KR100342187B1 - 유기 전계 발광 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 전계 발광 디스플레이에 관한 것으로, 본 발명의 유기 전계 발광 디스플레이는 투명기판, 투명기판의 일단부에 형성된 캐소드 리드 전극, 투명기판 위에 스트라이프 형상으로 성막된 애노드전극, 애노드전극 위로 다수의 픽셀이 형성되도록 성막되어 있는 절연층, 픽셀 내부에 성막된 발광층, 절연층 위의 상기 픽셀 사이로 형성된 격벽, 투명기판의 격벽들 사이에 형성된 캐소드 리드 전극과 소정간격 이격된 상태로 형성된 전자주입층, 전자주입층 위로 격벽들 사이에 형성된 캐소드 리드 전극과 직접 접촉된 캐소드 전극을 구비한 것으로, 이러한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 디스플레이는 캐소드 전극과 캐소드 리드 전극 사이의 접촉부분에 전자주입층이 함께 접촉되지 않도록 함으로써 캐소드 전극과 캐소드 리드 전극 사이의 접촉저항을 감소시켜 디스플레이의 휘도와 수명을 향상시키고, 소비전력을 절감할 수 있도록 하며, 접촉부분에서의 저항 차이에 의한 휘도 불균일 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

유기 전계 발광 디스플레이{An organic electroluminescent display}
본 발명은 유기 전계 발광 디스플레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐소드와 애노드 전극 사이의 전자주입층의 성막상태를 개선하여 캐소드 전극과 캐소드 리드 전극과의 접촉저항을 줄일 수 있도록 한 유기 전계 발광 디스플레이에 관한 것이다.
일반적으로 유기 전계 발광 디스플레이에 사용되는 유기 전계 발광 소자는 전자주입전극과 정공주입전극 사이에 형광성 유기화합물을 함유하는 박막을 개재한 구조를 가지며, 이 유기화합물 박막에 전자 및 정공을 주입하여 재결합시킴으로써 여기자(엑시트론)를 생성시키며, 이 여기자가 비활성화 될 때 발생하는 광방출을 이용하여 화상을 표시하도록 한 것이다.
이러한 유기 전계 발광 소자를 이용한 유기 전계 발광 디스플레이는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 유리등의 투명한 재질로 된 기판(10)과 이 기판(10) 위에 애노드 전극(20)인 ITO(Indume Tin Oxide)가 스트라이프 형상으로 성막되어 있고, 애노드 전극(20)위로는 절연층(21)이 성막되어 있다. 이 절연층(21)을 성막할 때 애노드 전극(20)을 따라 사각형상의 홈(11)이 절연층(21)의 증착시 형성된다.
그리고 이 각각의 홈(11) 중의 애노드 전극(20) 위로는 트리페닐아민유도체 등으로 된 정공수송층(22)이 성막되고, 정공수송층(22) 위로는 유기 발광층(23)과 전자수송층(24) 그리고 Lif로 된 전자주입층(25)이 차례로 성막되며 이 전자주입층(25) 위로 캐소드 전극(26)이 성막되어 있다.
이때 캐소드 전극(26)은 애노드 전극(20)과 수직 방향으로 진공 증착으로 성막되는데, 이를 위하여 다수의 격벽(12)이 애노드 전극(20)과 반대 방향으로 형성되고, 이 격벽(12) 사이로 증착시 캐소드 전극(26)이 증착되어 전자주입층(25) 위로 성막되게 된다.
이때의 전자주입층(25)은 캐소드 전극(26)으로부터 발광층(23)으로 보다 안정적인 전자주입을 위하여 형성되는 것이다. 이러한 캐소드 전극(26)과 전자주입층(25)은 모두 함께 캐소드 리드 전극(27)과 연결되어 장치를 구동시키게 되어 있다.
그런데 캐소드 전극(26)으로 저항값이 큰 물질을 사용할 경우에는 저항에 따른 큰 작동상의 문제가 발생하지 않지만, 캐소드 전극(26)에 저항값이 작은 물질을 사용할 경우에는 상대적으로 전자주입층(25)에 의한 캐소드 전극(26)과 캐소드 리드 전극(27) 사이의 접촉저항이 커지게 되어 디스플레이의 특성을 저하시키게 된다.
또한, 전자주입층(25)에 의한 저항값의 증가는 균일하지 않은 경우가 많아 디스플레이의 휘도를 불균일하게 만들고, 접촉저항의 증가에 의해 휘도와 효율을 감소시키며, 동시에 구동소비전력을 증가시키게 되는 문제점 또한 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 캐소드 전극과 캐소드 리드 전극을 직접 접촉시켜서 전자주입층에 의한 접촉저항의 증가와 휘도의 불균일 등이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한 유기 전계 발광 디스플레이를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 종래의 유기 발광 디스플레이의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 유기 발광 디스플레이의 일부를 절개 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이의 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이의 일부를 절개 도시한 절개 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이의 일부를 절개 도시한 사시도이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
100...기판
200...애노드 전극
210...절연층
220...정공수송층
260...캐소드 전극
270...캐소드리드 전극
전술한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 투명기판, 상기 투명기판의 일단부에 형성된 캐소드 리드 전극, 상기 투명기판 위에 스트라이프 형상으로 성막된 애노드 전극, 상기 애노드 전극 위로 다수의 픽셀이 형성되도록 성막되어 있는 절연층, 상기 픽셀 내부에 성막된 발광층, 상기 절연층 위의 상기 픽셀 사이로 형성된 격벽, 상기 투명기판의 격벽들 사이에 형성된 상기 캐소드 리드 전극과 소정간격 이격된 상태로 형성된 전자주입층, 상기 전자주입층 위로 상기 격벽들 사이에 형성된 상기 캐소드 리드 전극과 직접 접촉된 캐소드 전극을 구비한다. 그리고 상기 캐소드 전극은 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 리튬 등의 낮은 일함수값을 갖는 금속과 이들의 합금으로 구현되고, 상기 캐소드 리드 전극은 ITO, IZnO, Al, Cr, Mo, Ag, Ni, W 중의 하나 또는 이들의 합금으로 된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 디스플레이는 도 3과 도 4 그리고 도 5에 도시된 바와 같이 유리등의 투명한 재질로 된 기판(100)과 이 기판(100) 위에 투명 애노드 전극(200)인 ITO(Indume Tin Oxide)가 스트라이프 형상으로 성막되어 있고, 애노드 전극(200) 위로는 절연층(210)이 형성되어 있다. 이 절연층(210)은 기판(100) 위에 성막할 때 애노드 전극(200)을 따라 사각형상의 홈(110)이 절연층의 증착시 형성된다.
이 각각의 홈(110)에는 애노드 전극(200) 위로 트리페닐아민유도체 등으로된 정공수송층(220)이 성막되고, 정공수송층(200) 위로는 유기 발광층(230)이 성막되며 발광층(230) 위로는 전자수송층(240)이 형성된다. 그리고 전자수송층(230) 위로 전자주입층(230)이 성막되며, 계속해서 캐소드 전극(260)이 성막되어 있다. 따라서 각각의 홈(110)들은 하나의 유기 전계 발광소자를 구현하게 된다.
이때 캐소드 전극(260)은 애노드 전극(200)에 대하여 교차하는 방향으로 스트라이프 형태로 형성되는데, 이 캐소드 전극(260)의 성막시에는 별도의 새도우 마스크를 사용하지 않고, 기판(100) 위 전체에 증착을 시행한다. 따라서 캐소드 전극(260)이 애노드 전극(200) 교차하는 방향으로 형성되도록 하기 위하여 절연층(210)의 위로 역사다리꼴로 된 격벽(120)을 애노드 전극(200)과 반대 방향으로 형성한다.
따라서 이 격벽(120)들 사이로 캐소드 전극(260)들의 라인이 증착되어 먼저 성막된 전자주입층(250) 위로 성막되게 된다. 이 캐소드 전극(260)은 Al, Cr, Mo 등의 일반적인 금속이 사용 가능하다.
그리고 캐소드 전극(260)의 증착 전에 LiF, LiOx, 등의 금속산화물, 금속불소화물 또는 금속으로 된 얇은 전자주입층(250)이 먼저 성막된 후 캐소드 전극(260)이 성막된다. 이때의 전자주입층(250)은 캐소드 전극(260)으로부터 전자수송층(240)으로 보다 안정적인 전자주입을 위하여 형성되는 것이다.
한편, 기판(100) 위에는 캐소드 전극(260)에 외부 전력원으로부터의 전력을 공급하기 위한 캐소드 리드 전극(270)이 절연층(210) 위의 양단에 형성되어 있는데, 이 캐소드 전극(260)과 캐소드 리드 전극(270)은 서로 직접 접촉되어 있고, 그사이에 종래와 같이 전자주입층(250)이 개재되어 접촉되어 있지 않도록 되어 있다. 이렇게 한 이유는 캐소드 전극(260)과 캐소드 리드 전극(270) 사이의 접촉 저항을 줄일 수 있도록 하기 위한 것이다.
즉, 캐소드 리드 전극(270) 물질로 저항이 큰 ITO를 사용하고, 캐소드 리드 전극(270)의 길이를 길게 할 경우에는 캐소드 리드 전극(270)의 저항이 수 ㏀ 이 되기 때문에 전자주입층(250)에 의한 접촉저항의 증가가 디스플레이의 특성에 큰 영향을 주지 않는다.
그러나 캐소드리드 전극(270)으로 저항값이 작은 금속을 사용할 경우와 캐소드리드 전극(270)의 길이가 짧아 캐소드 리드 전극(270)의 저항값이 작을 경우에는 전자주입층(250)에 의한 저항증가가 디스플레이 장치의 특성에 영향을 준다.
다시 말하면 이때의 저항값의 증가가 디스플레이의 휘도를 감소시키고, 구동소비전력을 증가시키며, 결국에는 디바이스의 수명을 떨어뜨린다는 것이다. 또한 전자주입층(250)의 두께는 일반적으로 수 - 수십Å으로 매우 얇기 때문에 디스플레이 전체에 균일한 두께로 성막시키기 어렵고, 이러한 경우 전자주입층(250) 두께의 불균일에 의한 디스플레이의 휘도 불균일 또한 발생시키게 된다.
이러한 이유로 종래에 전자주입층(250)이 개재된 상태에서 접촉면적이 0.01㎠ 일 때 접촉저항은 200- 400 Ω로 측정되었지만, 본 발명에서처럼 전자주입층(250)이 개재되지 않았을 때의 접촉저항은 20 - 30 Ω로 감소하게 된다.
이때의 캐소드 리드 전극(270)은 ITO, IZnO, Al, Cr, Mo, Ag, Ni 등의 일반적인 금속 또는 비금속이 사용 가능하고, 캐소드 전극(260)과 캐소드 리드전극(270)의 접촉방법은 일반적인 증착 또는 E-beam 등의 성막기술로써 가능하다.
이러한 캐소드 전극(260)과 캐소드 리드 전극(270)사이에 접촉저항 상태에 따른 실시예로써, 캐소드 전극(260)으로 Al을 사용하고, 캐소드 리드 전극(270)으로 Cr을 사용한 128 × 64 디스플레이의 경우 200cd/㎡ 의 휘도를 구현할 때의 구동소비전력은 91.7㎽으로 측정되었고, 캐소드 전극(260)과 캐소드 리드 전극(270) 사이에 전자주입층(250)이 있는 종래의 경우는 100.5㎽ 로 측정되었다.
따라서 본 발명과 같은 구성을 가진 유기 전계 발광 디스플레이는 종래의 것에 비하여 약 9% 정도의 소비전력을 절감할 수 있다는 것을 알 수 있다.
그리고 캐소드 전극(260)과 캐소드 리드 전극(270) 사이에 전자주입층(250)이 있는 종래의 경우 접촉된 캐소드 리드 전극(270) 양단 사이의 저항 차이는 약 200Ω정도 차이가 나기 때문에 디스플레이의 휘도불균일 현상이 발생하게 되지만, 본 발명에서처럼 전자주입층(250)이 접촉되지 않도록 하면 디스플레이 좌우의 휘도 불균일 현상이 나타나지 않게 되어 보다 뛰어난 장치의 작동성능을 제공할 수 있도록 한다.
이상과 같은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 디스플레이에서 전자주입층(250)이 캐소드 전극(260)과 캐소드 리드 전극(270) 사이에 접촉하지 않도록 하는 공정과 여기에 사용되는 물질들은 여러 가지 다양한 공정과 물질들로써 구현될 수 있을 것이다.
그러나 이러한 다양한 공정과 물질들로부터 제작된 유기 전계 발광 디스플레이의 캐소드 전극과 캐소드 리드 전극에 전자주입층이 함께 접촉되지 않도록 한 것이라면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 할 것이다..
이상과 같은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 디스플레이는 캐소드 전극과 캐소드 리드 전극 사이의 접촉부분에 전자주입층이 함께 접촉되지 않도록 함으로써 캐소드 전극과 캐소드 리드 전극 사이의 접촉저항을 감소시켜 디스플레이의 휘도와 수명을 향상시키고, 소비전력을 절감할 수 있도록 하며, 접촉부분에서의 저항 차이에 의한 휘도 불균일 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 투명기판,
    상기 투명기판의 일단부에 형성된 캐소드 리드 전극,
    상기 투명기판 위에 스트라이프 형상으로 성막된 애노드 전극,
    상기 애노드 전극 위로 다수의 픽셀이 형성되도록 성막되어 있는 절연층,
    상기 픽셀 내부에 성막된 발광층,
    상기 절연층 위의 상기 픽셀 사이로 형성된 격벽,
    상기 투명기판의 격벽들 사이에 형성되되 상기 캐소드 리드 전극과 소정간격 이격된 상태로 형성된 전자주입층,
    상기 전자주입층 위로 상기 격벽들 사이에 형성되되 상기 캐소드 리드 전극과 직접 접촉된 캐소드 전극을 구비한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 디스플레이.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 캐소드 전극은 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 리튬 등의 낮은 일함수값을 갖는 금속과 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 디스플레이.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 캐소드 리드 전극은 ITO, IZnO, Al, Cr, Mo, Ag, Ni, W 중의 하나 또는 이들의 합금으로 된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 디스플레이.
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