 다른 색을 발광하는 발광층들은 상기 기준 서브 화소의 제 1 내지 제 3 발광층 중 적어도 2개의 발광층으로부터 연장되는 표시 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 기준 서브 화소 및 혼합 서브 화소의 각각의 경계에 뱅크가 더 구비된 표시 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 3 발광층은 각각 단일의 기준 서브 화소를 포함하여 이와 인접한 2개 이상의 혼합 서브 화소에 인접한 뱅크 상부를 지나며 연장된 표시 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 제 1 발광층은 430nm 내지 480nm의 파장에서 피크 파장을 갖고,
상기 제 2 발광층은 600nm 내지 650nm의 파장에서 피크 파장을 갖고,
상기 제 3 발광층은 500nm 내지 580nm의 파장에서 피크 파장을 갖는 표시 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 기준 서브 화소에서,
상기 제 1 전극과 상기 제 1 내지 제 3 발광층 중 어느 하나 사이에 정공 수송성 공통층을 더 포함하며,
상기 제 1 내지 제 3 발광층 중 어느 하나와 상기 제 2 전극 사이에 전자 수송성 공통층을 더 포함하며,
상기 혼합 서브 화소에서,
상기 정공 수송성 공통층은 상기 제 1 전극과 상기 서로 다른 색을 발광하는 발광층들 중 가장 하부에 있는 발광층 사이에서 연속되며,
상기 전자 수송성 공통층은 상기 서로 다른 색을 발광하는 발광층들 중 가장 상부에 있는 발광층의 연장부 및 상기 제 2 전극 사이에서 연속된 표시 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 혼합 서브 화소는 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에서, 상기 제 1 전극에 가까운 쪽부터 상기 제 1 발광층의 연장부, 제 1 전하 생성층, 상기 제 2 발광층의 연장부, 제 2 전하 생성층 및 제 3 발광층의 연장부 순서로 적층된 표시 장치. - 제 7항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 3 서브 화소는 상기 혼합 서브 화소에 각각 인접한 표시 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 혼합 서브 화소는
상기 제 1 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 2 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 1 발광층의 제 1 연장부 및 상기 제 2 발광층의 제 1 연장부 사이에 제 1 전하 생성층을 포함한 제 4 서브 화소와,
상기 제 2 발광층의 제 2 연장부와, 제 3 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 2 발광층의 제 2 연장부 및 상기 제 3 발광층의 제 1 연장부 사이에 제 2 전하 생성층을 포함한 제 5 서브 화소와,
상기 제 1 발광층의 제 2 연장부와 상기 제 3 발광층의 제 2 연장부와, 상기 제 1 발광층의 제 2 연장부 및 상기 제 3 발광층의 제 2 연장부 사이에 상기 제 1 전하 생성층 또는 상기 제 2 전하 생성층과 동일층의 전하 생성층을 포함한 제 6 서브 화소를 포함하는 표시 장치. - 제 9항에 있어서,
상기 제 2 발광층의 제 1 연장부는 상기 제 4 서브 화소에서, 상기 제 1 발광층의 제 1 연장부 상부에 위치하며,
상기 제 3 발광층의 제 1 연장부는, 상기 제 5 서브 화소에서, 상기 제 2 발광층의 제 2 연장부 상부에 위치하고,
상기 제 3 발광층의 제 2 연장부는, 상기 제 6 서브 화소에서, 상기 제 1 발광층의 제 2 연장부 상부에 위치한 표시 장치. - 제 9항에 있어서,
상기 제 1 서브 화소, 제 4 서브 화소, 제 2 서브 화소, 제 5 서브 화소, 제 3 서브 화소 및 제 6 서브 화소의 순으로 행 방향으로 배열되거나 열 방향으로 배열된 표시 장치. - 제 9항에 있어서,
육분할된 육각형 내에서 상기 제 1 서브 화소, 제 4 서브 화소, 제 2 서브 화소, 제 5 서브 화소, 제 3 서브 화소 및 제 6 서브 화소의 순으로 배열된 표시 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 혼합 서브 화소는
상기 제 1 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 2 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 1 발광층의 제 1 연장부 및 상기 제 2 발광층의 제 1 연장부 사이에 제 1 전하 생성층을 포함한 제 4 서브 화소;
상기 제 2 발광층의 제 2 연장부와, 제 3 발광층의 제 1 연장부와, 상기 제 2 발광층의 제 2 연장부 및 상기 제 3 발광층의 제 1 연장부 사이에 제 2 전하 생성층을 포함한 제 5 서브 화소;
상기 제 1 발광층의 제 2 연장부와 상기 제 3 발광층의 제 2 연장부와, 상기 제 1 발광층의 제 2 연장부 및 상기 제 3 발광층의 제 2 연장부 사이에 상기 제 1 전하 생성층 또는 상기 제 2 전하 생성층을 포함한 제 6 서브 화소; 및
상기 제 1 발광층의 제 3 연장부, 상기 제 1 전하 생성층, 상기 제 2 발광층의 제 3 연장부, 상기 제 2 전하 생성층 및 제 3 발광층의 제 3 연장부 순서로 적층된 제 7 서브 화소를 포함한 표시 장치. - 제 13항에 있어서,
상기 제 7 서브 화소 주변에 상기 제 1 서브 화소, 제 4 서브 화소, 제 2 서브 화소, 제 5 서브 화소, 제 3 서브 화소 및 제 6 서브 화소의 순으로 배열된 표시 장치. - 기판 상의 복수개의 서브 화소에 각각 제 1 전극을 형성하는 단계;
상기 서브 화소들 중 일부에, 각각 상기 제 1 전극 상에 서로 다른 단일 색을 발광하는 제 1 내지 제 3 발광층 중 하나를 포함한 기준 서브 화소를 구비하고, 상기 서브 화소들 중 나머지에, 상기 제 1 내지 제 3 발광층 중 적어도 2개의 발광층이 중첩하도록 형성하여, 혼합 서브 화소를 구비하는 단계;
상기 복수개의 기준 서브 화소와 비중첩하며, 상기 혼합 서브 화소 내 상기 적어도 2개의 발광층들 사이에 전하 생성층을 형성하는 단계; 및
상기 기준 서브 화소와 혼합 서브 화소들에 걸쳐, 상기 제 1 내지 제 3 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한 표시 장치의 제조 방법.
- 삭제
- 제 15항에 있어서,
상기 기준 서브 화소 및 혼합 서브 화소를 구비하는 단계에서,
상기 제 1 내지 제 3 발광층은 각각 적어도 2개 이상의 서브 화소들에 형성하는 표시 장치의 제조 방법. - 제 17항에 있어서,
상기 제 1 전극을 형성하는 단계 후, 상기 기준 서브 화소 및 혼합 서브 화소의 각각의 경계에 뱅크를 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법. - 제 18항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 3 발광층은 각각 단일의 기준 서브 화소와 그에 인접한 2개 이상의 혼합 서브 화소에 인접한 뱅크 상부를 지나며 연장되는 표시 장치의 제조 방법.
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