KR20150019718A - 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

일 측면에 따르면, 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 형성된 복수 개의 유기 발광 소자를 갖는 디스플레이부; 상기 디스플레이부 상부에 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되는 충전재;를 포함하고, 상기 유기 발광 소자는, 상기 기판 상에 형성되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되고 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 상기 중간층 상에 배치된 다공성 제2 전극을 포함하며, 상기 다공성 제2 전극은 불순물이 일정 부분에 집중되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법{Organic light emitting display apparatus and method of manufacturing organic light emitting display apparatus}
본 발명의 일 실시예는 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조방법에 관한 것이다.
유기 발광 소자를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치는 현재 널리 상용화되어 있는 LCD에 비하여 빠른 응답 속도를 가지고 있어 동영상의 구현이 가능하고, 자체적으로 발광하여 시야각이 넓으며 높은 휘도를 낼 수 있어 차세대 표시 장치로 각광을 받고 있다.
상기 유기 발광 소자는 상호 대향된 화소 전극과 대항 전극, 그리고 화소 전극과 대향 전극 사이에 개재된 유기물을 포함하는 발광층으로 이루어진다. 이러한 유기 발광 소자는 수분, 산소, 빛 등에 매우 민감해 이들과 접촉하게 되면 상기 유기 발광 소자의 열화가 발생하기 쉽다. 또한, 산소, 수분 등이 유기물층으로 확산되어 들어가면 전극과 유기물층의 계면에서 전기 화학적인 전하 이동 반응이 발생하여 산화물이 생성되며 상기 산화물이 유기물층과 화소 전극 또는 대항 전극을 분리시켜 암점(dark spot)과 같은 현상을 유발함으로써 상기 유기 발광 소자의 수명을 감소시킨다. 유기 발광 소자는 열에 대한 내구성이 약하여 온도가 30℃ 내지 60℃로 상승할 경우 상기 유기 발광 소자의 수명이 약 20배까지 감소하는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 주된 목적은 진행성 암점의 발현을 지연시켜서 유기 발광 표시 장치의 수명을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면, 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 형성된 복수 개의 유기 발광 소자를 갖는 디스플레이부; 상기 디스플레이부 상부에 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되는 충전재;를 포함하고, 상기 유기 발광 소자는, 상기 기판 상에 형성되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되고 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 상기 중간층 상에 배치된 다공성 제2 전극을 포함하며, 상기 다공성 제2 전극은 불순물이 일정 부분에 집중되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
상기 충전재는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 공간을 채우도록 구비될 수 있다.
상기 충전재는 상기 디스플레이부를 덮도록 구비될 수 있다.
상기 충전재는 실리콘, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 충전재는 게터 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합시키는 실런트;를 더 포함할 수 있다.
상기 실런트는 글래스 프릿을 포함할 수 있다.
상기 실런트와 상기 디스플레이부 사이에 위치하는 게터;를 더 포함할 수 있다.
상기 다공성 제2 전극과 상기 충전재 사이에 배치되는 다공성 분리층을 더 포함할 수 있다.
상기 다공성 분리층은 유기물 또는 플루오르화리튬(LiF)을 포함할 수 있다.
상기 불순물은 상기 충전재에서 발생한 배출 가스(out gas)일 수 있다.
평균 효과(average effect)에 의해 상기 불순물이 상기 다공성 제2 전극의 일정 부분에 집중되는 것을 방지하는 것일 수 있다.
상기 다공성 제2 전극은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, Yb 및 이들의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 다공성 제2 전극의 공극 크기는 3Å 이상일 수 있다.
상기 다공성 제2 전극의 두께는 1Å 이상 200Å 이하일 수 있다.
다른 측면에 따르면, 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 형성된 복수 개의 유기 발광 소자를 갖는 디스플레이부; 상기 디스플레이부 상부에 배치되는 제2 기판; 및 상기 제2 기판 하부에 구비되는 컬러 필터;를 포함하고, 상기 유기 발광 소자는, 상기 기판 상에 형성되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되고 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 상기 중간층 상에 배치된 다공성 제2 전극을 포함하며, 상기 다공성 제2 전극은 불순물이 일정 부분에 집중되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
상기 컬러 필터를 덮는 오버코트층;을 더 포함할 수 있다.
상기 불순물은 상기 오버코트층에서 발생한 배출 가스(out gas)일 수 있다.
상기 제2 기판 하부에 광투과 영역과 광차단 영역으로 구분되어 형성되는 블랙 매트릭스;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되는 충전재;를 더 포함할 수 있다.
상기 충전재는 실리콘, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 충전재는 게터 물질을 포함할 수 있다.
상기 불순물은 상기 충전재에서 발생한 배출 가스(out gas)일 수 있다.
상기 충전재는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 공간을 채우도록 구비될 수 있다.
상기 충전재는 상기 디스플레이부를 덮도록 구비될 수 있다.
상기 다공성 제2 전극과 상기 충전재 사이에 배치되는 다공성 분리층을 더 포함할 수 있다.
상기 다공성 분리층은 유기물 또는 플루오르화리튬(LiF)을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합시키는 실런트;를 더 포함할 수 있다.
상기 실런트는 글래스 프릿을 포함할 수 있다.
상기 실런트와 상기 디스플레이부 사이에 위치하는 게터;를 더 포함할 수 있다.
상기 불순물은 상기 컬러 필터에서 발생한 배출 가스(out gas)일 수 있다.
평균 효과(average effect)에 의해 상기 불순물이 상기 다공성 제2 전극의 일정 부분에 집중되는 것을 방지하는 것일 수 있다.
상기 다공성 제2 전극은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, Yb 및 이들의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 다공성 제2 전극의 공극 크기는 3Å 이상일 수 있다.
상기 다공성 제2 전극의 두께는 1Å 이상 200Å 이하일 수 있다.
일 측면에 따르면, 제1 기판 상에 디스플레이부를 형성하는 단계; 상기 디스플레이부 상부에 제2 기판을 배치하는 단계; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 충전재를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 기판 상에 상기 디스플레이부를 형성하는 단계;는 상기 제1 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 및 상기 유기 발광층 상에 다공성 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 충전재는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 공간을 채우도록 구비될 수 있다.
상기 충전재는 상기 디스플레이부를 덮도록 구비될 수 있다.
상기 충전재는 실리콘, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 충전재는 게터 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합시키는 실런트를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 실런트는 글래스 프릿을 포함할 수 있다.
상기 실런트와 상기 디스플레이부 사이에 게터를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 다공성 제2 전극과 상기 충전재 사이에 다공성 분리층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 다공성 분리층은 유기물 또는 플루오르화리튬(LiF)을 포함할 수 있다.
평균 효과(average effect)에 의해 불순물이 상기 다공성 제2 전극의 일정 부분에 집중되는 것을 방지하는 것일 수 있다.
상기 다공성 제2 전극은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, Yb 및 이들의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 다공성 제2 전극의 공극 크기는 3Å 이상일 수 있다.
상기 다공성 제2 전극의 두께는 1Å 이상 200Å이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진행성 암점의 발현을 지연시켜서 유기 발광 표시 장치의 수명을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소의 구조를 나타낸 배치도이다.
도 4는 도 3의 P1 부분을 확대한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ를 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소의 구조를 나타낸 배치도이다.
도 8은 도 7의 P2 부분을 확대한 확대도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명함에 있어 실질적으로 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1000)를 나타낸 평면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1000)는 제1 기판(100), 디스플레이부(200), 제2 기판(300), 충전재(400), 실런트(500), 게터(600) 및 다공성 분리층(700)를 포함한다.
제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 제1 기판(100) 및 제2 기판(300)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 투명한 플라스틱 재, 배리어 필름 또는 금속으로 형성할 수도 있다. 배리어 필름은 유기막과 무기막의 다층복합막일 수 있다. 제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)을 형성하는 플라스틱 재는 절연성 유기물일 수 있는데, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물일 수 있다. 제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)이 플라스틱 재로 형성되는 경우, 기판 상부 또는 하부에 배리어층 또는 배리어 필름이 추가로 구비될 수 있다.
화상이 제1 기판(100)방향으로 구현되는 배면 발광형(bottom emission type)인 경우에 제1 기판(100)은 투명한 재질로 형성해야 하고, 제2 기판(300)은 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없다. 이 경우 금속으로 제2 기판(300)을 형성할 수 있다. 한편, 화상이 제2 기판(300)방향으로 구현되는 전면 발광형(top emission type)인 경우에 제2 기판(300)은 투명한 재질로 형성해야 하고, 제1 기판(100)은 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없다. 이 경우 금속으로 제1 기판(100)을 형성할 수 있다. 금속으로 제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)을 형성할 경우 제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)은 탄소, 철, 크롬, 망간, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 스테인레스 스틸(SUS), Invar 합금, Inconel 합금 및 Kovar 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)은 금속 포일로 형성할 수 있다.
디스플레이부(200)는 제1 기판(100) 상에서 표시 영역(Active Area)을 정의하며, 서로 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(TFT1)와 유기 발광 소자(OLED1)를 포함한다. 한편, 표시 영역의 주변에는 패드부(미도시)가 배치되어, 전원 공급장치(미도시) 또는 신호 생성 장치(미도시)로부터의 전기적 신호를 표시 영역으로 전달할 수 있다.
제1 기판(100)과 제2 기판(300) 사이에는 충전재(400)가 구비되는데, 더욱 상세하게는 충전재(400)가 제1 기판(100)과 제2 기판(300) 사이의 공간을 채우도록 구비된다. 충전재(400)가 제1 기판(100)과 제2 기판(300) 사이에 구비됨으로써, 유기 발광 표시 장치(1000)의 형태를 유지시켜주며, 외부의 충격에 의한 박리나 셀 깨짐 현상을 방지할 수 있다.
이러한 충전재(400)로는, 유기재, 유기/무기 복합재 또는 그 혼합물을 사용할 수 있다.
유기재로는 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 및 셀롤로오즈계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 이때, 아크릴계 수지로는 예컨대 부틸아그릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트 등을 이용할 수 있고, 메타크릴계 수지로는 예컨대 프로필렌글리콜메타크릴레이트, 테트라하이드로퍼프리 메타크릴레이트 등을 이용할 수 있으며, 비닐계 수지로는 예컨대 비닐아세테이트, N-비닐피롤리돈 등을 이용할 수 있고, 에폭시계 수지로는 예컨대 싸이클로알리파틱 에폭사이드 등을, 우레탄계 수지로는 예컨대 우레탄 아크릴레이트 등을, 그리고 셀룰로오즈계 수지로는 예컨대 셀룰로오즈나이트레이트 등을 이용할 수 있다.
유기/무기 복합 바인더는 실리콘, 알루미늄, 티타늄, 지르코늄 등과 같은 금속, 비금속 재료와 유기물질이 공유결합으로 연결되어 있는 물질이다. 예컨대 에폭시 실란 또는 그 유도체, 비닐 실란 또는 그 유도체, 아민실란 또는 그 유도체, 메타크릴레이트 실란 또는 이들의 부분 경화 반응 결과물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 에폭시 실란 또는 그 유도체의 구체적인 예로서, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane) 또는 그 중합체를 들 수 있다. 비닐 실란 또는 그 유도체의 구체적인 예로서는, 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilnae) 또는 그 중합체를 들 수 있다. 또한, 아민실란 또는 그 유도체의 구체적인 예로는, 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilnae) 및 그 중합체를 들 수 있으며, 메타크릴레이트 실란 또는 그 유도체의 구체적인 예로는 3-트리(메톡시실릴)프로필 아크릴레이트{3-(Trimethoxysilyl)propyl acrylate} 및 그 중합체 등을 들 수 있다.
충전재(400)가 유기재를 포함할 수 있기 때문에, 충전재(400)에서 아웃 개스(out gas)가 방출될 수 있다. 여기서 아웃 개스(out gas)는 충전재(400)로부터 확산(diffusion)되는 소스(source)를 말한다.
충전재(400) 내부에는 충전재(400) 내부의 아웃개스(outgas)를 제거할 수 있는 게터(getter) 물질이 포함될 수 있다. 게터 물질이 충전재(400) 내의 아웃개스(outgas) 물질을 흡수하여 충전내(400) 내의 아웃개스(outgas) 물질의 양을 줄일 수 있다. 이에 따라 아웃개스(outgas)가 유기 발광층으로 확산되어 유기 발광층이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
실런트(500)는 제1 기판(100)과 제2 기판(300) 사이에 위치하고, 소정의 간격을 두고 디스플레이부(200)를 둘러싸며, 제1 기판(100)과 제2 기판(300)의 가장자리를 따라 배치되어 제1 기판(100)과 제2 기판(300)을 서로 합착 밀봉시킨다. 실런트(500)는 광 경화 물질이 포함된 에폭시(epoxy), 아크릴(acrylic) 및 실리콘(silicone) 등을 포함하는 유기 재료 또는 유기 재료에 활석(talc), 칼슘옥사이드(CaO), 바륨옥사이드(BaO), 제올라이트(zeolite) 및 실리콘옥사이드(SiO) 등이 포함된 유무기 재료 등을 포함하며, 자외선(UV) 등의 광에 의해 경화된 상태이다. 또한 실런트(500)는 글래스 프릿을 사용할 수도 있다.
디스플레이부(200)와 실런트(500) 사이에는 게터(600)(getter)가 위치할 수 있다. 게터(600)는 흡습능을 가지며, 외부로부터 실런트(500)를 통해 디스플레이부(200)로 침투될 수 있는 습기를 차단하는 역할을 한다. 즉, 외부로부터 디스플레이부(200)로 침투될 수 있는 습기가 게터(600)에 의해 차단된다. 이는 디스플레이부(200)의 수명이 향상되는 요인으로서 작용한다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1000)의 내부 구조에 대해 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1000)의 화소의 구조를 나타낸 배치도이다. 도 4는 도 3의 P1 부분을 확대한 확대도이다.
도 3을 참조하면, 제1 기판(100)상에는 버퍼층(201)이 형성될 수 있다. 버퍼층(201)은 제1 기판(100)상의 전체면, 즉 표시 영역과 표시 영역의 외곽에 모두 형성된다. 버퍼층(201)은 제1 기판(100)을 통한 불순 원소의 침투를 방지하며 제1 기판(100)상부에 평탄한 면을 제공하는 것으로서, 이러한 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 버퍼층(201)은 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 알루미늄나이트라이드, 티타늄옥사이드 또는 티타늄나이트라이드 등의 무기물이나, 폴리이미드, 폴리에스테르, 아크릴 등의 유기물을 함유할 수 있고, 예시한 재료들 중 복수의 적층체로 형성될 수 있다.
버퍼층(201) 상에는 박막 트랜지스터(TFT1)가 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT1)는 활성층(202), 게이트 전극(204), 소스 전극(206) 및 드레인 전극(207)을 포함할 수 있다.
활성층(202)은 아모퍼스 실리콘 또는 폴리 실리콘과 같은 무기 반도체, 유기 반도체 또는 산화물 반도체로 형성될 수 있고 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함한다.
활성층(202)의 상부에는 게이트 절연막(203)이 형성된다. 게이트 절연막(203)은 제1 기판(100)의 전체에 대응되도록 형성된다. 즉, 게이트 절연막(203)은 제1 기판(100) 상의 표시 영역과 표시 영역의 외곽에 모두 대응하도록 형성된다. 게이트 절연막(203)은 활성층(202)과 게이트 전극(204)을 절연하기 위한 것으로 유기물 또는 SiNx, SiO2같은 무기물로 형성할 수 있다.
게이트 절연막(203)상에 게이트 전극(204)이 형성된다. 게이트 전극(204)은 Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Al, Mo를 함유할 수 있고, Al:Nd, Mo:W 합금 등과 같은 합금을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않고 설계 조건을 고려하여 다양한 재질로 형성할 수 있다.
게이트 전극(204)의 상부에는 층간 절연막(205)이 형성된다. 층간 절연막(205)은 제1 기판(100)의 전체면에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 표시 영역 및 표시 영역의 외곽에 모두 대응하도록 형성된다.
층간 절연막(205)은 게이트 전극(204)과 소스 전극(206) 사이 및 게이트 전극(204)과 드레인 전극(207) 사이에 배치되어 이들 간의 절연을 위한 것으로, SiNx, SiO2 등과 같은 무기물로 형성할 수 있다. 본 실시예에서 층간 절연막(205)은 SiNx로 형성되거나, 또는 SiNx층과 SiO2층의 2층 구조로 형성될 수 있다.
층간 절연막(205)상에는 소스 전극(206) 및 드레인 전극(207)이 형성된다. 구체적으로, 층간 절연막(205) 및 게이트 절연막(203)은 활성층(202)의 소스 영역 및 드레인 영역을 노출하도록 형성되고, 이러한 활성층(202)의 노출된 소스 영역 및 드레인 영역과 접하도록 소스 전극(206) 및 드레인 전극(207)이 형성된다.
한편, 도 3은 활성층(202), 게이트 전극(204) 및 소스 드레인 전극(206,207)을 순차적으로 포함하는 탑 게이트 방식(top gate type)의 박막 트랜지스터(TFT1)를 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 게이트 전극(204)이 활성층(202)의 하부에 배치될 수도 있다.
이와 같은 박막 트랜지스터(TFT1)는 유기 발광 소자(OLED1)에 전기적으로 연결되어 유기 발광 소자(OLED1)를 구동하며, 패시베이션층(208)으로 덮여 보호된다.
패시베이션층(208)은 무기 절연막 및/또는 유기 절연막을 사용할 수 있다. 무기 절연막으로는 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함되도록 할 수 있고, 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함되도록 할 수 있다. 또한, 패시베이션층(208)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로도 형성될 수 있다.
패시베이션층(208) 상에는 유기 발광 소자(OLED1)가 형성되며, 유기 발광 소자(OLED1)는 제1 전극(211), 중간층(214) 및 다공성 제2 전극(215)을 구비할 수 있다.
제1 전극(211)은 패시베이션층(208)상에 형성된다. 보다 구체적으로, 패시베이션층(208)은 드레인 전극(207)의 전체를 덮지 않고 소정의 영역을 노출하도록 형성되고, 노출된 드레인 전극(207)과 연결되도록 제1 전극(211)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서 제1 전극(211)은 반사 전극일 수 있으며, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
제1 전극(211)과 대향되도록 배치된 다공성 제2 전극(215)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, Yb 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극층이나 버스 전극을 더 형성할 수 있다.
따라서, 다공성 제2 전극(215)은 중간층(214)에 포함된 유기 발광층에서 방출된 광을 투과시킬 수 있다. 즉, 유기 발광층에서 방출되는 광은 직접 또는 반사 전극으로 구성된 제1 전극(211)에 의해 반사되어, 다공성 제2 전극(215) 측으로 방출될 수 있다.
그러나, 본 실시예의 유기 발광 표시 장치(1000)는 전면 발광형으로 제한되지 않으며, 유기 발광층에서 방출된 광이 제1 기판(100) 측으로 방출되는 배면 발광형일 수도 있다. 이 경우, 제1 전극(211)은 투명 또는 반투명 전극으로 구성되고, 다공성 제2 전극(215)은 반사 전극으로 구성될 수 있다. 또한, 본 실시예의 유기 발광 표시 장치(1000)는 전면 및 배면 양 방향으로 광을 방출하는 양면 발광형일 수도 있다.
다공성 제2 전극(215)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조이다. 다공성 제2 전극(215)은 충전재(400)에서 유래한 수분이나 산소, 또는 유기 발광 표시 장치(1000) 외부에서 유입되는 수분이나 산소와 같은 불순물이 다공성 제2 전극(215) 내부의 일부분에 집중되는 것을 방지하여 상기 불순물이 집중되어 발생하는 암점의 발생을 지연시킬 수 있다.
한편, 제1 전극(211)상에는 절연물로 화소 정의막(213)이 형성된다. 화소 정의막(213)은 제1 전극(211)의 소정의 영역을 노출하며, 노출된 영역에 유기 발광층을 포함하는 중간층(214)이 위치한다. 화소 정의막(213)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질로 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 화소 정의막(213)은 상기와 같은 유기 절연 물질뿐만 아니라, SiO2, SiNx, Al2O3, CuOx, Tb4O7, Y2O3, Nb2O5, Pr2O3 등에서 선택된 무기 절연 물질로 형성될 수 있음은 물론이다. 또한 상기 화소 정의막(213)은 유기 절연 물질과 무기 절연 물질이 교번하는 다층 구조로 형성될 수도 있다.
유기 발광층은 저분자 또는 고분자 유기물로 구비될 수 있다. 유기 발광층이 저분자 유기물로 형성되는 경우, 중간층(214)은 유기 발광층을 중심으로 제1 전극(211)의 방향으로 정공 수송층 및 정공 주입층 등이 적층되고, 다공성 제2 전극(215) 방향으로 전자 수송층 및 전자 주입층 등이 적층된다. 이외에도 필요에 따라 다양한 층들이 적층될 수 있다. 이때, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘(NPB; N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(Alq3; tris-8-hydroxyquinoline aluminum) 등을 비롯하여 다양하게 적용 가능하다.
한편, 유기 발광층이 고분자 유기물로 형성되는 경우에는, 중간층(214)은 유기 발광층을 중심으로 제1 전극(211) 방향으로 정공 수송층만이 포함될 수 있다. 정공 수송층은 폴리에틸렌 디히드록시티오펜(PEDOT: poly(3,4-ethylenedioxythiophene)이나, 폴리아닐린(PANI: polyaniline) 등을 사용하여 잉크젯 프린팅이나 스핀 코팅의 방법에 의해 제1 전극(211) 상부에 형성할 수 있다. 이때 사용 가능한 유기 재료로 PPV(polyphenylene vinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등의 고분자 유기물을 사용할 수 있으며, 잉크젯 프린팅이나 스핀 코팅 또는 레이저를 이용한 열전사 방식 등의 통상의 방법으로 컬러 패턴을 형성할 수 있다.
다공성 제2 전극(215)와 제2 기판(300) 사이에는 충전재(400)가 구비된다. 충전재(400)가 다공성 제2 전극(215)과 제2 기판(300) 사이에 구비됨으로써, 유기 발광 표시 장치(1000)의 형태를 유지시켜주며, 외부의 충격에 의한 박리나 셀 깨짐 현상을 방지할 수 있다.
충전재(400)와 다공성 제2 전극(215) 사이에 다공성 분리층(700)이 배치될 수 있다. 충전재(400)와 다공성 제2 전극(215)이 직접 접촉하는 경우 외부 충격이 다공성 제2 전극(215)에 직접적으로 가해짐으로써 진행성 암점의 원인이 되거나 다공성 제2 전극(215)이 뜯겨나갈 수 있다. 또한 충전재(400)와 다공성 제2 전극(215)이 직접 접촉하는 경우 충전재(400)와 다공성 제2 전극(215)의 화학 반응이 발생할 수도 있다. 따라서 희생층의 역할을 할 수 있는 다공성 분리층(700)을 충전재(400)와 다공성 제2 전극(215) 사이에 배치함으로써 충전재(400)와 다공성 제2 전극(215)의 직접적인 접촉에 따라 발생할 수 있는 문제점들을 예방할 수 있다. 또한 다공성 분리층(700)은 전면 발광형의 경우 충전재(400)와 다공성 제2 전극(215)을 분리시키는 기능 이외에 유기 발광 소자(OLED1)로부터 발생한 광이 효율적으로 방출될 수 있도록 도와주는 역할을 하는 것도 가능하다.
다공성 분리층(700)은 유기물 또는 플루오르화리튬(LiF)을 포함할 수 있다. 다공성 분리층(700)은 a-NPD, NPB, TPD, m-MTDATA, Alq3 또는 CuPc 등의 유기물로 형성될 수 있다.
다공성 분리층(700)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조이다. 다공성 분리층(700)은 충전재(400)에서 유래한 수분이나 산소 등 유기 발광층에 영향을 주는 모든 불순물 또는 유기 발광 표시 장치(1000) 외부에서 유입되는 수분이나 산소와 같은 불순물이 다공성 제2 전극(215) 내부의 일부분에 집중되는 것을 방지하여 상기 불순물이 집중되어 발생하는 암점의 발생을 지연시킬 수 있다.
전면 발광형의 경우, 유기 발광 소자(OLED1)로부터 발생한 광이 효율적으로 방출될 수 있도록 도와주는 역할을 할 수 있는 다공성 고굴절률층(미도시)를 다공성 분리층(700)과 다공성 제2 전극(215) 사이에 배치할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 전극(211), 중간층(214), 다공성 제2 전극(215), 다공성 분리층(700), 충전재(400) 및 제2 기판(300)이 차례대로 형성된다.
다공성 제2 전극(215)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조이다. 다공성 제2 전극(215)는 스퍼터링(sputtering), ALD(Atomic layer deposition), 또는 CVD(Chemical vapor deposition) 등으로 형성될 수 있다.
전면 발광형의 경우, 금속을 1Å 이상 200Å 이하로 얇게 형성하여 다공성 제2 전극(215)을 자연스럽게 형성할 수 있다. 배면 발광형의 경우, 금속을 MOCVD(Metal organic chemical vapor deposition)로 증착하여 입자(grain)으로 성장시켜 다결정 구조로 다공성 제2 전극(215)을 형성할 수 있다. 다만, 배면 발광형의 경우 반사율이 확보되는 두께로 다공성 제2 전극(215)을 형성하는 것이 바람직하다. 다공성 제2 전극(215)을 형성하는 방법은 이에 한정되지 않고 형성 조건을 고려하여 다양한 방법으로 형성할 수 있다.
충전재(400)는 유기재를 포함할 수 있으므로, 충전재(400)에서 불순물이 발생할 수 있다. 보다 구체적으로, 충전재(400)에서 배출 가스(out gas)(G1)이 배출될 수 있다. 여기서 아웃 개스(out gas)는 충전재(400)로부터 확산(diffusion)되는 소스(source)를 말한다. 다공성 제2 전극(215)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조이므로, 충전재(400)에서 유래한 배출 가스(G1) 등의 다공성 제2 전극(215)이나 중간층(214)에 손상을 가하는 물질이 한 곳에 집중되지 않고 골고루 퍼질 수 있다. 평균 효과(average effect)에 의해 충전재(400)에서 유래한 배출 가스(G1) 등의 다공성 제2 전극(215)이나 중간층(214)에 손상을 가하는 물질이 일정 부분에 집중되는 것을 방지할 수 있으므로, 다공성 제2 전극(215)이나 중간층(214)이 국부적으로 손상되는 것을 최대한 억제하여 암점의 발현을 지연시킬 수 있다. 여기서 평균 효과란 아웃개스(outgas) 물질이 한 부분에 집중되지 않고 전체적으로 확산되는 효과를 말한다. 다공성 전극을 사용하지 않고 아웃개스(outgas) 물질의 확산이 어려운 치밀한 전극을 제2 전극으로 사용시, 아웃개스(outgas) 물질은 치밀한 제2 전극의 결함부위, 즉 이물질이나 스크래치(scratch) 등에 의해 생긴 핀홀(pinhole)을 통해 확산되므로 아웃개스(outgas) 물질이 결함부위에 집중될 수 있다. 이에 따라 결함부위에서 제1 전극과 제2 전극 사이의 중간층이 데미지(damage)를 받아 다크 스팟(dark spot)이 발생하고, 이 다크 스팟(dark spot)이 계속 성장하는 이른바 진행성 암점이 발생하게 된다. 제2 전극을 다공성 전극을 사용함으로써 평균효과로 상기와 같은 결함부위에 아웃개스(outgas) 물질이 국부적으로 집중되지 않고 전체적으로 골고루 퍼져 진행성 암점을 만들지 않게 된다. 이에 따라 유기 발광 표시 장치(1000)의 제품 수명을 연장하여, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
충전재(400)에서 유래한 배출 가스(G1) 등의 불순물이 한 곳에 집중되지 않고 다공성 제2 전극(215)에서 골고루 퍼지기 위해서는 다공성 제2 전극(215)의 공극 크기가 3Å 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 물 분자(H2O)의 크기는 약 2.65Å이고 산소 분자(O2)의 크기는 약 3Å이므로, 다공성 제2 전극(215)의 공극 크기가 3Å 이상으로 형성됨으로써, 충전재(400)에서 유래한 수분이나 산소, 또는 유기 발광 표시 장치(1000) 외부에서 유입되는 수분이나 산소와 같은 불순물이 다공성 제2 전극(215) 내부의 일부분에 집중되는 것을 방지하여 상기 불순물이 집중되어 발생하는 암점의 발생을 지연시킬 수 있다.
충전재(400)와 다공성 제2 전극(215) 사이에 다공성 분리층(700)이 배치될 수 있다. 다공성 분리층(700)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조로서 충전재(400)에서 유래한 배출 가스(G1) 등의 불순물이 한 곳에 집중되지 않고 다공성 분리층(700)을 통과할 수 있다. 충전재(400)에서 유래한 배출 가스(G1) 등의 불순물이 한 곳에 집중되지 않고 통과하기 위해서는, 충전재(400)와 다공성 제2 전극(215) 사이에 배치되는 기타 추가적인 층들 또한 다공성을 가지는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2000)를 나타낸 평면도이다. 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ를 따른 단면도이다.
이하, 전술한 제1 실시예와의 차이점을 중심으로 본 실시예를 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2000)는 제1 기판(2100), 디스플레이부(2200), 제2 기판(2300), 충전재(2400), 실런트(2500), 게터(2600), 다공성 분리층(2700) 및 컬러 필터(2800)를 포함한다.
제1 기판(100) 또는 제2 기판(300)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 제1 기판(100) 및 제2 기판(300)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 투명한 플라스틱 재, 배리어 필름 또는 금속으로 형성할 수도 있다.
디스플레이부(200)는 제1 기판(100) 상에서 표시 영역(Active Area)을 정의하며, 서로 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(TFT2)와 유기 발광 소자(OLED2)를 포함한다.
제1 기판(2100)과 제2 기판(2300) 사이에는 충전재(2400)가 구비되는데, 더욱 상세하게는 충전재(2400)가 제1 기판(2100)과 제2 기판(2300) 사이의 공간을 채우도록 구비된다. 이러한 충전재(2400)로는, 유기재, 유기/무기 복합재 또는 그 혼합물을 사용할 수 있다. 충전재(2400)가 유기재를 포함할 수 있기 때문에, 충전재(2400)에서 아웃 개스(out gas)가 방출될 수 있다. 여기서 아웃 개스(out gas)는 충전재(2400)로부터 확산(diffusion)되는 소스(source)를 말한다.
충전재(2400) 내부에는 충전재(2400) 내부의 아웃개스(outgas)를 제거할 수 있는 게터(getter) 물질이 포함될 수 있다. 게터 물질이 충전재(2400) 내의 아웃개스(outgas) 물질을 흡수하여 충전내(2400) 내의 아웃개스(outgas) 물질의 양을 줄일 수 있다. 이에 따라 아웃개스(outgas)가 유기 발광층으로 확산되어 유기 발광층이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
실런트(2500)는 제1 기판(2100)과 제2 기판(2300) 사이에 위치하고, 소정의 간격을 두고 디스플레이부(2200)를 둘러싸며, 제1 기판(2100)과 제2 기판(2300)의 가장자리를 따라 배치되어 제1 기판(2100)과 제2 기판(2300)을 서로 합착 밀봉시킨다.
디스플레이부(2200)과 실런트(2500) 사이에는 게터(2600)(getter)가 위치할 수 있다. 게터(2600)는 흡습능을 가지며, 외부로부터 실런트(2500)를 통해 디스플레이부(2200)로 침투될 수 있는 습기를 차단하는 역할을 한다.
제2 기판(2300)의 하부에 컬러 필터(2800)가 배치된다. 컬러 필터(2800)는 제2 기판(2300) 하부에 복수개 형성될 수 있다. 컬러 필터(2800)은 적색 픽셀에 대응하는 적색 컬러 필터, 녹색 픽셀에 대응하는 녹색 컬러 필터 및 청색 픽셀에 대응하는 청색 컬러 필터를 포함할 수 있다. 컬러 필터(2800)는 코팅(coating) 후 패터닝(patterning)으로 형성될 수 있다. 컬러 필터(2800)는 타겟(target) 색 좌표를 만족하기 위해 1㎛ 이상 5㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다. 컬러 필터(2800)는 COA(color filter on array) 방식으로 배치될 수 있다. 컬러 필터(2800)는 백색광을 수신하여 서로 다른 색의 광을 생성한다.
컬러 필터(2800)는 유기 물질을 포함할 수 있으므로, 컬러 필터(2800)에서 아웃 개스(out gas)가 방출될 수 있다. 여기서 아웃 개스(out gas)는 컬러필터(2800)로부터 확산(diffusion)되는 소스(source)를 말한다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2000)의 내부 구조에 대해 자세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2000)의 화소의 구조를 나타낸 배치도이다. 도 8는 도 7의 P1 부분을 확대한 확대도이다.
도 7을 참조하면, 제1 기판(2100)상에는 버퍼층(2201)이 형성될 수 있다.
버퍼층(2201) 상에는 박막 트랜지스터(TFT2)가 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT2)는 활성층(2202), 게이트 전극(2204), 소스 전극(2206) 및 드레인 전극(2207)을 포함할 수 있다.
활성층(2202)의 상부에는 게이트 절연막(2203)이 형성된다. 게이트 절연막(2203)상에 게이트 전극(2204)이 형성된다. 게이트 전극(2204)의 상부에는 층간 절연막(2205)이 형성된다. 층간 절연막(2205)상에는 소스 전극(2206) 및 드레인 전극(2207)이 형성된다.
한편, 도 7은 활성층(2202), 게이트 전극(2204) 및 소스 드레인 전극(2206,2207)을 순차적으로 포함하는 탑 게이트 방식(top gate type)의 박막 트랜지스터(TFT2)를 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 게이트 전극(2204)이 활성층(2202)의 하부에 배치될 수도 있다.
이와 같은 박막 트랜지스터(TFT2)는 유기 발광 소자(OLED2)에 전기적으로 연결되어 유기 발광 소자(OLED2)를 구동하며, 패시베이션층(2208)으로 덮여 보호된다.
패시베이션층(2208) 상에는 유기 발광 소자(OLED2)가 형성되며, 유기 발광 소자(OLED2)는 제1 전극(2211), 중간층(2214) 및 다공성 제2 전극(2215)을 구비할 수 있다.
제1 전극(2211)은 패시베이션층(2208)상에 형성된다. 보다 구체적으로, 패시베이션층(2208)은 드레인 전극(2207)의 전체를 덮지 않고 소정의 영역을 노출하도록 형성되고, 노출된 드레인 전극(2207)과 연결되도록 제1 전극(2211)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서 제1 전극(2211)은 반사 전극일 수 있다. 제1 전극(211)과 대향되도록 배치된 다공성 제2 전극(2215)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극층이나 버스 전극을 더 형성할 수 있다.
따라서, 다공성 제2 전극(2215)은 중간층(2214)에 포함된 유기 발광층에서 방출된 광을 투과시킬 수 있다. 즉, 유기 발광층에서 방출되는 광은 직접 또는 반사 전극으로 구성된 제1 전극(2211)에 의해 반사되어, 다공성 제2 전극(2215) 측으로 방출될 수 있다.
그러나, 본 실시예의 유기 발광 표시 장치(2000)는 전면 발광형으로 제한되지 않으며, 전면 및 배면 양 방향으로 광을 방출하는 양면 발광형일 수도 있다.
다공성 제2 전극(2215)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조이다. 다공성 제2 전극(2215)은 컬러 필터(2800), 오버코트층(2850) 또는 충전재(2400)에서 유래한 수분이나 산소, 또는 유기 발광 표시 장치(2000) 외부에서 유입되는 수분이나 산소와 같은 불순물이 다공성 제2 전극(2215) 내부의 일부분에 집중되는 것을 방지하여 상기 불순물이 집중되어 발생하는 암점의 발생을 지연시킬 수 있다.
한편, 제1 전극(2211)상에는 절연물로 평탄화막(2213)이 형성된다. 평탄화막(2213)은 제1 전극(2211)의 소정의 영역을 노출하며, 노출된 영역에 유기 발광층을 포함하는 중간층(2214)이 위치할 수 있다. 평탄화막(2213)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질로 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 평탄화막(2213)은 상기와 같은 유기 절연 물질뿐만 아니라, SiO2, SiNx, Al2O3, CuOx, Tb4O7, Y2O3, Nb2O5, Pr2O3 등에서 선택된 무기 절연 물질로 형성될 수 있음은 물론이다. 또한 상기 평탄화막(2213)은 유기 절연 물질과 무기 절연 물질이 교번하는 다층 구조로 형성될 수도 있다.
중간층(2214)은 픽셀의 위치에 관계 없이 평탄화막(2213) 전체에 공통으로 형성될 수 있다. 이때, 유기 발광층은 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질을 포함하는 층이 수직으로 적층되거나 혼합되어 형성될 수 있다. 물론, 백색광을 방출할 수 있다면 다른 색의 조합이 가능함은 물론이다. 유기 발광층은 저분자 또는 고분자 유기물로 구비될 수 있다.
다공성 제2 전극(2215)와 제2 기판(2300) 사이에는 충전재(2400)가 구비된다. 충전재(2400)가 다공성 제2 전극(2215)과 제2 기판(2300) 사이에 구비됨으로써, 유기 발광 표시 장치(2000)의 형태를 유지시켜주며, 외부의 충격에 의한 박리나 셀 깨짐 현상을 방지할 수 있다.
제2 기판(2300) 하부에는 컬러 필터(2800)가 배치될 수 있으며, 오버코트층(2850)이 컬러 필터(2800)를 덮도록 형성될 수 있다. 오버코트층(2850)은 컬러 필터(2800)을 보호하고 컬러 필터(2800)가 형성된 층의 표면을 평탄화할 수 있다. 오버코트층(2850)은 유기 절연막을 사용할 수 있는데, 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함되도록 할 수 있다. 또한 발광 효율을 고려해서 투과도가 높은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
오버코트층(2850)은 유기 물질을 포함할 수 있으므로, 오버코트층(2850)에서 아웃 개스(out gas)가 방출될 수 있다. 여기서 아웃 개스(out gas)는 오버코트층(2850)로부터 확산(diffusion)되는 소스(source)를 말한다.
충전재(2400)와 다공성 제2 전극(2215) 사이에 다공성 분리층(2700)이 배치될 수 있다. 충전재(2400)와 다공성 제2 전극(2215)이 직접 접촉하는 경우 외부 충격이 다공성 제2 전극(2215)에 직접적으로 가해짐으로써 진행성 암점의 원인이 되거나 다공성 제2 전극(2215)이 뜯겨나갈 수 있다. 또한 충전재(2400)와 다공성 제2 전극(2215)이 직접 접촉하는 경우 충전재(2400)와 다공성 제2 전극(2215)의 화학 반응이 발생할 수도 있다. 따라서 희생층의 역할을 할 수 있는 다공성 분리층(2700)을 충전재(2400)와 다공성 제2 전극(2215) 사이에 배치함으로써 충전재(2400)와 다공성 제2 전극(2215)의 직접적인 접촉에 따라 발생할 수 있는 문제점들을 예방할 수 있다. 또한 다공성 분리층(2700)은 전면 발광형의 경우 충전재(2400)와 다공성 제2 전극(2215)을 분리시키는 기능 이외에 유기 발광 소자(OLED2)로부터 발생한 광이 효율적으로 방출될 수 있도록 도와주는 역할을 하는 것도 가능하다.
다공성 분리층(2700)은 유기물 또는 플루오르화리튬(LiF)을 포함할 수 있다. 다공성 분리층(2700)은 a-NPD, NPB, TPD, m-MTDATA, Alq3 또는 CuPc 등의 유기물로 형성될 수 있다.
다공성 분리층(2700)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조이다. 다공성 분리층(2700)은 컬러 필터(2800), 오버코트층(2850) 또는 충전재(2400)에서 유래한 수분이나 산소 등 유기 발광층에 영향을 주는 모든 불순물, 또는 유기 발광 표시 장치(2000) 외부에서 유입되는 수분이나 산소와 같은 불순물이 다공성 제2 전극(2215) 내부의 일부분에 집중되는 것을 방지하여 상기 불순물이 집중되어 발생하는 암점의 발생을 지연시킬 수 있다.
전면 발광형의 경우, 유기 발광 소자(OLED2)로부터 발생한 광이 효율적으로 방출될 수 있도록 도와주는 역할을 할 수 있는 다공성 고굴절률층(미도시)를 다공성 분리층(2700)과 다공성 제2 전극(2215) 사이에 배치할 수 있다.
도 8를 참조하면, 제1 전극(2211), 중간층(2214), 다공성 제2 전극(2215), 다공성 분리층(2700), 충전재(2400), 오버코트층(2850), 컬러 필터(2800) 및 제2 기판(2300)이 차례대로 형성되며, 블랙 매트릭스(2870)가 제2 기판(2300) 하부에 광투과 영역과 광차단 영역으로 구분되어 형성된다.
블랙 매트릭스(2870)가 컬러 필터(2800) 사이에 형성됨으로써, 블랙 매트릭스(2870)가 형성된 영역에서는 광을 차단할 수 있다.
다공성 제2 전극(2215)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조이다. 다공성 제2 전극(2215)는 스퍼터링(sputtering), ALD(Atomic layer deposition), 또는 CVD(Chemical vapor deposition) 등으로 형성될 수 있다.
전면 발광형의 경우, 금속을 1Å 이상 200Å 이하로 얇게 형성하여 다공성 제2 전극(2215)을 자연스럽게 형성할 수 있다. 다공성 제2 전극(2215)을 형성하는 방법은 이에 한정되지 않고 형성 조건을 고려하여 다양한 방법으로 형성할 수 있다.
컬러 필터(2800)는 유기재를 포함할 수 있으므로, 컬러 필터(2800)에서 불순물이 발생할 수 있다. 보다 구체적으로, 컬러 필터(2800)에서 배출 가스(out gas)(G21)이 배출될 수 있다. 여기서 아웃 개스(out gas)는 컬러 필터(2800)로부터 확산(diffusion)되는 소스(source)를 말한다. 다공성 제2 전극(2215)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조이므로, 컬러 필터(2800)에서 유래한 배출 가스(G21) 등의 다공성 제2 전극(2215)이나 중간층(2214)에 손상을 가하는 물질이 한 곳에 집중되지 않고 골고루 퍼질 수 있다. 평균 효과(average effect)에 의해 컬러 필터(2800)에서 유래한 배출 가스(G21) 등의 다공성 제2 전극(2215)이나 중간층(2214)에 손상을 가하는 물질이 일정 부분에 집중되는 것을 방지할 수 있으므로, 다공성 제2 전극(2215)이나 중간층(2214)이 국부적으로 손상되는 것을 최대한 억제하여 암점의 발현을 지연시킬 수 있다. 여기서 평균 효과란 아웃개스(outgas) 물질이 한 부분에 집중되지 않고 전체적으로 확산되는 효과를 말한다. 다공성 전극을 사용하지 않고 아웃개스(outgas) 물질의 확산이 어려운 치밀한 전극을 제2 전극으로 사용시, 아웃개스(outgas) 물질은 치밀한 제2 전극의 결함부위, 즉 이물질이나 스크래치(scratch) 등에 의해 생긴 핀홀(pinhole)을 통해 확산되므로 아웃개스(outgas) 물질이 결함부위에 집중될 수 있다. 이에 따라 결함부위에서 제1 전극과 제2 전극 사이의 중간층이 데미지(damage)를 받아 다크 스팟(dark spot)이 발생하고, 이 다크 스팟(dark spot)이 계속 성장하는 이른바 진행성 암점이 발생하게 된다. 제2 전극을 다공성 전극을 사용함으로써 평균효과로 상기와 같은 결함부위에 아웃개스(outgas) 물질이 국부적으로 집중되지 않고 전체적으로 골고루 퍼져 진행성 암점을 만들지 않게 된다. 이에 따라 유기 발광 표시 장치(2000)의 제품 수명을 연장하여, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
오버코트층(2850)는 유기재를 포함할 수 있으므로, 오버코트층(2850)에서 불순물이 발생할 수 있다. 보다 구체적으로, 오버코트층(2850)에서 배출 가스(out gas)(G22)이 배출될 수 있다. 여기서 아웃 개스(out gas)는 오버코트층(2850)으로부터 확산(diffusion)되는 소스(source)를 말한다. 다공성 제2 전극(2215)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조이므로, 오버코트층(2850)에서 유래한 배출 가스(G22) 등의 다공성 제2 전극(2215)이나 중간층(2214)에 손상을 가하는 물질이 한 곳에 집중되지 않고 골고루 퍼질 수 있다. 즉, 평균 효과(average effect)에 의해 오버코트층(2850)에서 유래한 배출 가스(G22) 등의 다공성 제2 전극(2215)이나 중간층(2214)에 손상을 가하는 물질이 일정 부분에 집중되는 것을 방지할 수 있으므로, 다공성 제2 전극(2215)이나 중간층(2214)이 국부적으로 손상되는 것을 최대한 억제하여 암점의 발현을 지연시킬 수 있다. 이에 따라 유기 발광 표시 장치(2000)의 제품 수명을 연장하여, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
충전재(2400)는 유기재를 포함할 수 있으므로, 충전재(2400)에서 불순물이 발생할 수 있다. 보다 구체적으로, 충전재(2400)에서 배출 가스(out gas)(G23)이 배출될 수 있다. 여기서 아웃 개스(out gas)는 충전재(2400)로부터 확산(diffusion)되는 소스(source)를 말한다. 다공성 제2 전극(2215)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조이므로, 충전재(2400)에서 유래한 배출 가스(G23) 등의 다공성 제2 전극(2215)이나 중간층(2214)에 손상을 가하는 물질이 한 곳에 집중되지 않고 골고루 퍼질 수 있다. 즉, 평균 효과(average effect)에 의해 충전재(2400)에서 유래한 배출 가스(G21) 등의 다공성 제2 전극(2215)이나 중간층(2214)에 손상을 가하는 물질이 일정 부분에 집중되는 것을 방지할 수 있으므로, 다공성 제2 전극(2215)이나 중간층(2214)이 국부적으로 손상되는 것을 최대한 억제하여 암점의 발현을 지연시킬 수 있다. 이에 따라 유기 발광 표시 장치(2000)의 제품 수명을 연장하여, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
컬러 필터(2800), 오버코트층(2850) 또는 충전재(2400)에서 유래한 배출 가스(G21, G22, G23) 등의 불순물이 한 곳에 집중되지 않고 다공성 제2 전극(2215)에서 골고루 퍼지기 위해서는 다공성 제2 전극(2215)의 공극 크기가 3Å 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 물 분자(H2O)의 크기는 약 2.65Å이고 산소 분자(O2)의 크기는 약 3Å이므로, 다공성 제2 전극(2215)의 공극 크기가 3Å 이상으로 형성됨으로써, 컬러 필터(2800), 오버코트층(2850) 또는 충전재(2400)에서 유래한 수분이나 산소, 또는 유기 발광 표시 장치(2000) 외부에서 유입되는 수분이나 산소와 같은 불순물이 다공성 제2 전극(2215) 내부의 일부분에 집중되는 것을 방지하여 상기 불순물이 집중되어 발생하는 암점의 발생을 지연시킬 수 있다.
충전재(2400)와 다공성 제2 전극(2215) 사이에 다공성 분리층(2700)이 배치될 수 있다. 다공성 분리층(2700)은 그 내부에 복수 개의 작은 구멍들을 갖는 구조로서 컬러 필터(2800), 오버코트층(2850) 또는 충전재(2400)에서 유래한 배출 가스(G21, G22, G23) 등의 불순물이 한 곳에 집중되지 않고 다공성 분리층(2700)을 통과할 수 있다. 상기 불순물이 한 곳에 집중되지 않고 통과하기 위해서는, 충전재(2400)와 다공성 제2 전극(2215) 사이에 배치되는 기타 추가적인 층들 또한 다공성을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 제1 기판 200: 디스플레이부
300: 제2 기판 400: 충전재
500: 실런트 600: 게터
700: 다공성 분리층 211: 제1 전극
214: 중간층 215: 다공성 제2 전극
2800: 컬러 필터 2850: 오버코트층

Claims (49)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 형성된 복수 개의 유기 발광 소자를 갖는 디스플레이부;
    상기 디스플레이부 상부에 배치되는 제2 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되는 충전재;를 포함하고,
    상기 유기 발광 소자는,
    상기 기판 상에 형성되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되고 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 상기 중간층 상에 배치된 다공성 제2 전극을 포함하며,
    상기 다공성 제2 전극은 불순물이 일정 부분에 집중되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전재는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 공간을 채우도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 충전재는 상기 디스플레이부를 덮도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전재는 실리콘, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 또는 우레탄계 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전재는 게터 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합시키는 실런트;를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 실런트는 글래스 프릿을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 실런트와 상기 디스플레이부 사이에 위치하는 게터;를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극과 상기 충전재 사이에 배치되는 다공성 분리층을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 다공성 분리층은 유기물 또는 플루오르화리튬(LiF)을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 불순물은 상기 충전재에서 발생한 배출 가스(out gas)인 유기 발광 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    평균 효과(average effect)에 의해 상기 불순물이 상기 다공성 제2 전극의 일정 부분에 집중되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, Yb 및 이들의 화합물을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극의 공극 크기는 3Å 이상인 유기 발광 표시 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극의 두께는 1Å 이상 200Å 이하인 유기 발광 표시 장치.
  16. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 형성된 복수 개의 유기 발광 소자를 갖는 디스플레이부;
    상기 디스플레이부 상부에 배치되는 제2 기판; 및
    상기 제2 기판 하부에 구비되는 컬러 필터;를 포함하고,
    상기 유기 발광 소자는,
    상기 기판 상에 형성되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되고 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 상기 중간층 상에 배치된 다공성 제2 전극을 포함하며,
    상기 다공성 제2 전극은 불순물이 일정 부분에 집중되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 컬러 필터를 덮는 오버코트층;을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 불순물은 상기 오버코트층에서 발생한 배출 가스(out gas)인 유기 발광 표시 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2 기판 하부에 광투과 영역과 광차단 영역으로 구분되어 형성되는 블랙 매트릭스;를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되는 충전재;를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 충전재는 실리콘, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 충전재는 게터 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 불순물은 상기 충전재에서 발생한 배출 가스(out gas)인 유기 발광 표시 장치.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 충전재는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 공간을 채우도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 충전재는 상기 디스플레이부를 덮도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극과 상기 충전재 사이에 배치되는 다공성 분리층을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 다공성 분리층은 유기물 또는 플루오르화리튬(LiF)을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  28. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합시키는 실런트;를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 실런트는 글래스 프릿을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 실런트와 상기 디스플레이부 사이에 위치하는 게터;를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  31. 제 16 항에 있어서,
    상기 불순물은 상기 컬러 필터에서 발생한 배출 가스(out gas)인 유기 발광 표시 장치.
  32. 제 16 항에 있어서,
    평균 효과(average effect)에 의해 상기 불순물이 상기 다공성 제2 전극의 일정 부분에 집중되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  33. 제 16 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, Yb 및 이들의 화합물을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  34. 제 16 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극의 공극 크기는 3Å 이상인 유기 발광 표시 장치.
  35. 제 16 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극의 두께는 1Å 이상 200Å 이하인 유기 발광 표시 장치.
  36. 제1 기판 상에 디스플레이부를 형성하는 단계;
    상기 디스플레이부 상부에 제2 기판을 배치하는 단계; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 충전재를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 기판 상에 상기 디스플레이부를 형성하는 단계;는
    상기 제1 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기 발광층 상에 다공성 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 충전재는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 공간을 채우도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 충전재는 상기 디스플레이부를 덮도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 충전재는 실리콘, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  40. 제 36 항에 있어서,
    상기 충전재는 게터 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  41. 제 36 항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합시키는 실런트를 형성하는 단계;를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 실런트는 글래스 프릿을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  43. 제 41 항에 있어서,
    상기 실런트와 상기 디스플레이부 사이에 게터를 형성하는 단계;를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  44. 제 36 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극과 상기 충전재 사이에 다공성 분리층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 다공성 분리층은 유기물 또는 플루오르화리튬(LiF)을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  46. 제 36 항에 있어서,
    평균 효과(average effect)에 의해 불순물이 상기 다공성 제2 전극의 일정 부분에 집중되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  47. 제 36 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, Yb 및 이들의 화합물을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  48. 제 36 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극의 공극 크기는 3Å 이상인 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  49. 제 36 항에 있어서,
    상기 다공성 제2 전극의 두께는 1Å 이상 200Å 이하인 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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