KR100387722B1 - 이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자 - Google Patents

Abstract

유기 전계 발광 디스플레이 소자의 특성에 중요한 영향을 미치는 요소 중의 하나인 애노드 데이터 전극에 해당하는 ITO 전극에 이중으로 픽셀을 조합하여 기존의 ITO 전극의 저항 값 보다 향상된 특성을 가질 수 있게 함으로써, 유기 전계 발광 디스플레이 소자의 동작 특성을 향상시킴과 동시에 안정적이고 높은 효율을 발휘할 수 있도록 할 수 있도록 한 것이다.

Description

이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자{Organic Electro Luminescence Display with a Double Pixel structure}

본 발명은 차세대 영상표시 장치로 휴대용 단말기, 특수 기기의 표시기기, 모니터 TV에 이르는 많은 분야에서 응용가능한 차세대 디스플레이 패널(Displaypanel)인 유기 전계 발광 디스플레이(Organic Electro Luminescence Display 이하 OELD 라 칭함) 소자에 관한 것으로, 더 상세하게는 EL소자의 특성에 중요한 영향을 미치는 요소 중의 하나인 애노드 데이터 전극에 해당하는 ITO 전극에 이중으로 픽셀을 조합하여 기존의 ITO 전극의 저항 값 보다 향상된 특성을 가질 수 있게 함으로써, 유기 전계 발광 디스플레이 소자의 동작 특성을 향상시킴과 동시에 안정적이고 높은 효율을 발휘할 수 있도록 할 수 있도록 한, 이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자에 관한 것이다.

일반적으로, 평판 디스플레이(Flat Panel Display 이하 FPD 라 칭함) 소자의 종류에는 사용되어지는 물질을 기준으로 하여 유기물을 사용하는 소자와 무기물을 사용하는 소자로 구분되어진다.

무기물을 사용하는 소자로는 형광체로부터 포토 루미네선스(Photo Luminescence 이하 PL 이라 칭함)를 이용하는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel 이하 PDP 라 칭함)과, 캐소드 루미네선스(Cathode Luminescence 이하 CL 이라 칭함)를 이용한 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display 이하 FED 라 칭함) 소자 등이 있다.

유기물을 사용하는 디스플레이 소자로는 다양한 분야에 적용되고 있는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display 이하 LCD 라 칭함) 소자와, 유기 전계 발광 디스플레이(Organic Electro Luminescence Display 이하 OELD 라 칭함) 소자 등이 있다.

상기 OELD 소자는 현재 널리 사용화되어 있는 LCD 소자에 비하여 약 30,000배 이상의 빠른 응답속도를 가지고 있어 동영상의 구현이 가능하고, 또한 자체적으로 발광하여 시야각이 넓고, 높은 휘도를 낼 수 있는 장점이 있어 차세대의 표시소자로 각광을 받고 있다.

이러한 OELD 소자는 사용되는 유기물의 종류에 따라 구분되는 것으로, 분자량이 작은 기능성 단분자 유기물을 사용하는 저분자 OELD 소자와, 분자량이 큰 고분자 유기물을 사용하는 고분자 OELD 소자가 있다.

상기 OELD 소자는 통상적으로 양극 전극과 음극 전극 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer 이하 HIL 이라 칭함), 정공 수송층(Hole Transport Layer 이하 HTL 이라 칭함), 발광층(Emission Layer 이하 EML 이라 칭함), 전자 수송층(Electron Transport Layer 이하 ETL 이라 칭함) 등을 포함하는 다층의 유기 박막으로 구성되어 진다.

이러한 OELD 소자의 발광 원리는 외부의 양극 전극에서 정공(Hole)이 주입되고, 음극 전극에서는 전자(Electron)가 주입되어 주입된 전자와 정공의 재결합(Recombination)에 의하여 빛을 발광하는 것으로, OELD의 발광 과정을 단계별로 살펴보면,

① 양극 전극과 음극 전극으로부터 유기막의 전자 수송층(ETL) 및 정공 수송층(HTL)으로 전하(전자와 정공)가 주입

② 주입된 전하가 유기막의 발광층(EML)으로 이동

③ 상기 유기막의 발광층(EML)에서 전자와 정공의 재결합으로 여기자(Exition)를 생성

④ 생성된 여기자가 유기막의 발광층(EML) 내부에서 이동

⑤ 여기자에서 발광되는 현상으로 구성되어 있다.

위의 발광 과정에서 전자와 정공이 유기 발광층으로 주입되어 재결합하고, 재결합하지 못한 전자와 정공은 소멸된다.

상기 OELD 소자의 제작 공정을 간단히 살펴보면 도 1 에 도시된 바와 같이, 먼저 양극 전극(애노드 전극 또는 데이터 라인)으로 사용될 수 있는 투명 전극(ITO)(10)의 패턴(pattern)을 형성한 후, 포토(Photo) 공정에 의해 절연막(Insulator)(20) 및 음극 전극의 패턴 형성용 분리 격벽(Separator)(30)을 형성한 다음, 유기막을 증착시키기 위하여 금속 마스크(Metal Mask 또는 Shadow Mask 라 칭함)를 사용하여 마스킹(Masking)을 한 후, 유기물 및 음극 전극(캐소드 전극 또는 스캔 라인)을 증발기(evaporator)로 형성시킨다.

여기서, OELD 소자 패시브 구동 방식의 구조는 S1, S2, S3, ...의 캐소드 스캐닝 전극과 D1, D2, D3, ...의 애노드 데이터 전극이 매트릭스 형태로 구성되어 있으며, 이와 같은 방식은 일반적인 매트릭스 구동을 위한 디스플레이 소자의 형태이다.

기존의 OELD 소자에서도 이와 같은 방식을 적용하게 되는데, 이때 문제가 될 수 있는 것은 데이터 신호가 전해지는 애노드 전극(D1, D2, D3, ...)이다.

애노드 전극(D1, D2, D3, ...)은 투명 전도 박막인 ITO(10) 박막을 이용하게 되는데, OELD 소자에서 ITO(10)의 저항 값은 디스플레이 소자의 특성에 많은 영향을 주게 된다.

특히, 고정세의 구동을 위하여 애노드 전극의 선폭이 줄어들게 되면 저항이 커지는 문제가 발생하므로 디스플레이를 하는데 있어 매우 특성을 악화시키는 요인이 될 수 있는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 창안된 것으로, 유기 전계 발광 디스플레이 소자의 특성에 중요한 영향을 미치는 요소 중의 하나인 애노드 데이터 전극에 해당하는 ITO 전극에 이중으로 픽셀을 조합하여 기존의 ITO 전극의 저항 값 보다 향상된 특성을 가질 수 있게 함으로써, 유기 전계 발광 디스플레이 소자의 동작 특성을 향상시킴과 동시에 안정적이고 높은 효율을 발휘할 수 있도록 할 수 있도록 한, 이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래의 패시브 메트릭스 구동 방식의 유기 전계 발광 디스플레이 소자의 개략적인 구성도,

도 2 는 본 발명에 따른 이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자의 픽셀 구조를 보인 구성도,

도 3 은 도 2 에 대한 a-a 절단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 애노드 데이터 전극 2 : 절연막

3 : 분리 격벽 4 : 유기막

5 : 캐소드 스캐닝 전극

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자는,

유기 전계 발광 디스플레이 소자를 제작하는데 있어서,

하나의 ITO 애노드 데이터 전극에 두 열의 픽셀을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자는 도 2 에 도시한 바와 같이, 패시브 구동 방식의 유기 전계 발광 디스플레이 소자에서 순차적으로 스캐닝하게 되는 전극으로서의 기능을 담당하는 캐소드 스캐닝 전극(5)과, 패시브 구동 방식에서 데이터를 보내는 기능을 담당하는 애노드 데이터 전극(1)으로 이루어진 유기 전계 발광 디스플레이 소자를 제작하는데 있어서, 한 개의 ITO 애노드 데이터 전극(1)에 두 열의 픽셀(D1 과 D1', D2 와 D2', ...)이 서로 엇갈리는 배열 방식을 취하도록 구성한다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자를 제작하기 위하여, S1, S2, S3, ...으로 명기되어 있는 캐소드 스캐닝 전극(5)은 금속 전극으로 일반적으로 패시브 구동 방식의 유기 전계 발광 디스플레이 소자에서 순차적으로 스캐닝하게 되는 전극으로서의 기능을 담당하게 된다.

그리고, D1, D1', D2, D2', ...으로 명기되어 있는 애노드 데이터 전극(1)은 일반적인 패시브 구동 방식에서 데이터를 보내는 기능을 담당하게 된다.

이때, 상기 애노드 데이터 전극(1)은 기존에 일직선 한줄로 구성된 픽셀 구조와는 다르게 본 발명에 의한 구조에서는 한 개의 ITO 애노드 데이터 전극(1)에 두 열의 픽셀이 서로 엇갈리는 배열 방식을 취하고 있다.

부호 3 은 상기 스캐닝되는 캐소드 스캐닝 전극(5)의 픽셀들을 구분하며 절연하기 위한 분리 격벽(3)을 나타내고, 점선으로 표시된 부분은 절연막(2)의 경계 부분을 개략적으로 그린 것이다.

유기 전계 발광 디스플레이 소자의 구조에서 발광이 되는 부분은 ITO 애노드 데이터 전극(1)의 픽셀들에 점선으로 나타낸 열려있는 곳에서 발광이 되어진다.

따라서, 절연막(2)은 ITO 애노드 데이터 전극(1)의 점선으로 그려진 사각형 부분을 제외하고 그 외의 부분들을 덮고 있게 된다.

도 2의 구조를 좀 더 이해하기 위하여 도 2에서 픽셀 내부를 지나고 있는 a선의 픽셀 단면 구조를 살펴보면 도 3 과 같이 나타낼 수 있다.

도 3에 의한 본 발명의 픽셀 단면 구조를 개략적으로 설명하면, 유리 기판 위에 ITO 애노드 애노드 전극(1)과 절연막(2), 분리 격벽(3), 유기막(4), 캐소드 스캐닝 전극(5)으로 구성되어 있다.

도 3의 단면 구조는 기존의 분리 격벽과 분리 격벽이 등간격으로 연결되면서 그 사이에 픽셀이 형성되게 되는데 비해, 본 발명의 구조에서는 분리 격벽(3)과 분리 격벽(3) 사이를 절연막(2)과 캐소드 스캐닝 전극(5)의 픽셀이 엇갈리면서 형성되어 있다.

이와 같은 구조는 본 발명의 픽셀 구조를 형성하기 위한 것으로, 본 발명에 의한 구조에서 구동 방식을 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 캐소드 스캐닝 전극(5)의 첫 번째 스캔 신호(S1)가 인가 될 경우 ITO 애노드 데이터 전극(1)의 첫 번째 열(D1, D2, ...)에 데이터 신호가 들어가게 되며, 캐소드 스캐닝 전극(5)의 두 번째 스캔 신호(S2)가 인가될 경우 ITO 애노드 데이터 전극(1)의 두 번째 열(D1',D2'... )로 데이터 신호가 인가된다.

이때, 첫 번째 열(D1)과 두 번째 열(D1')은 같은 ITO 애노드 데이터 전극(1)으로, 다른 픽셀을 구동하기 위한 다른 스캔 신호(S1, S2)에 의한 픽셀의 구동에 대해서 동일한 ITO 애노드 데이터 전극(1)으로 두 번의 데이터(D1, D1')를 보내어 디스플레이를 구동하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자는, 애노드 전극에 이중으로 픽셀을 조합하여 저항 값을 크게 낮춤으로써, 유기 전계 발광 디스플레이 소자의 동작 특성을 향상시킴과 동시에 안정적이고 높은 효율을 발휘할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

1. 유기 전계 발광 디스플레이 소자를 제작하는데 있어서,

   하나의 ITO 애노드 데이터 전극에 두 열의 픽셀을 형성하는 것을 특징으로 하는, 이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하나의 ITO 애노드 데이터 전극에 형성된 두 열의 픽셀을 서로 엇갈리게 형성하고, 두 열의 픽셀을 분리하기 위한 분리 격벽을 형성하는 것을 특징으로 하는, 이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 하나의 ITO 애노드 데이터 전극에 두 열의 픽셀을 형성하여 하나의 애노드 데이터 전극에 대하여 두 개의 캐소드 스캐닝 전극으로 구동되는 것을 특징으로 하는, 이중 픽셀 구조를 가지는 유기 전계 발광 디스플레이 소자.