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KR102377366B1 - 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR102377366B1
KR102377366B1 KR1020140179718A KR20140179718A KR102377366B1 KR 102377366 B1 KR102377366 B1 KR 102377366B1 KR 1020140179718 A KR1020140179718 A KR 1020140179718A KR 20140179718 A KR20140179718 A KR 20140179718A KR 102377366 B1 KR102377366 B1 KR 102377366B1
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light emitting
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organic light
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명에 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 복수의 화소 영역을 갖는 표시 영역, 및 비표시 영역을 포함하는 기판, 기판 상에 배치된 제1 전극, 제1 전극 상에 배치된 제1 유기 발광층, 제1 유기 발광층 상에 배치되며, 복수의 화소 영역에 공통으로 배치된 전하 생성층, 전하 생성층 상에 배치된 제2 유기 발광층, 제2 유기 발광층 상에 배치되고, 복수의 화소 영역에 공통으로 배치된 제2 전극을 포함하며, 복수의 화소 영역에 공통으로 배치되고, 전하 생성층과 제2 전극 사이에 배치되며, 전하 생성층 전부를 감싸는 접촉 차단층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서는 제1 유기 발광층과 제2 유기 발광층에 균형있게 전하가 공급될 수 있다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제2 전극과 전하 생성층과의 직접적인 접촉을 방지할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(OLED)는 자체 발광형 표시 장치로서, 액정 표시 장치(LCD)와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 저전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각, 명암 대비비(contrast ratio; CR)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.
유기 발광 표시 장치는 전자와 정공이 결합하여 가시 광선을 발광하는 유기 발광층을 필수적으로 포함한다. 근래에 들어, 이러한 유기 발광층을 복수로 적층하여 제조되는 탠덤(tandem) 구조의 유기 발광 표시 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 탠덤 구조의 유기 발광 표시 장치는 높은 효율과 개선된 수명 특성을 가지기 때문에, 대면적의 유기 발광 표시 장치를 구현하는데 적합한 것으로 알려져 있다.
탠덤 구조의 유기 발광 표시 장치에서와 같이 복수의 유기 발광층이 적층되어 사용되는 경우, 복수의 유기 발광층 사이에 역방향 다이오드가 형성될 수 있다. 따라서, 이와 같은 역방향 다이오드가 형성되는 것을 방지하기 위해, 유기 발광층에 전자와 정공을 효율적으로 공급할 수 있는 전하 생성층이 복수의 유기 발광층 사이에 일반적으로 배치되고 있다.
도 1은 종래의 탠덤 구조의 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 유기 발광 표시 장치(100)는 기판(110), 제1 전극(120), 제1 발광 유닛(130), 전하 생성층(140), 제2 발광 유닛(150), 전자 주입층(160) 및 제2 전극(170)을 포함한다.
전하 생성층(140)은 유기 발광층을 각각 포함하는 제1 발광 유닛(130)과 제2 발광 유닛(150) 사이에 배치되어, 제1 발광 유닛(130)과 제2 발광 유닛(150) 간의 전하 균형을 조절한다. 그리고, 제2 전극(170)은 제1 발광 유닛(130)의 유기 발광층과 제2 발광 유닛(150)의 유기 발광층에 전하를 균형적으로 공급하여 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(150) 각각에서 광이 발광되도록 한다.
일반적으로 제2 전극(170)은 기판(110)의 에지 부근까지 연장 배치되어, 기판(110)의 에지 부근에 배치된 Vss 전압 배선에 연결된다. 이처럼 제2 전극(170)이 기판(110)의 에지 부근까지 연장 배치되면서, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 에지 부근에서 제2 전극(170)과 전하 생성층(140)이 직접 접촉하는 일이 빈번하게 발생하고 있다.
제2 전극(170)과 전하 생성층(140)이 직접 접촉하는 경우, 제2 발광 유닛(150)의 유기 발광층으로 공급되어야 할 제2 전극(170)으로부터의 전하가 전하 생성층(140)을 거쳐서 제1 발광 유닛(130)의 유기 발광층으로 공급될 수 있다. 이 경우, 제2 전극(170)으로부터의 전하가 제1 발광 유닛(130)과 제2 발광 유닛(150)에 균형있게 공급되지 못하고, 제1 발광 유닛(130)으로 편중되어 공급된다. 그 결과, 기판(110)의 에지 부근에서 광이 더 많이 발광되기 시작하면서, 제1 발광 유닛(130)의 유기 발광층이 쉽게 열화되고, 유기 발광 표시 장치(100)의 수명 특성도 크게 저하되게 된다. 제2 전극(170)과 전하 생성층(140)이 직접 접촉함에 따라 제2 전극(170)으로부터의 전하가 제1 발광 유닛(130)과 제2 발광 유닛(150) 각각에 균형있게 공급되지 못하는 현상은 전하의 이동이 더욱 활발하게 일어나는 고온에서 특히 문제가 되고 있다.
[관련기술문헌]
1. 백색 유기발광소자(특허출원번호 제10-2007-0053472호)
본 발명의 발명자들은 상술한 바와 같은 문제점을 인식하고, 제2 전극과 전하 생성층 사이에 전하 생성층 전부를 감싸는 접촉 차단층을 배치하는 경우, 기판의 에지에서 제2 전극이 전하 생성층과 직접 접촉하게 되는 현상을 방지할 수 있음을 알아내었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제2 전극과 전하 생성층과의 접촉이 원천적으로 차단된 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 텐덤 구조를 가지면서 수명 특성이 개선된 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 복수의 화소 영역을 갖는 표시 영역, 및 비표시 영역을 포함하는 기판, 기판 상에 배치된 제1 전극, 제1 전극 상에 배치된 제1 유기 발광층, 제1 유기 발광층 상에 배치되며, 복수의 화소 영역에 공통으로 배치된 전하 생성층, 전하 생성층 상에 배치된 제2 유기 발광층, 제2 유기 발광층 상에 배치되고, 복수의 화소 영역에 공통으로 배치된 제2 전극을 포함하며, 복수의 화소 영역에 공통으로 배치되고, 전하 생성층과 제2 전극 사이에 배치되며, 전하 생성층 전부를 감싸는 접촉 차단층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서는 제1 유기 발광층과 제2 유기 발광층에 균형있게 전하가 공급될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 접촉 차단층에 의해서 전하 생성층과 제2 전극 사이의 직접적인 접촉이 차단될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전하 생성층은 n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, n형 전하 생성층 상에 p형 전하 생성층이 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 접촉 차단층의 두께는 10 Å이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 접촉 차단층은 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전자 차단층 중 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 접촉 차단층은 전자 수송층일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 접촉 차단층은 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전자 차단층 중 둘 이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 접촉 차단층은 표시 영역에만 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 전극은 표시 영역 및 비표시 영역의 일부에 걸쳐 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 전극은 접촉 차단층 전부를 감싸도록 배치될 수 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은, 복수의 화소 영역을 갖는 표시 영역, 및 비표시 영역을 포함하는 기판 상에 제1 전극을 배치하는 단계, 제1 전극 상에 제1 유기 발광층을 배치하는 단계, 복수의 화소 영역에 공통으로, 제1 유기 발광층 상에 전하 생성층을 배치하는 단계, 전하 생성층 상에 제2 유기 발광층을 배치하는 단계, 및 복수의 화소 영역에 공통으로, 제2 유기 발광층 상에 제2 전극을 배치하는 단계를 포함하며, 제2 전극을 배치하는 단계 이전에, 복수의 화소 영역에 공통으로, 전하 생성층 상에, 그리고 상기 전하 생성층 전부를 감싸도록 접촉 차단층을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 이용하는 경우 수명 특성이 개선된 유기 발광 표시 장치를 제조할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 전하 생성층을 배치하는 단계 및 접촉 차단층을 배치하는 단계는 열 증착법을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전하 생성층을 배치하는 단계는 제1 공통 마스크를 이용하여 수행되고, 접촉 차단층을 배치하는 단계는 제1 공통 마스크와 상이한 제2 공통 마스크를 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 공통 마스크의 개구부의 크기는 제1 공통 마스크의 개구부의 크기보다 클 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 전극을 배치하는 단계는 제3 공통 마스크를 이용하여 수행되며, 제3 공통 마스크의 개구부의 크기는 제1 공통 마스크의 개구부 및 제2 공통 마스크의 개구부 각각의 크기보다 클 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 제2 전극으로부터의 전하가 제1 발광 유닛과 제2 발광 유닛에 균형적으로 공급될 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 제2 전극이 전하 생성층과 접촉함에 따라 기판의 에지에서 광이 더 많이 발광되는 현상을 억제할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 개선된 수명 특성을 가져서 휴대용 모바일 기기에 유리하게 활용될 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 탠덤 구조의 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탠덤 구조의 유기 발광 표시 장치의 기판의 영역들을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ`에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단계별 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 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 언급된 '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.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 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.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탠덤 구조의 유기 발광 표시 장치의 기판의 영역들을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ`에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(200)는 기판(210), 제1 전극(220), 제1 발광 유닛(230), 전하 생성층(240), 제2 발광 유닛(250), 전자 주입층(260), 제2 전극(270)을 포함한다.
기판(210)은 유기 발광 표시 장치(200)의 다양한 구성요소들을 지지하는 역할을 한다. 기판(210)은 우수한 플렉서빌리티(flexability) 갖는 물질, 예를 들어, 폴리이미드(Polyimide)로 구성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 기판(210)은 표시 영역(DA), 및 비표시 영역(NA)을 포함한다. 표시 영역(DA)은 유기 발광 표시 장치(200)에서 영상이 표시되는 영역을 지칭하며, 비표시 영역(NA)은 유기 발광 표시 장치(200)에서 영상이 표시되지 않는 영역을 지칭한다. 표시 영역(DA)은 화상을 형성하는 복수의 화소 영역(P)을 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시되지 않았으나, 화소 영역(P)은 하나의 색을 표시하기 위한 영역으로서 복수의 서브 화소 영역을 포함한다. 비표시 영역(NA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 배치된다.
기판(210) 상에는 제1 전극(220)이 배치된다. 제1 전극(220)은 기판(210) 상에 배치되어 제1 발광 유닛(230) 및 제2 발광 유닛(250)에 전압을 인가하는 역할을 한다. 제1 전극(220)은 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)일 수 있다. 이와 관련하여, 후술될 제2 전극(270)은 제1 전극(220)이 애노드일 경우 캐소드일 수 있으며, 제1 전극(220)이 캐소드일 경우 애노드일 수 있다. 본 기술분야의 당업자라면 제1 전극(220) 및 제2 전극(270)의 상하 위치 변경을 용이하게 수행할 수 있을 것이므로, 이하의 상세한 설명에서는 제1 전극(220)이 애노드이고, 제2 전극(270)이 캐소드인 것으로 상정한다.
제1 전극(220)은 애노드로서 일함수가 높은 투명 전도성 물질로 구성될 수 있다. 이를 테면, 제1 전극(220)은 인듐 주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐 아연 산화물(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐 주석 아연 산화물(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide), 아연 산화물(Zinc Oxide), 주석 산화물(Tin Oxide)로 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극(220)은 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치되지 않는다. 구체적으로, 제1 전극(220)은 복수의 서브 화소 영역 각각에 독립적으로 배치된다.
제1 전극(220) 상에는 제1 발광 유닛(230)이 배치된다. 제1 발광 유닛(230)은 제1 유기 발광층(236)을 적어도 포함하여 제1 전극(220) 및 제2 전극(270)으로부터 전압을 인가받아 광을 발광할 수 있는 독립적인 발광 소자를 지칭한다. 도 3을 참조하면, 제1 발광 유닛(230)은 정공 주입층(232), 제1 정공 수송층(234), 제1 유기 발광층(236) 및 제1 전자 수송층(238)을 포함한다.
정공 주입층(232)은 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치된다. 정공 주입층(232)은 HATCN(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexanitrile) 및 CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
정공 주입층(232)은 제1 정공 수송층(234)을 구성하는 물질에 p형 도펀트(p-dopant)를 추가하여 형성할 수 있으며, 이 경우 하나의 공정 장비에서 연속 공정으로 정공 주입층(232)과 제1 정공 수송층(234)을 형성할 수 있다.
정공 주입층(232) 상에 제1 정공 수송층(234)이 배치된다. 제1 정공 수송층(234)은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치된다. 제1 정공 수송층(234)은 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제1 정공 수송층(234) 상에 제1 유기 발광층(236)이 배치된다. 제1 유기 발광층(236)에서는 전자와 정공이 결합되어 하나의 색의 광이 발광될 수 있다. 도 2에서는 제1 유기 발광층(236)이 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치되는 것으로 도시되나, 제1 유기 발광층(236)은 복수의 서브 화소 영역 각각에 독립적으로 배치될 수도 있다.
제1 유기 발광층(236) 상에는 제1 전자 수송층(238)이 배치된다. 제1 전자 수송층(238)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylpheny)-1,3,4oxadiazole), TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제1 발광 유닛(230) 상에 전하 생성층(240)이 배치된다. 전하 생성층(240)은 제1 발광 유닛(230)과 제2 발광 유닛(250) 간의 전하 균형을 조절하는 역할을 한다. 전하 생성층(240)은 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치된다. 도 3을 참조하면, 전하 생성층(240)은 n형 전하 생성층(242) 및 p형 전하 생성층(244)을 포함한다.
n형 전하 생성층(242)은 제1 발광 유닛(230)으로의 전자의 주입을 돕는 역할을 한다. n형 전하 생성층(242)은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum) 및 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 등의 호스트 물질, 및 리튬(Li), 세슘(Cs), 나트륨(Na), 칼륨(K), 스트론륨(Sr), 바륨(Ba), 라듐(Ra) 및 마그네슘(Mg) 등의 n형 도펀트를 포함하여 구성될 수 있다.
n형 전하 생성층(242) 상에 p형 전하 생성층(244)이 배치된다. p형 전하 생성층(244)은 제2 발광 유닛(250)으로의 정공의 주입을 돕는 역할을 한다. p형 전하 생성층(244)은 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine) 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine) 등의 호스트 물질, 및 금속 산화물, 테트라플루오로-테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), 헥사니트릴, 헥사아자트리페닐렌, FeCl3, FeF3 및 SbCl5 등의 p형 도펀트를 포함하여 구성될 수 있다.
전하 생성층(240) 상에 제2 발광 유닛(250)이 배치된다. 제2 발광 유닛(250)은 제2 유기 발광층(256)을 적어도 포함하여 제1 전극(220) 및 제2 전극(270)으로부터 전압을 인가받아 광을 발광할 수 있는 독립적인 발광 소자를 지칭한다. 도 3을 참조하면, 제2 발광 유닛(250)은 제2 정공 수송층(254), 제2 유기 발광층(256) 및 제2 전자 수송층(258)을 포함한다. p형 전하 생성층(244)이 실질적으로 정공 주입층으로서의 역할을 수행할 수 있으므로, 제2 발광 유닛(250)은 별도의 정공 주입층을 포함하지 아니할 수 있다.
제2 발광 유닛(250)의 제2 정공 수송층(254), 제2 유기 발광층(256) 및 제2 전자 수송층(258) 각각은, 제2 정공 수송층(254) 및 제2 전자 수송층(258) 중 하나가 접촉 차단층으로서의 역할을 수행할 수 있다는 것을 제외하고는, 제1 발광 유닛(230)의 제1 정공 수송층(234), 제1 유기 발광층(236) 및 제1 전자 수송층(238) 각각과 실질적으로 동일하게 구성될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
한편, 도 3을 참조하면, 접촉 차단층으로서의 제2 전자 수송층(258)이 전하 생성층(240)보다 기판(210)의 가장자리에 가깝게 연장되어, 전하 생성층(240)을 감싸도록 배치되는 것을 확인할 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.
제2 발광 유닛(250) 상에는 전자 주입층(260)이 배치된다. 전자 주입층(260)은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치된다. 전자 주입층(260)은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylpheny)-1,3,4oxadiazole), TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 한편, 전자 주입층(260)은 생략될 수도 있다.
전자 주입층(260) 상에는 제2 전극(270)이 배치된다. 제2 전극(270)은 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치되며, 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)의 일부에 걸쳐 배치된다. 제2 전극(270)은 제1 발광 유닛(230) 및 제2 발광 유닛(250)에 전압을 인가하는 역할을 한다. 제2 전극(270)은 별도의 Vss 전압 배선에 연결되어 모든 화소 영역(P)에 동일한 전압을 인가할 수 있다. 제2 전극(270)은 캐소드로서 일함수가 낮은 금속성 물질, 이를 테면 은(Ag), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 또는 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 합금으로 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 전극(220), 제1 발광 유닛(230), 전하 생성층(240), 제2 발광 유닛(250), 전자 주입층(260)이 표시 영역(DA)에만 배치되는 것과는 달리, 제2 전극(270)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)의 일부에까지 배치된다. 그 결과, 제2 전극(270)이 비표시 영역(NA)까지 연장하면서 전하 생성층(240)과 직접적으로 접촉하는 일이 빈번하게 발생하고 있다. 제2 전극(270)이 전하 생성층(240)과 직접적으로 접촉하는 경우, 제2 전극(270)으로부터의 전하가 제1 유기 발광층(236) 및 제2 유기 발광층(256)에 균등하게 공급되기 보다는 제1 유기 발광층(236)에 편중되어 공급될 수 있다. 제1 유기 발광층(236)에 제2 전극(270)으로부터의 전하가 편중되어 공급되는 경우, 제1 유기 발광층(236)의 급속한 열화가 진행되어 유기 발광 표시 장치(200)의 전체 수명이 저하되기 때문에, 제2 전극(270)이 전하 생성층(240)과 직접적으로 접촉하는 것을 차단해야 할 필요성이 제기되고 있다.
본 발명에서는 제2 유기 발광층(256)을 제외한, 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치되면서 전하 생성층(240)과 제2 전극(270) 사이에 배치되는 하나 이상의 층을 접촉 차단층이라 정의하고, 이러한 접촉 차단층을 전하 생성층(240) 전부를 감싸도록 배치한다. 이에 따라, 접촉 차단층에 의해서 전하 생성층(240)과 제2 전극(270) 사이의 직접적인 접촉이 차단되므로, 제2 전극(270)으로부터의 전하가 제1 유기 발광층(236)에 편중되어 공급되는 문제가 해결될 수 있게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치되면서 전하 생성층(240)과 제2 전극(270) 사이에 배치되는 층으로는 제2 정공 수송층(254), 제2 유기 발광층(256), 제2 전자 수송층(258), 전자 주입층(260)을 들 수 있다. 그리고, 도 3에 도시되지는 않았으나, 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치되면서 전하 생성층(240)과 제2 전극(270) 사이에 배치될 수 있는 또 다른 층으로는, 제2 유기 발광층(256)과 제2 전자 수송층(258) 사이에 배치될 수 있는 정공 저지층, 및 제2 정공 수송층(254)과 제2 유기 발광층(256) 사이에 배치될 수 있는 전자 저지층을 들 수 있다. 여기서, 제2 유기 발광층(256)을 제외하면, 접촉 차단층으로 활용될 수 있는 층은 제2 정공 수송층(254), 제2 전자 수송층(258), 전자 주입층(260), 정공 저지층, 및 전자 저지층일 수 있다. 제2 정공 수송층(254), 제2 전자 수송층(258), 전자 주입층(260), 정공 저지층, 및 전자 저지층 모두는 반도체와 부도체 사이의 유기 물질로 구성되기 때문에, 전하 생성층(240)과 제2 전극(270) 사이에 배치되어도 전하의 이동 경로로서 기능하지 아니할 수 있다. 따라서, 제2 정공 수송층(254), 제2 전자 수송층(258), 전자 주입층(260), 정공 저지층, 및 전자 저지층 모두는 본 발명의 전자 차단층으로 이용될 수 있다.
전하 생성층(240)과 제2 전극(270) 사이에 배치될 수 있는 층들이 대부분 유기 물질로 구성되고, 유기 물질의 분자 길이가 약 10 Å인 점에 비추어 볼 때에, 접촉 차단층의 두께는 10 Å이상인 것이 바람직하다. 접촉 차단층의 두께가 10 Å이상이 되면, 전하 생성층(240)과 제2 전극(270) 사이의 전하 이동을 충분하게 차단할 수 있다.
접촉 차단층은 전하 생성층(240) 전부를 감싸도록 배치되므로, 전하 생성층(240)보다 기판(210)의 가장자리까지 더 연장 배치된다. 그러나, 비표시 영역(NA)에까지 접촉 차단층이 배치되는 경우 제2 전극(270)이 배선과 연결되는데 접촉 차단층이 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 접촉 차단층은 기판(210)의 표시 영역(DA)에만 배치되는 것이 바람직하다. 접촉 차단층이 기판(210)의 표시 영역(DA)에만 배치되고, 제2 전극(270)이 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)의 일부에 걸쳐 배치되는 결과, 제2 전극(270)은 접촉 차단층 전부를 감싸도록 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(200)에서는 접촉 차단층으로 제2 전자 수송층(258)을 채용하였다. 그 결과, 도 3을 참조하면, 제2 전자 수송층(258)이 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치되면서 전하 생성층(240) 전부를 감싸도록 배치되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 전하 생성층(240)과 제2 전극(270) 사이의 전하 이동이 일어나지 않게 되므로, 제2 전극(270)으로부터의 전하가 제1 유기 발광층(236) 및 제2 유기 발광층(256)에 균일하게 공급될 수 있게 된다. 따라서, 유기 발광 표시 장치(200)의 수명 특성을, 특히 고온에서의 수명 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
물론, 도 3에 도시된 바와는 달리, 제2 정공 수송층(254), 전자 주입층(260), 정공 저지층, 및 전자 저지층 중 하나가 전하 생성층(240) 전부를 감싸는 접촉 차단층으로 채용되는 것도 가능하다. 또한, 제2 정공 수송층(254), 제2 전자 수송층(258), 전자 주입층(260), 정공 저지층, 및 전자 저지층 중 둘 이상이 접촉 차단층으로 채용되는 것도 가능하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4의 유기 발광 표시 장치(400)는 도 2의 유기 발광 표시 장치(200)와 비교하여 제2 발광 유닛(250) 상에 제2 전하 생성층(480) 및 제3 발광 유닛(490)이 더 배치되는 구성만이 상이하고, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(400)는 제2 전하 생성층(480) 및 제3 발광 유닛(490)을 더 포함한다.
제2 전하 생성층(480)은 제2 발광 유닛(250)과 제3 발광 유닛(490) 간의 전하 균형을 조절하는 역할을 한다. 제2 전하 생성층(480)은 n형 전하 생성층(482) 및 p형 전하 생성층(484)을 포함할 수 있다. 제2 전하 생성층(480)의 n형 전하 생성층(482) 및 p형 전하 생성층(484) 각각은, 도 2의 전하 생성층(240)의 n형 전하 생성층(242) 및 p형 전하 생성층(244) 각각과 동일하게 구성될 수 있다.
제2 전하 생성층(480) 상에 제3 발광 유닛(490)이 배치된다. 제3 발광 유닛(490)은 제3 유기 발광층(496)을 적어도 포함하여 제1 전극(220) 및 제2 전극(270)으로부터 전압을 인가받아 광을 발광할 수 있는 독립적인 발광 소자를 지칭한다. 도 4를 참조하면, 제3 발광 유닛(490)은 제3 정공 수송층(494), 제3 유기 발광층(496) 및 제3 전자 수송층(498)을 포함한다.
제3 발광 유닛(490)의 제3 정공 수송층(494), 제3 유기 발광층(496) 및 제3 전자 수송층(498) 각각은, 제3 정공 수송층(494), 제3 유기 발광층(496) 및 제3 전자 수송층(498) 중 하나가 접촉 차단층으로서의 역할을 수행할 수 있다는 것을 제외하고는, 제1 발광 유닛(230)의 제1 정공 수송층(234), 제1 유기 발광층(236) 및 제1 전자 수송층(238) 각각과 실질적으로 동일하게 구성될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
유기 발광 표시 장치가 제3 발광 유닛(490)을 포함하는 경우에는, 제3 유기 발광층(496)을 제외한, 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치되면서 제2 전하 생성층(480)과 제2 전극(270) 사이에 배치되는 하나 이상의 층을 접촉 차단층이라 정의할 수 있다. 도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(400)에서는 접촉 차단층으로 제3 전자 수송층(498)을 채용하였다. 그 결과, 도 4를 참조하면, 제3 전자 수송층(498)이 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 배치되면서, 제1 전하 생성층(240) 및 제2 전하 생성층(480) 전부를 감싸도록 배치되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 제1 전하 생성층(240) 및 제2 전하 생성층(480)과 제2 전극(270) 사이의 전하 이동이 일어나지 않게 되므로, 제2 전극(270)으로부터의 전하가 제1 유기 발광층(236), 제2 유기 발광층(256) 및 제3 유기 발광층(496)에 균형있게 공급될 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단계별 단면도이다.
도 6a를 참조하면, 복수의 화소 영역(P)을 갖는 표시 영역(DA), 및 비표시 영역(NA)을 포함하는 기판(210) 상에 제1 전극(220)을 배치하고(S510), 제1 전극(220) 상에 정공 주입층(232) 및 제1 정공 수송층(234), 제1 유기 발광층(236) 및 제1 전자 수송층(238)을 순차적으로 배치한다(S520).
정공 주입층(232) 및 제1 정공 수송층(234), 및 제1 전자 수송층(238)은 공통 마스크를 기판(210) 전면에 배치한 상태에서 열 증착법을 이용하여 배치될 수 있다. 제1 유기 발광층(236)은 공통 마스크 또는 파인 메탈 마스크(Fine metal mask)를 이용하여 배치될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 복수의 화소 영역(P)에 공통으로, 제1 유기 발광층(236) 상에 전하 생성층(240)을 배치한다(S530).
전하 생성층(240)은 제1 공통 마스크(601)를 기판(210) 전면에 배치한 상태에서 열 증착법을 이용하여 배치될 수 있다.
도 6c를 참조하면, 전하 생성층(240) 상에 제2 정공 수송층(254) 및 제2 유기 발광층(256)을 순차적으로 배치하고(S540), 제2 유기 발광층(256) 상에, 복수의 화소 영역(P)에 공통으로 그리고 전하 생성층(240) 전부를 감싸도록 접촉 차단층으로서의 제2 정공 수송층(254)을 배치한다(S550).
접촉 차단층으로서의 제2 정공 수송층(254)은 제2 공통 마스크(603)를 기판(210) 전면에 배치한 상태에서 열 증착법을 이용하여 배치될 수 있다. 여기서, 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 제2 공통 마스크(603)의 개구부(604)의 크기는 제1 공통 마스크(601)의 개구부(602)의 크기보다 크다. 그 결과, 접촉 차단층으로서의 제2 정공 수송층(254)은 전하 생성층(240) 전부를 감싸도록 배치될 수 있다.
도 6d를 참조하면, 제2 정공 수송층(254) 상에 정공 주입층(232)을 배치하고, 복수의 화소 영역(P)에 공통으로, 제2 정공 수송층(254) 상에 제2 전극(270)을 배치한다(S560).
제2 전극(270)은 제3 공통 마스크(605)를 기판(210) 전면에 배치한 상태에서 스퍼터링법을 이용하여 배치될 수 있다. 여기서, 도 6b 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, 제3 공통 마스크(605)의 개구부(606)의 크기는 제1 공통 마스크(601)의 개구부(602) 및 제2 공통 마스크(603)의 개구부(604) 각각의 크기보다 크다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(200)의 제조 방법에서는, 슬릿 마스크 또는 슬롯 마스크가 아닌, 공통 마스크를 이용하여 전하 생성층(240) 및 접촉 차단층을 배치하면서도, 전하 생성층(240)과 제2 전극(270) 사이의 직접적인 접촉을 차단시킬 수 있는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 400: 유기 발광 표시 장치
110, 210: 기판
120, 220: 제1 전극
130, 230: 제1 발광 유닛
140, 240: 전하 생성층
150, 250: 제2 발광 유닛
160: 전자 주입층
170: 제2 전극
232: 정공 주입층
234: 제1 정공 수송층
236: 제1 유기 발광층
238: 제1 전자 수송층
242, 482: n형 전하 생성층
244, 484: p형 전하 생성층
254: 제2 정공 수송층
256: 제2 유기 발광층
258: 제2 전자 수송층
480: 제2 전하 생성층
494: 제3 정공 수송층
496: 제3 유기 발광층
498: 제3 전자 수송층
601: 제1 공통 마스크
603: 제2 공통 마스크
605: 제3 공통 마스크

Claims (16)

  1. 복수의 화소 영역을 갖는 표시 영역, 및 비표시 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 배치된 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치된 제1 유기 발광층;
    상기 제1 유기 발광층 상에 배치되며, 상기 복수의 화소 영역에 공통으로 배치된 전하 생성층;
    상기 전하 생성층 상에 배치된 제2 유기 발광층;
    상기 제2 유기 발광층 상에 배치되며, 상기 복수의 화소 영역에 공통으로 배치된 제2 전극; 및
    상기 복수의 화소 영역에 공통으로 배치되며, 상기 전하 생성층과 상기 제2 전극 사이에 배치되고, 상기 전하 생성층 전부를 감싸는 접촉 차단층을 포함하고
    상기 접촉 차단층은 반도체 또는 부도체의 유기 물질로 이루어지고, 상기 전하 생성층의 측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉 차단층에 의해서 상기 전하 생성층과 상기 제2 전극 사이의 직접적인 접촉이 차단되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전하 생성층은 n형 전하 생성층 및 p형 전하 생성층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 n형 전하 생성층 상에 상기 p형 전하 생성층이 배치된 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉 차단층의 두께는 10 Å이상인 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉 차단층은 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전자 차단층 중 하나인 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 접촉 차단층은 전자 수송층인 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉 차단층은 정공 수송층, 정공 차단층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전자 차단층 중 둘 이상인 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉 차단층은 상기 표시 영역에만 배치된 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역의 일부에 걸쳐 배치된 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 접촉 차단층 전부를 감싸도록 배치된 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  12. 복수의 화소 영역을 갖는 표시 영역, 및 비표시 영역을 포함하는 기판 상에 제1 전극을 배치하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 제1 유기 발광층을 배치하는 단계;
    상기 복수의 화소 영역에 공통으로, 상기 제1 유기 발광층 상에 전하 생성층을 배치하는 단계;
    상기 전하 생성층 상에 제2 유기 발광층을 배치하는 단계; 및
    상기 복수의 화소 영역에 공통으로, 상기 제2 유기 발광층 상에 제2 전극을 배치하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 전극을 배치하는 단계 이전에, 상기 복수의 화소 영역에 공통으로, 상기 전하 생성층 상에, 그리고 상기 전하 생성층 전부를 감싸도록 접촉 차단층을 배치하는 단계를 더 포함하고,
    상기 접촉 차단층은 반도체 또는 부도체의 유기 물질로 이루어지고, 상기 전하 생성층의 측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 전하 생성층을 배치하는 단계 및 상기 접촉 차단층을 배치하는 단계는 열 증착법을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 전하 생성층을 배치하는 단계는 제1 공통 마스크를 이용하여 수행되고, 상기 접촉 차단층을 배치하는 단계는 상기 제1 공통 마스크와 상이한 제2 공통 마스크를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 공통 마스크의 개구부의 크기는 상기 제1 공통 마스크의 개구부의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 전극을 배치하는 단계는 제3 공통 마스크를 이용하여 수행되며,
    상기 제3 공통 마스크의 개구부의 크기는 상기 제1 공통 마스크의 개구부 및 상기 제2 공통 마스크의 개구부 각각의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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