KR100502856B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

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KR100502856B1
KR100502856B1 KR10-2002-0056494A KR20020056494A KR100502856B1 KR 100502856 B1 KR100502856 B1 KR 100502856B1 KR 20020056494 A KR20020056494 A KR 20020056494A KR 100502856 B1 KR100502856 B1 KR 100502856B1
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Abstract

본 발명은 유기 발광 소자에 구동 회로 소자를 일체로 형성함으로써 고집적화 및 구조 간소화를 실현할 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 픽셀 구조를 양전극과 음전극 사이에 다층의 유기물 층이 증착되는 다이오드 구조로 하고 픽셀의 주변에 다수의 구동 회로 소자가 형성되는 구조를 갖는 종래의 유기 발광 소자와는 달리, 양전극과 음전극 사이의 유기물 층에 게이트 전극을 형성하거나, 게이트 전극의 배선 부위 소정 부분에 커패시터를 형성하거나, 양전극을 이용하여 커패시터를 형성하거나 혹은 양전극을 이용하여 구동용 트랜지스터를 형성하는 방식으로 유기 발광 소자의 구조를 개선함으로써, 유기 발광 소자의 고집적화 및 구조 간소화, 생산성 증진, 디스플레이 효율 증진을 실현할 수 있는 것이다.

Description

유기 발광 소자{ORGANIC LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 평판형 디스플레이 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판형 디스플레이 소자의 일종으로써 외부에서 주입되는 전자와 정공의 재결합 에너지에 의한 발광을 통해 목적으로 하는 칼라 영상을 표시하는데 적합한 유기 발광 소자(organic light-emitting device)의 구조 개선에 관한 것이다.
근래 들어, 반도체 제조 기술의 발달과 영상 처리 기술의 발달에 따라 경량 및 박형화가 용이하고 고화질을 실현할 수 있는 평판 표시 소자들의 상용화 및 보급 확대가 급격하게 진행되고 있으며, 특히 뛰어난 발광 효율, 대면적화의 용이성, 공정의 간편성, 구조의 유연성 등과 같은 많은 장점을 갖는 유기 발광 소자가 차세대 표시 장치로서 각광받고 있다.
이러한 유기 발광 소자는, 뛰어난 발광 효율, 대면적화의 용이성, 공정의 간편성, 직류 저전압 구동, 고속 응답성, 다색화 등에서 무기 발광 소자보다 우수한 특성을 갖는 것으로, 양전극(애노드 전극)과 음전극(캐소드 전극)을 이용하여 외부로부터 전자와 정공을 주입하고, 그것들의 재결합 에너지에 의한 발광을 통해 패널 상에 임의의 영상을 표시하는 소자이다.
이를 위하여, 양전극과 음전극의 두 금속 전극 사이에 다층의 유기물 층이 증착되는 다이오드 구조를 갖는 한 픽셀의 유기 발광 소자의 주변에는 소자의 구동을 위한 구동 회로 소자, 즉 다수의 트랜지스터와 커패시터(예를 들면, 4개의 트랜지스터와 2개의 캐페시터)가 형성되어 있다. 여기에서, 일군의 트랜지스터는 발광 다이오드에 전류를 공급하는 기능을 수행하고, 다른 일군의 트랜지스터는 전류 구동 트랜지스터를 제어하는 기능을 수행하며, 커패시터는 전류 공급 트랜지스터를 제어하는 트랜지스터의 게이트 전압을 일정하기 유지시켜 주는 기능을 수행한다.
그러나, 상술한 바와 같은 구조를 갖는 종래 유기 발광 소자는 각 소자의 주변에 구동 회로 소자를 형성해야만 하기 때문에 집적도가 현저하게 떨어질 뿐만 아니라 전체 구조가 복잡하게 되는 문제가 있으며, 한 픽셀 내에 많은 소자를 포함시켜야만 하므로 발광 면적이 감소되어 개구율이 감소하기 때문에 디스플레이의 효율이 떨어질 수밖에 없는 근본적인 문제점을 갖는다.
또한, 종래 유기 발광 소자는 포토 공정, 식각 공정 등과 같은 복잡한 공정을 반복적으로 수행하여 유기 발광 소자의 주변에 구동 회로 소자를 형성해야만 하기 때문에 유기 발광 소자의 생산성이 저하되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기 발광 소자에 구동 회로 소자를 일체로 형성함으로써 고집적화 및 구조 간소화를 실현할 수 있는 유기 발광 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 유기 발광 소자에 구동 회로 소자를 수직 구조의 일체형으로 형성함으로써 고집적화 및 구조 간소화를 실현할 수 있는 유기 발광 소자를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 유기 발광 소자에 구동 회로 소자를 일체로 형성함으로써 그 생산성을 증진시킬 수 있는 유기 발광 소자를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 유기 발광 소자에 구동 회로 소자를 일체로 형성하여 그 발광 면적을 확대해 줌으로써 유기 발광 소자의 디스플레이 효율을 증진시킬 수 있는 유기 발광 소자를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 형태에 따른 본 발명은, 유기물 발광을 통해 영상을 디스플레이하는 유기 발광 소자에 있어서, 기판 상에 형성된 음전극; 상기 음전극 상에 형성되어 전압 제어에 따라 빛을 발광하는 유기물 층; 외부로부터 인가되는 제어 전압에 의거하여 상기 유기물 층의 발광을 제어하는 게이트 전극; 상기 게이트 전극 상에 형성된 전자 주입 및 수송층; 및 상기 전자 주입 및 수송층 상에 형성된 양전극으로 이루어진 유기 발광 소자를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 형태에 따른 본 발명은, 유기물 발광을 통해 영상을 디스플레이하는 유기 발광 소자에 있어서, 기판 상에 형성된 양전극; 상기 양전극 상에 형성된 전자 주입 및 수송층; 상기 전자 주입 및 수송층 상에 형성되어, 외부로부터 인가되는 제어 전압에 의거하여 유기물 층의 발광을 제어하는 게이트 전극; 상기 게이트 전극 상에 형성되어, 상기 게이트 전극으로부터의 전압 제어에 따라 빛을 발광하는 상기 유기물 층; 및 상기 유기물 층 상에 형성된 음전극으로 이루어진 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 핵심 기술요지는, 픽셀 구조를 양전극과 음전극 사이에 다층의 유기물 층이 증착되는 다이오드 구조로 하고 픽셀의 주변에 다수의 구동 회로 소자(즉, 트랜지스터 및 커패시터)를 형성하는 종래의 유기 발광 소자와는 달리, 양전극과 음전극 사이의 유기물 층에 게이트 전극을 형성하거나, 게이트 전극의 배선 부위 소정 부분에 커패시터를 형성하거나, 양전극을 이용하여 커패시터를 형성하거나 혹은 양전극을 이용하여 구동용 트랜지스터를 형성하는 방식으로 유기 발광 소자의 구조를 개선한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.
[제 1 실시 예]
도 1a는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도로서, 유기 발광 소자는, 기판(102), 음전극(104), 정공 주입층(106), 정공 수송층(108), 발광층(110), 표면 처리층(112), 게이트 전극(114), 전자 주입 및 수송층(116) 및 양전극(118)이 임의의 패턴으로 순차 적층되는 구조를 갖는다.
도 1a를 참조하면, 본 실시 예의 유기 발광 소자는 음전극(104) 위에 정공 주입층(106)과 정공 수송층(108)을 증착하고, 그 위에 발광층(110) 및 표면 처리층(112)을 증착한 후 상부에 게이트 전극(114)을 형성하며, 다시 그 위에 전자 주입 및 수송층(116) 및 양전극(118)을 형성하는 구조로 되는데, 이러한 유기 발광 소자에 사용되는 유기물은 대부분이 반도체 성질을 지니고 있다. 따라서, 이러한 반도체적 성질 때문에 외부에서 전기장을 가함으로서 유기물 반도체 층 내부에 전하 운반자의 농도를 증가시키거나 혹은 감소시킬 수 있다. 여기에서, 표면 처리층(112)은 SAM 처리, 박막 버퍼층 형성, RIE 처리 등을 통해 형성할 수 있는 것으로, 게이트 전극(114)과 유기물 층 사이의 일함수를 조절하기 위한 것이다.
이를 위하여, 본 실시 예에서는 이러한 성질을 이용하여 유기물 층 내에 또 하나의 금속 전극, 즉 게이트 전극(114)을 형성하고, 이 게이트 전극(114)에 전압을 인가하여 유기물 층 내에 전기장의 변화를 유발시킴으로서 전하 운반자의 농도 및 거동을 조절한다. 여기에서, 게이트 전극(114)은 금속으로 형성하거나 혹은 금속이 아닌 금속성 전도성 고분자를 이용하여 형성할 수 있다.
즉, 양전극(118)과 음전극(104)에 전압을 걸어 소자 내부에 전기장을 형성시킨 상태에서 게이트 전극(114)에 인가되는 전압을 조절함으로써, 유기물 발광층 내의 전하의 농도를 변화시키고, 전하 운반자가 게이트 전극(114)을 통해 우회하도록 하여 발광층(110)에 흐르는 전류를 감소시킴으로서 소자에서 발광하는 빛의 양을 조절한다.
본 실시 예에 따르면, 종래에는 유기 발광 소자의 주변에 전류 공급을 담당하는 두 개의 트랜지스터와 전류 구동 트랜지스터의 제어를 담당하는 두 개의 트랜지스터와 제어 트랜지스터의 게이트 전압을 일정하게 유지시켜 주기 위한 두 개 이상의 커패시터를 형성하는 방식으로 픽셀을 형성했었으나, 본 발명에서는 유기물 층 내부에 게이트 전극을 형성하고, 이 형성된 게이트 전극으로의 인가 전압 조절을 통한 전류 제어를 통하여 발광 소자의 발광을 제어한다.
한편, 본 실시 예에 따른 유기 발광 소자를 제조하는 과정들은, 이 기술분야에 잘 알려진 제조 방법들에 의해 충분하게 실현할 수 있기 때문에, 여기에서의 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 발명자들은 본 실시 예에 따라 제조된 유기 발광 소자를 이용하여 전류 특성에 대한 실험을 하였으며, 그 심험 결과는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같다.
도 6은 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 게이트 전압 값에 따라 양전극과 음전극 사이에 흐르는 전류가 변화하는 전류 특성의 실험 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 게이트 전극(114)의 전압 값에 따라 양전극(118)과 음전극(104) 사이에 흐르는 전류가 제어됨을 쉽게 알 수 있고, 게이트 전극(114)의 전압이 -2V 이상에서는 전류가 일정하게 거의 0A가 되어 유기 발광 소자가 오프됨을 알 수 있으며, 게이트 전극(114)의 전압 VG가 -8V 내지 -10V 일 때 유기 발광 소자가 온되어 발광함을 알 수 있다. 도 6에 있어서, 참조부호 LP는 발광 포인트를, a는 미발광 영역을, b는 발광 영역을 각각 나타낸다.
도 7은 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 양전극과 음전극 사이의 전압을 -10V로 고정한 상태에서 게이트 전극에 걸리는 전압을 -10V에서 +10V로 변화시켰을 때의 전류 특성에 대한 실험 결과를 보여주는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 게이트 전극(114)에 인가되는 전압 값을 조절해 줌으로써 유기물 층의 발광을 제어할 수 있음을 쉽게 알 수 있다. 도 7에 있어서, 참조부호 LP는 발광 포인트를, a는 미발광 영역을, b는 발광 영역을 각각 나타낸다.
다른 한편, 본 실시 예에서는 기판(102) 상에 음전극(104)을 형성하고, 유기물 층과 게이트 전극(114)을 사이에 두고 대향하는 측에 양전극(118)을 형성하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일 예로서 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기와는 반대로 기판(102) 측에 양전극(118)을 형성하고 그 위에 게이트 전극(114), 유기물 층 및 음전극(104)을 순차 적층하는 구조로 형성할 수도 있음은 물론이다. 물론, 본 변형 실시 예의 유기 발광 소자는 이와 같은 반대 구조로 하더라도 상술한 제 1 실시 예에서의 유기 발광 소자와 실질적으로 동일한 결과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 실시 예의 유기 발광 소자는, 종래 소자에서와 같이 소자의 주변에 별도의 구동 회로 소자(다수의 트랜지스터 및 커패시터)를 형성하지 않고, 유기물 층 내에 형성한 게이트 전극을 이용하여 소자의 발광을 제어하는 구조를 갖기 때문에 유기 발광 소자의 집적도를 대폭 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체 구조를 간소화할 수 있다.
또한, 본 실시 예의 유기 발광 소자는, 유기 발광 소자의 주변에 구동 회로 소자를 별도의 영역을 할당할 필요가 없기 때문에 그 만큼 발광 면적을 넓게 해 개구율을 증가시킬 수 있으므로 디스플레이의 효율을 증진시킬 수 있다.
더욱이, 본 실시 예의 유기 발광 소자는 유기 발광 소자의 주변에 구동 회로 소자를 형성하는 공정을 줄일 수 있기 때문에 전체 제조 공정을 대폭적으로 절감할 수 있어 유기 발광 소자의 생산성을 증진시킬 수 있다.
[제 2 실시 예]
도 2a는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도로서, 본 실시 예의 유기 발광 소자는 기판(202) 상에 음전극(204), 정공 주입층(206), 정공 수송층(208), 발광층(210) 및 표면 처리층(212)을 순차 적층하는 구조까지는 전술한 제 1 실시 예의 그것과 실질적으로 동일하다.
그러나, 본 실시 예의 유기 발광 소자는, 표면 처리층(112)의 상부에 게이트 전극(114)을 형성하고 그 위에 전자 주입 및 수송층(116)과 양전극(118)을 순차 형성하는 구조를 갖는 전술한 제 1 실시 예와는 달리, 표면 처리층(212)의 상부에 양전극(214)을 먼저 형성하고, 그 위에 절연막(216)과 게이트 전극(218)을 순차 형성하는 구조로 한다는 점이 다르다.
따라서, 본 실시 예의 유기 발광 소자는 양전극(214)과 게이트 전극(218) 사이에 절연막(216)을 형성하기 때문에 유기물 층 내의 필드 효과에 의해 소자를 구동하는 원리를 갖는다. 즉, 본 실시 예의 유기 발광 소자에서는 참조번호 220가 커패시터로서 기능한다.
한편, 본 실시 예에서는 기판(202) 상에 음전극(204)을 형성하고, 유기물 층과 양전극(214)을 사이에 두고 대향하는 측에 게이트 전극(218) 및 커패시터(220)를 형성하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일 예로서 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기와는 반대로 기판(202) 측에 게이트 전극(218)을 먼저 형성하고 그 위에 절연막(216), 양전극(214), 유기물 층 및 음전극(204)을 순차 적층하는 구조로 형성할 수도 있음은 물론이다. 물론, 본 변형 실시 예의 유기 발광 소자는 이와 같은 반대 구조로 하더라도 상술한 제 2 실시 예에서의 유기 발광 소자와 실질적으로 동일한 결과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따른 유기 발광 소자는, 전술한 제 1 실시 예에서와 동일한 결과(효과)를 얻을 수 있으며, 또한 전술한 제 1 실시 예와 비교해 볼 때, 양전극과 게이트 전극을 이용하여 커패시터를 형성해 주기 때문에 유기물 층 내에서의 필드 효과를 기대할 수 있는 부수적인 효과를 더 갖는다.
[제 3 실시 예]
도 3a는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도로서, 본 실시 예의 유기 발광 소자는 기판(302) 상에 음전극(304), 정공 주입층(306), 정공 수송층(308), 발광층(310), 표면 처리층(312), 게이트 전극(314), 전자 주입 및 수송층(316) 및 양전극(318)이 임의의 패턴으로 순차 적층되는 구조적인 측면에 볼 때, 전술한 제 1 실시 예의 그것과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 불필요한 중복기재를 피하기 위하여 실질적으로 동일한 구조에 대한 설명을 생략한다.
다만, 본 실시 예의 유기 발광 소자는 게이트 전극(314)의 연장 라인 상(즉, 게이트 전극의 배선 부위)에 커패시터(320)를 더 형성한다는 점이 전술한 제 1 실시 예의 그것과 다르다.
즉, 본 실시 예의 유기 발광 소자에서는 음전극(304)과 동일한 라인 상의 유기 기판(302)에 커패시터 전극(322)을 형성하고, 그 위에 커패시터 절연막(324)을 형성하며, 커패시터 절연막(324)의 상부에 게이트 전극(314)의 라인을 형성한다. 여기에서, 커패시터 전극(322)은 음전극(304)의 형성시에 동시에 형성하거나 혹은 별도 공정을 통해 형성할 수 있고, 커패시터 절연막(324)은 정공 주입층(306)의 형성시에 동시에 형성하거나 혹은 별로 공정을 통해 형성할 수 있다.
여기에서, 커패시터(320)는 유기물 발광층 내에 형성되어 있는 게이트 전극(314)에 걸리는 전압을 조절해 주는 역할을 하며, 또한 게이트 전극(314)을 통해 누설 전류가 흐르는 것을 차단해 주는 역할을 한다.
한편, 본 실시 예에서는 기판(302) 상에 음전극(304)을 형성하고, 유기물 층과 게이트 전극(314)을 사이에 두고 대향하는 측에 양전극(318)을 형성하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일 예로서 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기와는 반대로 기판(302) 측에 양전극(318)을 먼저 형성하고 그 위에 게이트 전극(314), 유기물 층 및 음전극(304)을 순차 적층하는 구조로 형성할 수도 있음은 물론이다. 물론, 본 변형 실시 예의 유기 발광 소자는 이와 같은 반대 구조로 하더라도 상술한 제 3 실시 예에서의 유기 발광 소자와 실질적으로 동일한 결과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따른 유기 발광 소자는, 전술한 제 1 실시 예에서와 동일한 결과(효과)를 얻을 수 있으며, 또한 전술한 제 1 실시 예와 비교해 볼 때, 게이트 전극의 배선 부위에 형성된 커패시터를 통해 누설 전류를 차단해 주기 때문에 유기 발광 소자의 전류 소모량을 절감할 수 있는 부수적인 효과를 더 갖는다.
[제 4 실시 예]
도 4a는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도로서, 본 실시 예의 유기 발광 소자는 기판(402) 상에 음전극(404), 정공 주입층(406), 정공 수송층(408), 발광층(410), 표면 처리층(412), 게이트 전극(414), 전자 주입 및 수송층(416) 및 양전극(418)이 임의의 패턴으로 순차 적층되는 구조적인 측면에 볼 때, 전술한 제 1 실시 예 및 제 3 실시 예의 그것과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 불필요한 중복기재를 피하기 위하여 실질적으로 동일한 구조에 대한 설명을 생략한다.
다만, 본 실시 예의 유기 발광 소자는, 게이트 전극의 배선 부위에 커패시터를 형성하는 전술한 제 3 실시 예와는 달리, 양전극(418)의 상부에 커패시터(420)를 형성한다는 점이 다르다.
보다 상세하게, 본 실시 예의 유기 발광 소자에서는 양전극(418)의 상부에 커패시터 절연막(422)을 형성하고, 그 위에 커패시터 전극(424)을 형성, 즉 전술한 제 3 실시 예에서는 커패시터를 수평 구조로 형성하는데 반해, 본 실시 예에서는 커패시터를 수직 구조로 형성한다.
한편, 본 실시 예에서는 기판(402) 상에 음전극(404)을 형성하고, 유기물 층과 게이트 전극(414)을 사이에 두고 대향하는 측에 양전극(418)을 형성한 후, 그 위에 커패시터(420)를 형성하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일 예로서 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기와는 반대로 기판(402) 측에 커패시터 전극(424)을 먼저 형성하고 그 위에 커패시터 절연막(422), 양전극(418), 게이트 전극(414), 유기물 층 및 음전극(404)을 순차 적층하는 구조로 형성할 수도 있음은 물론이다. 물론, 본 변형 실시 예의 유기 발광 소자는 이와 같은 반대 구조로 하더라도 상술한 제 4 실시 예에서의 유기 발광 소자와 실질적으로 동일한 결과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 전술한 제 3 실시 예에서와 실질적으로 동일한 결과(효과)를 얻을 수 있으며, 커패시터를 수평 구조가 아닌 수직 구조로 형성함으로써 집적도 향상을 더욱 도모할 수 있는 부수적인 효과를 더 갖는다.
[제 5 실시 예]
도 5a는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도로서, 본 실시 예의 유기 발광 소자는 기판(502) 상에 음전극(504), 정공 주입층(506), 정공 수송층(508), 발광층(510), 표면 처리층(512), 게이트 전극(514), 전자 주입 및 수송층(516) 및 양전극(518)이 임의의 패턴으로 순차 적층되는 구조적인 측면에 볼 때, 전술한 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 실시 예의 그것과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 불필요한 중복기재를 피하기 위하여 실질적으로 동일한 구조에 대한 설명을 생략한다.
다만, 본 실시 예의 유기 발광 소자는 양전극(518)의 상부에 유기물 트랜지스터(520)를 더 형성한다는 점이 전술한 제 1 실시 예의 그것과 다르다. 여기에서, 유기물 트랜지스터(520)는 구동 회로 소자 등으로 이용할 수 있다.
즉, 본 실시 예의 유기 발광 소자에서는, 유기 발광 소자의 구조를 모두 형성한 후에, 양전극(518)의 상부에 유기물 층(522), 제 1 금속 전극(524), 절연막(526) 및 제 2 금속 전극(528)을 순차 적층하는 방식으로 형성된다.
한편, 본 실시 예에서는 기판(502) 상에 음전극(504)을 형성하고, 유기물 층과 게이트 전극(514)을 사이에 두고 대향하는 측에 양전극(518)을 형성하며, 그 위에 유기물 트랜지스터(520)를 형성하는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일 예로서 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기와는 반대로 기판(502) 측에 먼저 유기물 트랜지스터(520)를 형성하고, 그 위에 양전극(518), 게이트 전극(514), 유기물 층 및 음전극(504)을 순차 적층하는 구조로 형성할 수도 있음은 물론이다. 물론, 본 변형 실시 예의 유기 발광 소자는 이와 같은 반대 구조로 하더라도 상술한 제 5 실시 예에서의 유기 발광 소자와 실질적으로 동일한 결과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따른 유기 발광 소자는, 전술한 제 1 실시 예에서와 동일한 결과(효과)를 얻을 수 있으며, 또한 제 1 실시 예와 비교해 볼 때, 양전극의 상부에 구동 회로 소자용의 커패시터를 더 형성하기 때문에 유기 발광 소자의 고집적화를 더욱 실현할 수 있는 부수적인 효과를 더 갖는다.
다른 한편, 본 실시 예에서는 유기 발광 소자의 상부에 단지 하나의 트랜지스터만을 형성하는 것으로 하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이것에만 한정되는 것은 아니며, 필요 또는 용도에 따라 유기 발광 소자의 상부에 다층 구조의 트랜지스터를 형성할 수도 있으며, 이 기술분야의 숙련자라면 이러한 기술적 변형에 대해 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 픽셀 구조를 양전극과 음전극 사이에 다층의 유기물 층이 증착되는 다이오드 구조로 하고 픽셀의 주변에 다수의 구동 회로 소자를 형성하는 종래의 유기 발광 소자와는 달리, 양전극과 음전극 사이의 유기물 층에 게이트 전극을 형성하거나, 게이트 전극의 배선 부위 소정 부분에 커패시터를 형성하거나, 양전극을 이용하여 커패시터를 형성하거나 혹은 양전극을 이용하여 구동용 트랜지스터를 형성함으로써, 유기 발광 소자의 집적도를 대폭 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체 구조를 간소화할 수 있고, 발광 면적을 넓게 해 개구율을 증가시킴으로써 디스플레이의 효율을 증진시킬 수 있으며, 전체 제조 공정을 대폭적으로 절감하여 유기 발광 소자의 생산성을 증진시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도,
도 1b는 본 발명의 제 1 실시 예의 변형 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도,
도 2a는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도,
도 2b는 본 발명의 제 2 실시 예의 변형 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도,
도 3a는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도,
도 3b는 본 발명의 제 3 실시 예의 변형 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도,
도 4a는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도,
도 4b는 본 발명의 제 4 실시 예의 변형 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도,
도 5a는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도,
도 5b는 본 발명의 제 5 실시 예의 변형 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 단면도,
도 6은 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 게이트 전압 값에 따라 양전극과 음전극 사이에 흐르는 전류가 변화하는 전류 특성의 실험 결과를 보여주는 그래프,
도 7은 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 양전극과 음전극 사이의 전압을 -10V로 고정한 상태에서 게이트 전극에 걸리는 전압을 -10V에서 +10V로 변화시켰을 때의 전류 특성에 대한 실험 결과를 보여주는 그래프.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
102, 202, 302, 402, 502 : 기판
104, 204, 304, 404, 504 : 음전극
106, 206, 306, 406, 506 : 정공 주입층
108, 208, 308, 408, 508 : 정공 수송층
110, 210, 310, 410, 510 : 발광층
112, 212, 312, 412, 512 : 표면 처리층
114, 218, 314, 414, 514 : 게이트 전극
116, 216, 316, 416, 516 : 전자 주입 및 수송층
118, 214, 318, 418, 518 : 양전극
220, 320, 420 : 커패시터
222, 324, 424 : 커패시터 전극
224, 322, 422 : 커패시터 절연막
520 : 유기물 트랜지스터
522 : 유기물 층
524, 528 : 금속 전극
526 : 절연막

Claims (16)

  1. 유기물 발광을 통해 영상을 디스플레이하는 유기 발광 소자에 있어서,
    기판 상에 형성된 음전극;
    상기 음전극 상에 형성되어 전압 제어에 따라 빛을 발광하는 유기물 층;
    외부로부터 인가되는 제어 전압에 의거하여 상기 유기물 층의 발광을 제어하는 게이트 전극;
    상기 게이트 전극 상에 형성된 전자 주입 및 수송층; 및
    상기 전자 주입 및 수송층 상에 형성된 양전극
    으로 이루어진 유기 발광 소자.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유기 발광 소자는, 상기 게이트 전극의 배선 부위에서 절연막과 커패시터 전극으로 형성되는 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 유기 발광 소자는, 상기 양전극 상에서 절연막을 각각 사이에 두고 순차 적층되는 두 개의 금속 전극으로 형성되는 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 유기 발광 소자는, 상기 양전극 상에서 절연막을 각각 사이에 두고 순차 적층되는 N 개의 금속 전극으로 형성되는 다층 구조의 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 게이트 전극은, 금속성 전도성 고분자인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 유기 발광 소자는, 상기 게이트 전극과 유기물 층 사이의 일함수 조절을 위한 표면 처리층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  9. 유기물 발광을 통해 영상을 디스플레이하는 유기 발광 소자에 있어서,
    기판 상에 형성된 양전극;
    상기 양전극 상에 형성된 전자 주입 및 수송층;
    상기 전자 주입 및 수송층 상에 형성되어, 외부로부터 인가되는 제어 전압에 의거하여 유기물 층의 발광을 제어하는 게이트 전극;
    상기 게이트 전극 상에 형성되어, 상기 게이트 전극으로부터의 전압 제어에 따라 빛을 발광하는 상기 유기물 층; 및
    상기 유기물 층 상에 형성된 음전극
    으로 이루어진 유기 발광 소자.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 유기 발광 소자는, 상기 게이트 전극의 배선 부위에서 절연막과 커패시터 전극으로 형성되는 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  12. 삭제
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 유기 발광 소자는, 상기 양전극과 기판 사이에서 다른 유기물 층, 제 1 금속, 절연막 및 제 2 금속이 순차 적층되어 형성되는 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 유기 발광 소자는, 상기 양전극과 기판 사이에서 다른 유기물 층, 제 1 금속, 절연막 및 제 2 금속이 순차적으로 N차 적층되어 형성되는 다층 구조의 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  15. 제 9 항 또는 제 11 항 또는 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 게이트 전극은, 금속성 전도성 고분자인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  16. 제 9 항 또는 제 11 항 또는 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 유기 발광 소자는, 상기 게이트 전극과 유기물 층 사이의 일함수 조절을 위한 표면 처리층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
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