KR100397877B1 - 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자 - Google Patents

액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR100397877B1
KR100397877B1 KR10-2001-0048886A KR20010048886A KR100397877B1 KR 100397877 B1 KR100397877 B1 KR 100397877B1 KR 20010048886 A KR20010048886 A KR 20010048886A KR 100397877 B1 KR100397877 B1 KR 100397877B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
layer
reflective layer
active matrix
organic light
Prior art date
Application number
KR10-2001-0048886A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030015409A (ko
Inventor
박재용
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR10-2001-0048886A priority Critical patent/KR100397877B1/ko
Publication of KR20030015409A publication Critical patent/KR20030015409A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100397877B1 publication Critical patent/KR100397877B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/86—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H10K59/1213—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being TFTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H10K59/1216—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being capacitors

Abstract

본 발명에서는, 기존의 원형 편광판을 이용한 유기전계발광 소자에서 나타나는 고가의 재료 사용에 따른 제조 비용 상승과, 장기 구동시 편광능력 저하로 인한 화질 불량 등을 해결하기 위하여, 외부광과 근접한 비발광 영역 및 발광 영역의 불투명성 전극과 유기전계발광층 사이에 유기계 또는 무기계 물질로 이루어진 비반사층을 포함하는 유기전계발광 소자를 제공하므로써, 장기사용에 따른 콘트라스트비 저하를 방지할 수 있고, 디스플레이 소자 수명을 증가시킬 수 있으며, 고가의 원형 편광판을 생략할 수 있으므로, 제조비용의 절감 및 생산공정의 단순화로 시장성을 확보할 수 있는 장점을 가진다.

Description

액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자{Active-Matrix Organic Electroluminescent Device}
본 발명은 유기전계발광 소자(Organic Electroluminescent Device)에 관한 것으로, 특히 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자(Active-Matrix Organic Electroluminescent Device)에 관한 것이다.
최근에 액정표시장치(LCD ; Liquid Crystal Display Device)는 가볍고 전력 소모가 적은 장점이 있어, 평판디스플레이(FPD ; Flat Panel Display)로서 현재 가장 많이 사용되고 있다.
　그러나, 액정표시장치는 자체 발광소자가 아니라 수광소자이며 밝기, 콘트라스트(contrast), 시야각, 그리고 대면적화 등에 기술적 한계가 있기 때문에 이러한 단점을 극복할 수 있는 새로운 평판디스플레이를 개발하려는 노력이 활발하게 전개되고 있다.
새로운 평판디스플레이 중 하나인 유기전계발광 소자는 자체발광형이기 때문에 액정표시장치에 비해 시야각, 콘트라스트 등이 우수하며 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다. 그리고, 직류저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 전부 고체이기 때문에 외부충격에 강하고 사용온도범위도 넓으며 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
특히, 상기 유기전계발광 소자의 제조공정에는, 액정표시장치나 PDP(Plasma Display Panel)와 달리 증착 및 봉지(encapsulation) 장비가 전부라고 할 수 있기 때문에, 공정이 매우 단순하다.
한편, 종래에는 이러한 유기전계발광 소자의 구동방식으로 별도의 박막트랜지스터(TFT ; Thin Film Transistor)를 구비하지 않는 패시브 매트릭스형(passive matrix)이 주로 이용됐었다.
그러나, 상기 패시브 매트릭스 방식에서는 주사선(scan line)과 신호선(signal line)이 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하므로, 각각의 화소를 구동하기 위하여 주사선을 시간에 따라 순차적으로 구동하므로, 요구되는 평균 휘도를 나타내기 위해서는 평균 휘도에 라인수를 곱한 것 만큼의 순간 휘도를 내야만 한다.
따라서, 라인이 많으면 많을수록, 더 높은 전압과 더 많은 전류를 순간적으로 인가해 주어야 하므로, 소자의 열화를 가속시키고 소비전력이 높아져 고해상도, 대면적 디스플레이에는 적합하지 않다.
그러나, 액티브 매트릭스 방식에서는, 각 화소(pixel)를 개폐하는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 화소마다 위치하고, 이 박막트랜지스터가 스위치역할을 하여, 제 1 전극은 화소단위로 온/오프(on/off)를 시키고, 이 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극은 공통전극으로 사용한다.
더욱이, 상기 액티브 매트릭스 방식에서는 화소에 인가된 전압이 스토리지 캐패시터(CST; storage capacitance)에 충전되어 있어, 그 다음 프레임(frame) 신호가 인가될 때까지 전원을 인가해 주도록 함으로써, 주사선 수에 관계없이 한 화면동안 계속해서 구동한다.
따라서, 액티브 매트릭스 방식에서는, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점을 가진다.
이하, 이러한 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본적인 구조 및 동작특성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본 화소 구조를 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 주사선이 형성되어 있고, 이 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되며, 서로 일정간격 이격된 신호선 및 전력공급 라인(powersupply line)이 형성되어 있어, 하나의 화소영역(pixel area)을 정의한다.
상기 주사선과 신호선의 교차지점에는 어드레싱 엘리먼트(addressing element)인 스위칭 박막트랜지스터(switching TFT)가 형성되어 있고, 이 스위칭 박막트랜지스터 및 전력공급 라인과 연결되어 스토리지 캐패시터(storage capacitor; 이하, CST라 칭함)가 형성되어 있으며, 이 스토리지 캐패시터(CST) 및 전력공급 라인과 연결되어, 전류원 엘리먼트(current source element)인 구동 박막트랜지스터가 형성되어 있고, 이 구동 박막트랜지스터와 연결되어 유기전계발광 다이오드(Electroluminescent Diode)가 구성되어 있다.
이 유기전계발광 다이오드는 유기발광물질에 순방향으로 전류를 공급하면, 정공 제공층인 양극(anode electrode)과 전자 제공층인 음극(cathode electrode)간의 P(positive)-N(negative) 접합(Junction)부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하여, 상기 전자와 정공이 떨어져 있을 때보다 작은 에너지를 가지게 되므로, 이때 발생하는 에너지 차로 인해 빛을 방출하는 원리를 이용하는 것이다.
상기 스위칭 박막트랜지스터는 전압을 제어하고, 전류원을 저장하는 역할을 한다.
이하, 상기 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 구동원리에 대해서 설명한다.
상기 액티브 매트릭스 방식에서는 선택신호에 따라 해당전극에 신호를 인가하면, 스위칭 박막트랜지스터의 게이트가 온상태가 되고, 데이터 신호가 이 스위칭 박막트랜지스터의 게이트를 통과하여, 구동 박막트랜지스터와 스토리지 캐패시터에 인가되며, 이 구동 박막트랜지스터의 게이트가 온상태로 되면, 전원공급 라인으로부터 전류가 구동 박막트랜지스터의 게이트를 통하여 유기전계발광층에 인가되어 발광하게 된다.
이때, 상기 데이터 신호의 크기에 따라, 구동 박막트랜지스터의 게이트 개폐정도가 달라져서, 이 구동 박막트랜지스터를 통하여 흐르는 전류량을 조절하여 계조표시를 할 수 있게 된다.
그리고, 비선택 구간에는 스토리지 캐패시터에 충전된 데이터가 구동 박막트랜지스터에 계속 인가되어, 다음 화면의 신호가 인가될 때까지 지속적으로 유기전계발광 소자를 발광시킬 수 있다.
이러한 원리로 인하여, 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자는 패시브 매트릭스 방식에 비해 낮은 전압과 순간적으로 낮은 전류를 인가해도 되며, 선택 라인수에 관계없이 한 화면시간 동안 계속 유기전계발광 소자의 구동이 가능하여 저소비전력, 고해상도, 대면적화에 유리하다. 한편, 박막트랜지스터를 거쳐 전류를 흐르게 하는 구조이므로 기존의 비정질 실리콘(a-Si) 박막트랜지스터는 비정질 실리콘의 무결정상태의 실리콘 입자에 의해 전계효과 이동도(electric field effect mobility)가 낮아서 채용하기 어렵고, 균일한 결정립을 가져 전계효과 이동도가 보다 우수한 폴리실리콘(p-Si) 박막트랜지스터가 요구된다.
상기 폴리실리콘 박막트랜지스터는 전계효과 이동도가 크기 때문에 기판 위에 구동회로를 만들 수 있어, 이 폴리실리콘 박막트랜지스터로 기판에 직접 구동회로를 만들면 구동 IC 비용도 줄일 수 있고 실장도 간단해진다.
이 폴리실리콘을 제조하는 방법으로는, 비정질 실리콘을 이용하여 레이저 어닐링을 통해 저온 결정화하는 방법이 주로 이용되고 있다.
도 2는 종래의 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부 영역에 해당하는 단면도로서, 상기 도 1의 하나의 화소부에 있어서 구동 박막트랜지스터를 중심으로 양쪽으로 각각 연결된 스토리지 캐패시터 및 유기전계발광 다이오드부를 일예로 하여 설명한다.
도시한 바와 같이, 절연기판(1) 상에 반도체층(32), 게이트 전극(38), 소스 및 드레인 전극(50, 52)으로 구성되는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있고, 상기 소스 전극(50)에는 미도시한 전원공급 라인에서 형성된 파워 전극(42)이 연결되어 있으며, 상기 드레인 전극(52)과 연결되어 투명 도전성물질로 이루어진 양극(58)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 파워 전극(42)과 대응하는 하부에는 절연된 상태로 상기 반도체층(32)과 동일물질로 이루어진 캐패시터 전극(34)이 형성되어 있어, 이 파워 전극(42) 및 캐패시터 전극(34)에 의해 스토리지 캐패시터(CST)가 형성된다.
그리고, 상기 양극(58)의 상부에는 유기전계발광층(64) 및 불투명 금속물질로 이루어진 음극(66)이 순서대로 적층되어 유기전계발광 다이오드(E)로 구성된다.
상기 유기전계발광 다이오드(E)는 자체발광된 빛을 외부로 방출시키는 영역인 발광 영역(I)에 위치하고, 그외에 박막트랜지스터(T) 및 스토리지 캐패시터(CST)는 비발광 영역(II)에 위치한다.
상기와 같은 유기전계발광 다이오드(E)에서는 유기전계발광층(64)에서 발광된 빛이 투과성을 가지는 양극(58)이 형성된 하부방향으로 방출되는 하부 발광방식(bottom emission type)으로 구동된다.
상기와 같은 유기전계발광 소자용 절연기판(1)의 외부면에는 원형 편광판(68 ; Circularly polarizing plate)이 위치한다.
이 원형 편광판(68)은 위상차 조절이 가능한 편광판을 일컫는 것으로, 상기 비발광 영역(II)에 형성된 게이트 전극(38), 소스 및 드레인 전극(50, 52), 파워 전극(42), 음극(66)과 같은 금속층들에 의해 외부광이 반사될 경우, 화면의 콘트라스트(contrast)가 저하될 수 있으므로, 이를 방지하기 위한 용도로 이용된다.
전술한 하부발광 방식이외에도, 발광방향이 음극이 형성된 상부 방향인 상부 발광방식(top emission type) 유기전계발광 소자가 이용되고 있다. 이 상부발광 방식에서는 원형 편광판이 유기전계발광 소자의 최상부층 외부면에 위치한다.
그러나, 이러한 원형 편광판이 채용된 유기전계발광 소자는 다음과 같은 몇가지 문제점을 가진다.
첫째, 상기 원형 편광판은 내열 특성이 좋지 않아, 장기간 구동시에는 열화되어 편광능력이 떨어지기 쉽다.
둘째, 구동시간이 길어질수록 상기 원형 편광판의 편광능력 저하로 인해 콘트라스트가 떨어져 화질 불량을 초래할 수 있다.
세째, 상기 원형 편광판은 고가의 재료로, 유기전계발광 소자의 가격 상승의 원인으로 작용하여, 시장성 확보가 어렵다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는, 기존의 원형 편광판 대신내열성이 우수하고, 재료비가 저렴한 비반사층을 구비하여, 고품위 및 생산수율이 향상된 유기전계발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해서, 본 발명에서는 비발광 영역의 외부광과 근접한 위치에 비반사층을 형성하거나, 또는 상기 비발광 영역 뿐만 아니라 발광 영역의 불투명성 전극과 유기전계발광층 사이에 또 다른 비반사층을 형성하도록 한다.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본 화소 구조를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부 영역에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부영역에 대한 단면도.
도 4는 상기 도 3 유기전계발광 소자의 한 화소부에 해당하는 개략적인 평면도.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예 2 내지 5에 따른 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부영역에 대한 각각의 단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100 : 절연기판 102 : 제 1 비반사층
104 : 버퍼층 126 : 양극
130 : 유기전계발광층 132 : 제 2 비반사층
134 : 음극 T : 박막트랜지스터
CST: 스토리지 캐패시터 E : 유기전계발광 다이오드
I : 발광 영역 II : 비발광 영역
상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 제 1 특징에서는, 제 1 방향으로 형성된 다수 개의 주사선과, 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되며, 발광 영역 및 비발광 영역으로 구성된 화소 영역을 정의하는 다수 개의 신호선과, 상기 주사선 및 신호선의 교차지점에 형성되어 각 화소를 개폐하는 박막트랜지스터를 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자(Active-Matrix Organic Electroluminescent Device)에 있어서, 절연기판과; 상기 절연기판의 비발광 영역에 형성된 박막트랜지스터 및 스토리지 캐패시터와; 상기 박막트랜지스터와 연결되며, 발광 영역에 형성된 투명 또는 반투명 전극물질로 이루어진 양극, 상기 양극 상부에 차례대로 형성된 유기전계발광층 및 불투명 전극물질로 이루어진 음극으로 구성되고, 상기 양극이 형성된 방향으로 발광하는 하부 발광 방식의 유기전계발광 다이오드와; 상기 비발광 영역에 위치하며, 외부광과 근접한 위치에 형성된 비반사층을 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자를 제공한다.
그리고, 본 발명의 제 2 특징에서는, 제 1 방향으로 형성된 다수 개의 주사선과, 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되며, 발광 영역 및 비발광 영역으로 구성된 화소 영역을 정의하는 다수 개의 신호선과, 상기 주사선 및 신호선의 교차지점에 형성되어 각 화소를 개폐하는 박막트랜지스터를 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자(Active-Matrix Organic Electroluminescent Device)에 있어서, 절연기판과; 상기 절연기판의 비발광 영역에 형성된 박막트랜지스터 및 스토리지 캐패시터와; 상기 박막트랜지스터와 연결되며, 발광 영역에 형성된 불투명 전극물질로 이루어진 양극, 상기 양극 상부에 차례대로 형성된 유기전계발광층 및 투명 또는 반투명 전극물질로 이루어진 음극으로 구성되고, 상기 음극이 형성된 방향으로 발광하는 상부 발광 방식의 유기전계발광 다이오드와; 상기 비발광 영역에 위치하며, 외부광과 근접한 위치에 형성된 비반사층을 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자를 제공한다.
본 발명의 제 1 특징에서는, 상기 절연기판과 박막트랜지스터 사이에 버퍼층을 더욱 포함하며, 상기 비반사층은 절연기판과 버퍼층 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 제 1, 2 특징에서의 상기 비반사층은 유기계 물질, 무기계 물질 중 어느 하나이고, 상기 비반사층을 이루는 유기계 물질은 블랙 레진(black resin)으로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 비반사층을 이루는 무기계 물질은 금속물질과 무기물질의 공증착물인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 무기물질은 무기 절연물질, 무기 산화물질 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1, 2 특징에서는, 상기 발광영역에 또 하나의 비반사층을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 하부발광 방식 유기전계발광 다이오드에서는, 상기 발광영역의 음극과 유기전계발광층 사이에 비반사층을 포함하고, 상기 상부발광 방식 유기전계발광 다이오드에서는, 상기 발광영역의 양극과 유기전계발광층 사이에 비반사층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 비반사층은 제 1 금속물질과 무기물질의 공증착물층을 상기 유기전계발광층과 접하는 하부층으로 하고, 제 2 금속물질을 상기 음극과 접하는 상부층으로 하는 이중층 구조이고, 상기 제 1, 2 금속물질은 알루미늄(Al)이며, 상기 비반사층은 제 1 금속물질과 무기물질의 공증착물층을 상기 유기전계발광층과 접하는 하부층으로 하고, 제 2 금속물질을 상기 양극과 접하는 상부층으로 하는 이중층 구조인 것을 특징으로 한다.
상기 제 1, 2 금속물질은 백금(Pt)으로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 특징에서의 상기 음극 상부에는 보호층을 더욱 포함하며, 상기 비반사층은 상기 보호층과 음극 사이에 형성된 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따른 제 1, 2 특징에서의 상기 비반사층은 비발광 영역까지 연장형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 상기 도 1의 기본 화소 구조를 적용할 수 있고, 이외에도 주사선과 신호선이 교차하는 지점에 하나의 박막트랜지스터를 형성하고, 이 박막트랜지스터와 연결되어 유기전계발광소자를 구성하는 방식이나, 휘도 균일도를 향상시키기 위하여, 보상용 박막트랜지스터를 추가하여 네개의 박막트랜지스터를 구성하는 방식도 적용할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<실시예 1>
실시예 1은 본 발명에 따른 하부발광 방식 유기전계발광 다이오드를 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자에 있어서, 기존의 원형 편광판 대신 비반사층을 발광 영역 및 비발광 영역에 모두 형성한 구조에 관한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부영역에 대한 단면도이고, 도 4는 상기 도 3의 유기전계발광 소자의 한 화소부에 해당하는 개략적인 평면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 절연기판(100) 상에 반도체층(106), 게이트 전극(112), 소스 및 드레인 전극(120, 122)으로 구성되는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있고, 상기 소스 전극(120)에는 미도시한 전원공급 라인에서 형성된 파워 전극(116)이 연결되어 있으며, 상기 드레인 전극(122)과 연결되어 투명 또는 반투명 전극물질로 이루어진 양극(126)이 형성되어 있다.
이 파워 전극(116)과 대응하는 하부에는 절연된 상태로 상기 반도체층(106)과 동일물질로 이루어진 캐패시터 전극(108)이 형성되어 있어, 이 파워 전극(116) 및 캐패시터 전극(108)에 의해 스토리지 캐패시터(CST)가 형성된다.
그리고, 상기 양극(126)의 상부에는 유기전계발광층(130) 및 불투명 전극물질로 이루어진 음극(134)이 순서대로 적층되어 유기전계발광 다이오드(E)를 구성한다.
상기 유기전계발광 다이오드(E)와 대응하는 영역은 발광 영역(I)을 이루고, 그외 박막트랜지스터(T) 및 스토리지 캐패시터(CST)는 비발광 영역(II)을 이룬다.
한편, 각 소자들을 절연 또는 보호하기 위한 절연물질들로는, 상기 절연기판(100)과 반도층(106) 사이에서 완충작용을 하는 버퍼층(104)과, 상기 스토리지 캐패시터(CST)를 구성하는 제 1 보호층(114)과, 상기 드레인 전극(122)과 파워 전극(116) 사이의 제 2 보호층(118)과, 상기 양극(126)과 소스 전극(120) 사이의 제 3 보호층(124)과, 상기 박막트랜지스터(T)와 유기전계발광층(130) 사이의 제 4 보호층(128)이 차례대로 적층된 구조를 가지며, 상기 제 1 내지 4 보호층(114, 118, 124, 128)에는 각각 각 소자들간의 전기적 연결을 위한 콘택홀(미도시)이 형성되어 있다.
상기 제 1 내지 4 보호층(114, 118, 124, 128)은 무기 절연물질로 형성하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 실리콘 산화막(Si02), 실리콘 질화막(Si3N4)중 어느 하나에서 선택되는 것이다.
상기 양극(126)은 투명 또는 반투명 전극물질로 이루어지고, 상기 음극(134)은 불투명 전극물질로 이루어진다.
예를 들어, 상기 양극(126)은 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성하는 것이 바람직하고, 상기 음극(134)은 일함수(workfunction)가 4eV보다 낮은 금속에서 선택되며, 바람직하기로는 알칼리(alkali) 금속으로 형성하는 것이다.
그리고, 일반적으로 상기 유기전계발광층(130)은 양극(126) 및 음극(134) 사이에 차례대로 정공 주입층(Hole-Injection Layer), 정공 수송층(Hole-Transport Layer), 발광층(Emissive Layer), 전자 주입층(Electron-Transport Layer)으로 이루어진 다층막으로 구성된다.
본 발명에서는, 외부광을 차단 및 화질 향상을 위한 목적으로 상기 비발광 영역(II)의 절연기판(100)과 버퍼층(104) 사이에 제 1 비반사층(102)을 형성하고, 상기 발광 영역(I)의 음극(134)과 유기전계발광층(130) 사이에 제 2 비반사층(132)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 이 제 2 비반사층(132)은 상기 음극(134)의 일함수을 상승시키지 않으면서, 외부광 파장을 상쇄시키는 역할을 한다.
이러한 제 2 비반사층(132)에 적절한 물질로는 금속물질과 무기물질의 공증착물로 이루어진 제 1 층과, 박형의 금속물질로 이루어진 제 2 층으로 구성하는 것이 바람직하다.
이때, 이 제 1 층은 상기 유기전계발광층(130)과 접하는 하부층을 이루고, 상기 제 2 층은 음극(134)과 접하는 상부층에 위치하도록 한다.
그리고, 상기 무기물질로는 무기 절연물질, 무기 산화물질 중 어느 하나에서 선택되는 것이 바람직하다.
가장 바람직하기로는, 상기 금속물질 및 무기물질로는 각각 알루미늄(Al) 및 일산화규소(SiO)을 이용하는 것이다.
그리고, 상기 비발광 영역(II)에 형성된 제 1 비반사층(102)은 기존의 원형 편광판(도 2의 68)이 가지는 문제점을 보완할 수 있도록, 내열특성이 우수하고, 광학 밀도(optical density)가 높은 유기계 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
가장 바람직하기로는, 상기 유기계 물질중 블랙 레진(black resin)을 이용하는 것이다.
특히, 상기 제 1 비반사층(102)은 관찰자 위치 및 외부광과 근접한 위치에 형성되도록 하여, 상기 외부광 유입에 의한 기판내 금속층에서의 외부반사를 방지하여, 화면의 콘트라스트를 떨어뜨리지 않도록 하는 것이 중요하다.
그리고, 본 발명에 따른 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자는 진공 증착법(vacuum evaporation)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 유기전계발광 소자의 한 화소부에 대한 평면도를 살펴보면, 도 4에 도시한 바와 같이, 발광 영역(I)의 주변부를 둘러싸는 위치에 비발광 영역(II)이 형성되어 있고, 이 발광 영역(I) 및 비발광 영역(II)에는 각각 제 1, 2 비반사층(102, 132)이 형성되어 있다.
그러나, 본 발명에 따른 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자에서는, 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 범위에서 상기 비반사층을 발광 영역 또는 비발광 영역 중 어느 한 영역에만 선택적으로 형성하는 실시예도 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 또 다른 실시예들에 대해서 설명함에 있어서, 상기 실시예 1의 구조와 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.
<실시예 2>
실시예 2는 상기 실시예 1과 같은 하부 발광방식 유기전계발광 소자에 있어서, 비발광 영역에만 비반사층을 형성하는 구조에 대한 것이다.
상기 비반사층은 관찰자 위치 및 외부광과 근접한 위치에 형성하여, 외부광에 의해 금속물질로 이루어진 소자들을 통해 반사광이 발생하는 것을 미리 차단하도록 하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부영역에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 실시예에 따른 비반사층(210)은 비발광 영역(II)의 절연기판(200)과 버퍼층(212) 사이에 형성되어 있다.
이 비반사층(210)은 상기 실시예 1의 제 1 비반사층(102)와 동일 물질로 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 비반사층을 포함하는 유기전계발광 소자는, 상기 비반사층을 발광 영역과 비발광 영역에 선택적으로 형성할 수 있으며, 각 영역별 특성에 맞게 가장 적절한 위치에 형성하므로써, 기존의 원형 편광판을 이용한 유기전계발광 소자보다 소자 수명 및 화면의 콘트라스트를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
이하, 실시예 3 내지 5는 상부 발광방식 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자에 비반사층을 구성하는 실시예에 관한 것이다.
<실시예 3>
실시예 3에서는, 상기 상부 발광방식 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자에 비반사층을 형성함에 있어서, 발광 영역과 비발광 영역에 모두 비반사층이 형성된 구조에 관한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 상부 발광방식 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자에 대한 일부영역에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 유기전계발광 소자에서는 유기전계발광다이오드(E)에서의 발광방향이 음극(316)을 통과하여 상부방향으로 발광하는 방식이므로, 양극(310)은 불투명 전극물질로 형성되고, 상기 음극(316)은 발광된 빛을 투과시킬 수 있도록 투명 또는 반투명 전극물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 상기 음극(316)은 일함수가 낮은 박형의 금속박막이 하부에 구비된 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 상부 발광방식에서는 유기전계발광층(314)을 외부광 및 수분으로부터 보호하기 위해, 상기 음극(316) 상부에 별도의 보호층(318)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이러한 유기전계발광 소자의 발광 영역(I)에는 상기 양극(310)과 유기전계발광층(314) 사이에 제 1 비반사층(312a)이 형성되어 있고, 비발광 영역(II)에는 유기전계발광층(314)과 박막트랜지스터(T)를 절연하는 역할의 보호층(311)과 음극(316) 사이에 제 2 비반사층(312b)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 1, 2 비반사층(312a, 312b)은 서로 연결되어 기판 전면에 걸쳐 연장형성된 구조이지만, 형성 위치에 따라 각각의 역할이 다르므로, 서로 다른 물질구성을 가지는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 제 1 비반사층(312a)은 양극(310)과 유기전계발광층(314) 사이에 위치하므로, 이 양극(310)의 일함수를 상승시키지 않으면서 외부광의 파장을 상쇄시킬 수 있는 역할을 하는 물질을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 제 1 비반사층(312a)을 이루는 물질로는 금속물질과 금속물질 및 무기물의 공증착물로 이루어지며, 상기 금속물질을 양극(310)과 연접하는 하부층으로 하는 이중층 구조로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 금속물질은 백금(Pt ; Platinum)으로 형성되고, 상기 무기물은 무기절연물질 또는 무기 산화물질 중 어느 하나로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 비반사층(312b)은 외부광 차단을 주목적으로 하므로, 상기 제 1 비반사층(312a)의 상부층을 이루는 금속물질 및 무기물의 공증착물로만 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 비반사층(312)은 기판 전면에 걸쳐 형성함에 있어서, 상기 제 1 비반사층(312a)은 양극(310)의 전기적 특성을 저하시키지 않는 이중층 구조의 물질로 이루어지고, 상기 제 2 비반사층(312b)은 상기 제 1 비반사층(312a)의 공증착물로만 이루어지도록 형성하는 것이 바람직하다.
<실시예 4>
실시예 4에서는 발광 영역 및 비발광 영역의 서로 다른 위치에 비반사층을포함하는 구조의 유기전계발광 소자에 관한 것이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 상부 발광방식 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부 영역에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 실시예 4에 의한 유기전계발광 소자에서는, 발광 영역(I)의 양극(410)과 유기전계발광층(416) 사이에 제 1 비반사층(414)이 형성되어 있고, 비발광 영역(II)에는 음극(418)과 최상부 보호층(422) 사이에 제 2 비반사층(420)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 제 1 비반사층(414)은 상기 실시예 3의 제 1 비반사층(312a)과 동일 물질로 형성할 수 있다.
그리고, 상기 제 2 비반사층(420)은 상기 실시예 3의 제 2 비반사층(312b)과 동일 물질을 적용하거나 또는 유기계 물질을 이용할 수 있다.
상기 유기계 물질로는 상기 실시예 1에서 언급한 블랙 레진을 이용하는 것이 가장 바람직하다.
<실시예 5>
실시예 5에서는, 상기 비반사층이 비발광 영역상에만 형성된 구조의 상부발광 방식 유기전계발광 소자에 대한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예 5에 따른 상부 발광방식 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부영역에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 실시예 5에 따른 비반사층(512)은 비발광 영역(II) 상에위치하며, 유기전계발광층(514)과 박막트랜지스터(T)를 절연하는 역할의 보호층(512)과 음극(516) 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 이 비반사층(512)은 유기전계발광층(514)과 측면으로 접촉되어 있는데, 이때, 이 비반사층(512)이 유기전계발광층(514)보다 선행되는 공정에서 이루어지도록 하여, 이 비반사층(512) 공정에 의해 유기전계발광층(514)에 데미지(damage)가 가해지지 않도록 한다.
이 비반사층(512)을 이루는 물질로는 상기 실시예 4의 제 2 비반사층(420)과 동일한 물질을 적용할 수 있다.
그러나, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지에 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자용 비반사층을 이용하면, 다음과 같은 효과를 가지게 된다.
첫째, 장기사용에 따른 콘트라스트비 저하를 방지할 수 있어, 디스플레이 소자 수명을 증가시킬 수 있다.
둘째, 고가의 원형 편광판을 생략할 수 있으므로, 제조비용의 절감 및 생산공정의 단순화로 시장성을 확보할 수 있다.
세째, 발광 영역과 비발광 영역별 비반사층의 형성위치를 각 영역별 특성에 맞게 형성할 수 있다.

Claims (16)

  1. 제 1 방향으로 형성된 다수 개의 주사선과, 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되며, 발광 영역 및 비발광 영역으로 구성된 화소 영역을 정의하는 다수 개의 신호선과, 상기 주사선 및 신호선의 교차지점에 형성되어 각 화소를 개폐하는 박막트랜지스터를 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자(Active-Matrix Organic Electroluminescent Device)에 있어서,
    절연기판과;
    상기 절연기판의 비발광 영역에 형성된 박막트랜지스터 및 스토리지 캐패시터와;
    상기 박막트랜지스터와 연결되며, 발광 영역에 형성된 투명 또는 반투명 전극물질로 이루어진 양극, 상기 양극 상부에 차례대로 형성된 유기전계발광층 및 불투명 전극물질로 이루어진 음극으로 구성되고, 상기 양극이 형성된 방향으로 발광하는 하부 발광 방식의 유기전계발광 다이오드와;
    상기 비발광 영역에 위치하며, 외부광과 근접한 위치에 형성된 비반사층
    을 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  2. 제 1 방향으로 형성된 다수 개의 주사선과, 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되며, 발광 영역 및 비발광 영역으로 구성된 화소 영역을 정의하는다수 개의 신호선과, 상기 주사선 및 신호선의 교차지점에 형성되어 각 화소를 개폐하는 박막트랜지스터를 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자(Active-Matrix Organic Electroluminescent Device)에 있어서,
    절연기판과;
    상기 절연기판의 비발광 영역에 형성된 박막트랜지스터 및 스토리지 캐패시터와;
    상기 박막트랜지스터와 연결되며, 발광 영역에 형성된 불투명 전극물질로 이루어진 양극, 상기 양극 상부에 차례대로 형성된 유기전계발광층 및 투명 또는 반투명 전극물질로 이루어진 음극으로 구성되고, 상기 음극이 형성된 방향으로 발광하는 상부 발광 방식의 유기전계발광 다이오드와;
    상기 비발광 영역에 위치하며, 외부광과 근접한 위치에 형성된 비반사층
    을 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연기판과 박막트랜지스터 사이에 버퍼층을 더욱 포함하며, 상기 비반사층은 절연기판과 버퍼층 사이에 형성된 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 비반사층은 유기계 물질, 무기계 물질 중 어느 하나인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 비반사층을 이루는 유기계 물질은 블랙 레진(black resin)인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 비반사층을 이루는 무기계 물질은 금속물질과 무기물질의 공증착물인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 무기물질은 무기 절연물질, 무기 산화물질 중 어느 하나인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 발광영역에 또 하나의 비반사층을 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하부발광 방식 유기전계발광 다이오드에서는, 상기 발광영역의 음극과 유기전계발광층 사이에 비반사층을 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 상부발광 방식 유기전계발광 다이오드에서는, 상기 발광영역의 양극과 유기전계발광층 사이에 비반사층을 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 비반사층은 제 1 금속물질과 무기물질의 공증착물층을 상기 유기전계발광층과 접하는 하부층으로 하고, 제 2 금속물질을 상기 음극과 접하는 상부층으로 하는 이중층 구조인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 금속물질은 알루미늄(Al)인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 비반사층은 제 1 금속물질과 무기물질의 공증착물층을 상기 유기전계발광층과 접하는 하부층으로 하고, 제 2 금속물질을 상기 양극과 접하는 상부층으로 하는 이중층 구조인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 금속물질은 백금(Pt)인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 음극 상부에는 보호층을 더욱 포함하며, 상기 비반사층은 상기 보호층과 음극 사이에 형성된 것인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 비반사층은 비발광 영역까지 연장형성된 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자.
KR10-2001-0048886A 2001-08-14 2001-08-14 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자 KR100397877B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0048886A KR100397877B1 (ko) 2001-08-14 2001-08-14 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0048886A KR100397877B1 (ko) 2001-08-14 2001-08-14 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030015409A KR20030015409A (ko) 2003-02-25
KR100397877B1 true KR100397877B1 (ko) 2003-09-13

Family

ID=27719112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0048886A KR100397877B1 (ko) 2001-08-14 2001-08-14 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100397877B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11127803B2 (en) 2017-08-30 2021-09-21 Boe Technology Group Co., Ltd. Display panel and display device

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100615221B1 (ko) * 2004-06-09 2006-08-25 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR100683403B1 (ko) * 2005-05-31 2007-02-15 엘지.필립스 엘시디 주식회사 유기전계발광소자 및 그 제조 방법
KR102141082B1 (ko) * 2014-05-02 2020-08-05 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 표시장치 및 그 제조방법
KR102346262B1 (ko) * 2014-07-14 2022-01-03 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시장치 및 이를 제조하는 방법
KR102359085B1 (ko) * 2015-01-30 2022-02-07 엘지디스플레이 주식회사 유기발광표시장치 및 그 제조방법
KR102574641B1 (ko) * 2016-07-19 2023-09-06 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970011970A (ko) * 1995-08-29 1997-03-29 구자홍 액정표시장치 구조 및 제조방법
JPH11273870A (ja) * 1998-03-24 1999-10-08 Tdk Corp 有機ｅｌ素子
JP2000002888A (ja) * 1998-06-16 2000-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd アクティブマトリクス反射型液晶表示装置
KR20000011851A (ko) * 1998-07-21 2000-02-25 이데이 노부유끼 유기전계발광소자
KR20020024917A (ko) * 2000-09-27 2002-04-03 김순택 유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970011970A (ko) * 1995-08-29 1997-03-29 구자홍 액정표시장치 구조 및 제조방법
JPH11273870A (ja) * 1998-03-24 1999-10-08 Tdk Corp 有機ｅｌ素子
JP2000002888A (ja) * 1998-06-16 2000-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd アクティブマトリクス反射型液晶表示装置
KR20000011851A (ko) * 1998-07-21 2000-02-25 이데이 노부유끼 유기전계발광소자
KR20020024917A (ko) * 2000-09-27 2002-04-03 김순택 유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11127803B2 (en) 2017-08-30 2021-09-21 Boe Technology Group Co., Ltd. Display panel and display device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030015409A (ko) 2003-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7875889B2 (en) Active matrix type organic electroluminescent display device and method of manufacturing the same
KR100834346B1 (ko) 능동행렬 유기전기발광소자
US9224978B2 (en) Organic light emitting diode display device
US8040051B2 (en) Organic light emitting display and method of manufacturing the same
USRE49592E1 (en) Organic light-emitting display device
KR102506035B1 (ko) 전계발광 표시장치
KR101695317B1 (ko) 유기전계 발광소자
KR100563131B1 (ko) 유기전계발광 소자
JP4378767B2 (ja) 発光装置及び電子機器
KR100438797B1 (ko) 유기전계발광 소자
KR101071448B1 (ko) 컬러 표시 장치
US8193703B2 (en) Organic light emitting diode display that directs reflected light to improve visibility
US8013523B2 (en) Organic light emitting device and manufacturing method thereof
KR100453633B1 (ko) 능동행렬 유기 전기발광소자 및 그의 제조 방법
KR100397877B1 (ko) 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자
US20190181204A1 (en) Electroluminescent Display Device
KR20070083003A (ko) 유기 발광 표시 장치
KR100761078B1 (ko) 유기 전계 발광 소자
KR100482328B1 (ko) 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시패널 및 그의제조방법
KR100490536B1 (ko) 전면 발광형 유기 전계 발광 표시 장치
KR100899158B1 (ko) 액티브 매트릭스형 유기 전계발광 표시패널 및 그의제조방법
KR100404989B1 (ko) 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자 및 그의 제조방법
US20110176090A1 (en) Display device and fabrication method thereof
KR100669316B1 (ko) 유기 전계 발광 표시 장치
US20220208920A1 (en) Display device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130619

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140630

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150818

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160816

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170816

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180816

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190814

Year of fee payment: 17