KR100563131B1 - Organic Electroluminescent Device - Google Patents

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KR100563131B1
KR100563131B1 KR1020010068485A KR20010068485A KR100563131B1 KR 100563131 B1 KR100563131 B1 KR 100563131B1 KR 1020010068485 A KR1020010068485 A KR 1020010068485A KR 20010068485 A KR20010068485 A KR 20010068485A KR 100563131 B1 KR100563131 B1 KR 100563131B1
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김옥희
안태준
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명에서는, 발광 영역이 정의된 절연 기판과; 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판 상에 광 흡수성 물질로 이루어지며, 평탄한 표면을 갖는 광 차단막과 상기 광 차단막 상부에 형성되며, 제 1, 2 광 투과성 물질로 각각 이루어진 제 1, 2 전극과, 상기 제 1, 2 전극 사이에 개재되며, 상기 발광 영역에 위치하는 유기전계발광층으로 이루어진 유기전계발광 다이오드를 포함하는 상부발광 방식 유기전계발광 소자를 제공하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the insulating substrate is defined; First and second electrodes made of a light absorbing material on the substrate on which the thin film transistor is formed, and having a flat surface and a first and second electrodes formed on the light blocking film and made of first and second light transmitting materials, respectively; And an organic light emitting diode including an organic light emitting diode interposed between two electrodes and comprising an organic light emitting layer positioned in the emission region.

Description

유기전계발광 소자{Organic Electroluminescent Device}Organic Electroluminescent Device

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본 화소 구조를 나타낸 도면. 1 is a view showing a basic pixel structure of a general active matrix organic electroluminescent device.

도 2는 종래의 상부발광 방식 유기전계발광 소자에 대한 단면도. 2 is a cross-sectional view of a conventional top-emitting organic light emitting display device.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부발광 방식 유기전계발광 소자에 대한 단면도.3 is a cross-sectional view of a top-emitting organic light emitting display device according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 상기 도 3의 광 차단막에 대한 평면도. 4 is a plan view of the light blocking film of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상부발광 방식 유기전계발광 소자에 대한 단면도.
5 is a cross-sectional view of an organic light emitting display device according to a second embodiment of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

100 : 절연 기판 102 : 게이트 전극100: insulating substrate 102: gate electrode

104 : 게이트 절연막 106 : 반도체층104: gate insulating film 106: semiconductor layer

108 : 소스 전극 110 : 드레인 전극108: source electrode 110: drain electrode

112 : 제 1 보호층 114 : 광 차단막 112: first protective layer 114: light blocking film                 

116 : 제 1 전극 118 : 제 2 보호층116: first electrode 118: second protective layer

120 : 유기전계발광층 122 : 제 2 전극120: organic light emitting layer 122: second electrode

124 : 버퍼층 126 : 탑 보호층124: buffer layer 126: top protective layer

E : 유기전계발광 다이오드 T : 박막트랜지스터E: organic light emitting diode T: thin film transistor

III : 발광 영역
III: light emitting area

본 발명은 유기전계발광 소자(Organic Electroluminescent Device)에 관한 것으로, 특히 상부발광 방식(Top emission type) 유기전계발광 소자에 관한 것이다. The present invention relates to an organic electroluminescent device, and more particularly, to a top emission type organic electroluminescent device.

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. Recently, a liquid crystal display (LCD) has a light weight and low power consumption, and is currently used as a flat panel display (FPD).

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. However, the liquid crystal display is not a light emitting device but a light receiving device, and since there are technical limitations in brightness, contrast, viewing angle, and large area, efforts to develop a new flat panel display that can overcome these disadvantages are actively developed. It is becoming.

새로운 평판디스플레이 중 하나인 유기전계발광 소자는 자체발광형이기 때문 에 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. One of the new flat panel displays, the organic light emitting display device is self-luminous, and thus has a better viewing angle, contrast, and the like than a liquid crystal display device. In addition, since it is possible to drive DC low voltage, fast response speed, and all solid, it is strong against external shock, wide use temperature range, and especially inexpensive in terms of manufacturing cost.

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. In particular, unlike the liquid crystal display device or the plasma display panel (PDP), all of the deposition and encapsulation equipments are manufactured in the organic electroluminescent device manufacturing process. Therefore, the process is very simple.

종래에는 이러한 유기전계발광 소자의 구동방식으로 별도의 스위칭 소자인 박막트랜지스터(TFT ; Thin Film Transistor)를 구비하지 않는 패시브 매트릭스형(passive matrix)이 주로 이용됐었다. In the related art, a passive matrix that does not include a thin film transistor (TFT), which is a separate switching device, has been mainly used as a driving method of the organic light emitting device.

그러나, 상기 패시브 매트릭스 방식에서는 주사선(scan line)과 신호선(signal line)이 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하므로, 각각의 화소(pixel)를 구동하기 위하여 주사선을 시간에 따라 순차적으로 구동하므로, 요구되는 평균 휘도를 나타내기 위해서는 평균 휘도에 라인수를 곱한 것 만큼의 순간 휘도를 내야만 한다. However, in the passive matrix method, since scan lines and signal lines cross each other and form elements in a matrix form, the scan lines are sequentially driven over time in order to drive each pixel. In order to represent the average luminance, the instantaneous luminance must be equal to the average luminance multiplied by the number of lines.

그러나, 액티브 매트릭스 방식에서는, 각 화소(pixel)를 개폐하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 화소마다 위치하고, 이 박막트랜지스터가 스위치 역할을 하여, 이 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극은 화소단위로 온/오프(on/off)되고, 이 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극은 공통전극이 된다. However, in the active matrix system, a thin film transistor, which is a switching element that opens and closes each pixel, is positioned for each pixel, and the thin film transistor serves as a switch, and the first electrode connected to the thin film transistor is a pixel unit. It turns on / off and the 2nd electrode which opposes this 1st electrode becomes a common electrode.

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. Furthermore, in the active matrix method, the voltage applied to the pixel is charged in the storage capacitor (C ST ), so that power is applied until the next frame signal is applied, thereby relating to the number of scan lines. Run continuously for one screen without

따라서, 액티브 매트릭스 방식에 의하면, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점을 가진다. Therefore, the active matrix system has the advantage that low power consumption, high definition, and large size can be achieved because the same brightness is obtained even when a low current is applied.

이하, 이러한 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본적인 구조 및 동작특성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the basic structure and operation characteristics of the active matrix organic electroluminescent device will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본 화소 구조를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a basic pixel structure of a general active matrix organic light emitting display device.

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 화소 영역(pixel area)을 정의한다. As shown, a scanning line is formed in a first direction, and a signal line and a power supply line are formed in a second direction crossing the first direction and spaced apart from each other by a predetermined distance. Define the pixel area.

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. A switching TFT, which is an addressing element, is formed at the intersection of the scan line and the signal line, and is connected to the switching thin film transistor and the power supply line to be referred to as a storage capacitor (hereinafter referred to as C ST) . ) Is formed, and is connected to the storage capacitor (C ST ) and the power supply line to form a driving thin film transistor, which is a current source element, and is connected to the driving thin film transistor to form an organic light emitting diode (Electroluminescent) Diode) is configured.

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. When the organic light emitting diode is supplied with a current in the forward direction, the organic light emitting diode has a positive (N) junction between the anode electrode, which is a hole providing layer, and the cathode electrode, which is an electron providing layer. Electrons and holes recombine with each other as they move through the part, and thus have a smaller energy than when the electrons and holes are separated, thereby utilizing the principle of emitting light due to the energy difference generated.

상기 스위칭 박막트랜지스터는 전압을 제어하고, 전류원을 저장하는 역할을 한다. The switching thin film transistor controls a voltage and stores a current source.

상기 유기전계발광 소자는 유기전계발광 다이오드에서 발광된 빛의 진행방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉜다. The organic light emitting diode is classified into a top emission type and a bottom emission type according to a traveling direction of light emitted from the organic light emitting diode.

하부 발광방식에서는, 박막트랜지스터가 형성된 기판 쪽으로 발광된 빛이 방출되므로, 박막트랜지스터를 포함하는 배선부분은 표시영역에서 제외되지만, 상부 발광방식에서는 박막트랜지스터 상부쪽으로 발광된 빛을 방출하는 방식이므로, 발광영역을 전체 패널 면적의 70~80%까지 확대할 수 있다. In the bottom emission method, since light emitted toward the substrate on which the thin film transistor is formed is emitted, the wiring portion including the thin film transistor is excluded from the display area, but in the top emission method, the light emitted toward the top of the thin film transistor is emitted. The area can be expanded to 70-80% of the total panel area.

그러므로, 상부 발광방식은 하부 발광방식보다 외부광원 반사에 의한 영향으로 콘트라스트가 저하되기 쉽다. Therefore, the upper emission method tends to lower the contrast due to the influence of external light source reflection than the lower emission method.

이러한 유기전계발광 소자에서의 콘트라스트 비(contrast ratio)는 소자의 온/오프(on/off)시의 휘도비로써, 오프시의 휘도는 외부광원에 대한 소자의 반사율에 의해 결정된다. The contrast ratio in such an organic electroluminescent device is the luminance ratio at the time of on / off of the device, and the luminance at the time of off is determined by the reflectance of the device to the external light source.                         

따라서, 콘트라스트를 높이기 위해서는 외부광원에 대한 반사율을 낮추는 것이 매우 중요하다. Therefore, in order to increase the contrast, it is very important to lower the reflectance of the external light source.

이하, 도 2는 종래의 상부발광 방식 유기전계발광 소자에 대한 단면도로서, 발광된 빛이 투과되는 영역으로 정의되는 발광 영역부를 중심으로 도시하였다. Hereinafter, FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional top emission type organic light emitting display device, and is illustrated with a light emission area defined as a region through which emitted light is transmitted.

도시한 바와 같이, 발광 영역(II)이 정의된 절연 기판(1) 상에 게이트 전극(12), 반도체층(16), 소스 및 드레인 전극(18, 20)으로 이루어진 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있고, 이 박막트랜지스터(T)와 연결되어 유기전계발광 다이오드(E)가 형성되어 있다. As illustrated, a thin film transistor T formed of the gate electrode 12, the semiconductor layer 16, the source and drain electrodes 18 and 20 is formed on the insulating substrate 1 in which the emission region II is defined. The organic light emitting diode E is connected to the thin film transistor T.

상기 유기전계발광 다이오드(E)는 유기전계발광층(26)이 개재된 상태로 서로 대향된 상부 전극(30) 및 하부 전극(24)으로 구성된다. The organic light emitting diode E includes an upper electrode 30 and a lower electrode 24 facing each other with the organic electroluminescent layer 26 interposed therebetween.

이때, 상기 유기전계발광층(26)은 하부 전극(24) 상부에 위치하는 절연층(28)에 의해 화소 단위로 구성되는데, 상부발광 방식에서는 유기전계발광층(26)이 박막트랜지스터(T)를 덮는 영역까지 형성되어 있다. In this case, the organic light emitting layer 26 is formed in pixel units by an insulating layer 28 disposed on the lower electrode 24. In the upper light emitting method, the organic light emitting layer 26 covers the thin film transistor T. It is formed to an area.

그리고, 상기 유기전계발광 다이오드(E)의 상부 및 하부 전극(30, 24) 각각을 이루는 전극은 박막트랜지스터(T)로부터 공급되는 캐리어(carrier)에 따라 양극 또는 음극을 이룬다. The electrodes constituting each of the upper and lower electrodes 30 and 24 of the organic light emitting diode E form an anode or a cathode according to a carrier supplied from the thin film transistor T.

즉, 전자를 캐리어로 하는 n형 박막트랜지스터와 연결시에는 하부 전극(24)을 음극, 상부 전극(30)을 양극으로 구성하고, p형 박막트랜지스터와 연결시에는 이와 반대로 구성된다. In other words, the lower electrode 24 is formed of a cathode and the upper electrode 30 is formed of an anode when connected to an n-type thin film transistor having electrons as a carrier, and the other side is connected to the p-type thin film transistor.

한편, 상기 상부 전극(30)와 연접되는 상부에는 버퍼층(32)이 형성되어 있 고, 버퍼층(32) 상의 최상부층에는 보호층(32)이 형성되어 있다. On the other hand, the buffer layer 32 is formed on the upper portion in contact with the upper electrode 30, and the protective layer 32 is formed on the uppermost layer on the buffer layer 32.

상기 버퍼층(32)은 유기전계발광 다이오드(E)와 같이 진공증착 조건에서 형성가능한 절연물질로 구성하여, 진공증착 공정 이후 최상부층을 이루는 보호층(32)을 형성하는 공정 중에 유기전계발광 다이오드(E) 소자를 보호하는 역할을 한다.The buffer layer 32 is formed of an insulating material that can be formed under vacuum deposition conditions, such as an organic light emitting diode (E), and forms an upper layer of the protective layer 32 after the vacuum deposition process. E) It protects the device.

특히, 상기 보호층(32)을 이루는 재질로는 비교적 두꺼운 두께로 코팅처리된 절연물질이나, 또는 유리 기판으로 이루어진 보호판으로 대체할 수 있다. In particular, the protective layer 32 may be replaced with a protective plate made of an insulating material or a glass substrate coated with a relatively thick thickness.

그런데, 기존의 상부발광 방식 유기전계발광 다이오드에서, 상부 전극을 이루는 재질은 광 투과성 물질, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ITO를 포함하는 금속물질로 이루어지고, 하부 전극은 반사율이 높은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 알루미늄(Al)과 같은 금속으로 이루어지는데, 이들 금속의 반사율은 60%가 넘는 것이 대부분으로 조도가 높은 환경에서는 이러한 물질로 이루어진 전극 표면에서의 반사에 의해 외부환경과의 콘트라스트가 급격히 저하되는 문제점이 있다.
However, in the conventional top-emitting organic light emitting diode, the material forming the upper electrode is made of a light transmissive material, for example, indium tin oxide (ITO) or a metal material including ITO, and the lower electrode is gold having high reflectance. (Au), silver (Ag), platinum (Pt), and aluminum (Al). These metals have a reflectance of more than 60%. There is a problem in that contrast with the external environment is sharply reduced by reflection.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 외부광원에 대한 반사율을 낮춰 콘트라스트가 향상된 유기전계발광 소자를 제공하므로써, 화질특성이 향상된 고품위 상부발광 방식 유기전계발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a high-quality top emission organic light emitting device having improved image quality characteristics by providing an organic EL device with improved contrast by lowering the reflectance of an external light source.

이를 위하여, 본 발명에서는 유기전계발광 다이오드의 하부 전극을 광 투과성 물질로 형성하고, 이에 따라 하부 전극 하부에 광 차단막을 구성하는 구조 또는 이러한 구조에 별도의 보상층을 추가하는 구조를 제시하고자 한다. To this end, the present invention is to propose a structure in which the lower electrode of the organic light emitting diode is formed of a light transmissive material, and thus a structure of forming a light blocking film under the lower electrode or adding a separate compensation layer to the structure.

상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 발광 영역이 정의된 절연 기판과; 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판 상에 광 흡수성 물질로 이루어지며, 평탄한 표면을 갖는 광 차단막과; 상기 광 차단막 상부에 형성되며, 제 1, 2 광 투과성 도전물질로 각각 이루어진 제 1, 2 전극과, 상기 제 1, 2 전극 사이에 개재되며, 상기 발광 영역에 위치하는 유기전계발광층으로 이루어진 유기전계발광 다이오드를 포함하는 상부발광 방식 유기전계발광 소자를 제공한다. In order to solve the above object, the present invention provides an insulating substrate having a light emitting region defined; A light blocking film made of a light absorbing material on the substrate on which the thin film transistor is formed and having a flat surface; An organic field formed on the light blocking layer, the organic light emitting layer including first and second electrodes each made of first and second light transmitting conductive materials, and an organic light emitting layer interposed between the first and second electrodes and positioned in the emission region Provided is a top emission type organic light emitting device including a light emitting diode.

상기 유기전계발광 소자는 각 화소를 개별적으로 개폐하는 스위칭 소자를 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자이며, 상기 스위칭 소자는 광 차단막 하부에 위치하고, 상기 유기전계발광 다이오드와 연결되는 구동 스위칭 소자를 더욱 포함하며, 상기 광 차단막은 기판 전면에 걸쳐 형성되며, 상기 구동 스위칭 소자와 유기전계발광 다이오드를 연결시키는 다수 개의 콘택홀이 형성된 것을 특징으로 한다. The organic light emitting diode is an active matrix organic light emitting diode including a switching element that individually opens and closes each pixel, and the switching element is located under the light blocking layer, and further includes a driving switching element connected to the organic light emitting diode. The light blocking layer is formed over the entire surface of the substrate, and a plurality of contact holes connecting the driving switching element and the organic light emitting diode are formed.

그리고, 상기 광 차단막은 광 흡수성 폴리머계 물질에서 선택되며, 상기 광 흡수성 폴리머계 물질은 블랙 레진(black resin)인 것을 특징으로 한다. The light blocking layer is selected from a light absorbing polymer material, and the light absorbing polymer material is black resin.

상기 스위칭 소자는 정공(hole)을 캐리어(carrier)로 하는 p형 스위칭 소자이며, 상기 제 1 전극은 양극인 하부 전극이고, 상기 제 2 전극은 음극인 상부 전극이며, 상기 제 1 광투과성 물질은 ITO(Indium Tin Oxide)이고, 상기 제 2 광투과성 물질은 상기 인접한 유기전계발광층과 일함수(work function)차가 적은 광투과성 물질로 이루어진다. The switching element is a p-type switching element having a hole as a carrier, the first electrode is a lower electrode which is an anode, the second electrode is an upper electrode which is a cathode, and the first light transmissive material is Indium Tin Oxide (ITO), and the second light transmissive material is made of a light transmissive material having a small work function difference with the adjacent organic electroluminescent layer.                     

상기 제 2 전극 상부에 위치하는 탑 보호층을 더욱 포함하고, 상기 제 2 전극과 탑 보호층 사이에 버퍼층을 더욱 포함하며, 상기 탑 보호층 상부에 광 반사율이 낮은 물질로 이루어진 보상층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다. Further comprising a top protective layer positioned on the second electrode, further comprising a buffer layer between the second electrode and the top protective layer, and further comprises a compensation layer made of a material having a low light reflectance on the top protective layer. Characterized in that.

상기 보상층을 이루는 재질은 무반사 코팅(antireflection coating)처리한 물질, 차광 코팅(antiglare coating)처리한 물질 중 적어도 어느 한 물질인 것을 특징으로 한다. The material constituting the compensation layer may be at least one of an antireflection coating material and an antiglare coating material.

본 발명에 따른 상부발광 방식 유기전계발광 소자에는 상기 도 1의 기본 화소 구조를 적용할 수 있다. The basic pixel structure of FIG. 1 may be applied to the top emission type organic light emitting device according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<실시예 1><Example 1>

실시예 1은 유기전계발광 다이오드용 하부 전극을 투과성 물질로 구성함에 따라, 하부 전극 하부에 광 차단막을 구성하는 실시예에 대한 것이다. Embodiment 1 relates to an embodiment in which a light blocking film is formed under the lower electrode by forming a lower electrode for the organic light emitting diode as a transparent material.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상부발광 방식 유기전계발광 소자에 대한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a top-emitting organic light emitting display device according to a first embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 발광 영역(III)이 정의된 절연 기판(100) 상의 소정의 위치에 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있고, 박막트랜지스터(T)와 연결되어 유기전계발광 다이오드(E)가 형성되어 있는 구조의 유기전계발광 소자에 있어서, 상기 박막트랜지스터(T)에는 게이트 전극(102)이 형성되어 있고, 게이트 전극(102) 상부에는 게이트 절연막(104)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(104) 상부에는 액티브층(106a), 오믹 콘택층(106b)이 차례대로 적층된 반도체층(106)이 형성되어 있고, 반도체층(106) 상부에는 서로 일정간격 이격되어 소스 및 드레인 전극(108, 110)이 형성되어 있고, 소스 및 드레인 전극(108, 110)간 이격 구간에는 상기 액티브층(106a)을 노출시킨 채널(ch)이 형성되어 있다. As shown, the thin film transistor T is formed at a predetermined position on the insulating substrate 100 in which the emission region III is defined, and the organic light emitting diode E is formed by being connected to the thin film transistor T. In the organic light emitting diode having a structure, a gate electrode 102 is formed on the thin film transistor T, a gate insulating film 104 is formed on the gate electrode 102, and the gate insulating film 104 is formed. The semiconductor layer 106 in which the active layer 106a and the ohmic contact layer 106b are sequentially stacked is formed on the upper portion, and the source and drain electrodes 108 and 110 are spaced apart from each other at a predetermined interval. Is formed, and a channel ch exposing the active layer 106a is formed in the interval between the source and drain electrodes 108 and 110.

그리고, 박막트랜지스터(T) 상부에는 드레인 콘택홀(113)을 가지는 제 1 보호층(112), 광 차단막(114)이 차례대로 형성되어 있고, 제 1 보호층(112) 상부에는 드레인 콘택홀(113)을 통해 드레인 전극(110)과 연결되는 제 1 전극(116)이 형성되어 있고, 제 1 전극(116) 상부에는 발광 영역(III)과 대응되는 제 1 전극(116) 노출부를 가지는 제 2 보호층(118)이 형성되어 있고, 이 제 2 보호층(118)의 제 1 전극(116) 노출부를 통해 유기전계발광층(120)이 형성되어 있고, 이 유기전계발광층(120) 상부에는 제 2 전극(122)이 형성되어 있고, 이 제 2 전극(122) 상부에는 버퍼층(124), 탑 보호층(126)이 차례대로 위치하고 있다. The first passivation layer 112 and the light blocking layer 114 having the drain contact hole 113 are sequentially formed on the thin film transistor T, and the drain contact hole is formed on the first passivation layer 112. A first electrode 116 is formed to be connected to the drain electrode 110 through 113, and a second electrode having an exposed portion of the first electrode 116 corresponding to the emission region III is formed on the first electrode 116. The protective layer 118 is formed, and the organic electroluminescent layer 120 is formed through the exposed portion of the first electrode 116 of the second protective layer 118, and a second layer is formed on the organic electroluminescent layer 120. The electrode 122 is formed, and the buffer layer 124 and the top protective layer 126 are sequentially positioned on the second electrode 122.

이 버퍼층(124), 탑 보호층(126)은 상기 도 2에서 전술한 버퍼층, 탑 보호층을 적용할 수 있다. As the buffer layer 124 and the top passivation layer 126, the above-described buffer layer and the top passivation layer may be applied.

상기 제 1, 2 전극(116, 122)을 이루는 재질은 모두 광 투과성 재질에서 선택되는 것을 특징으로 한다. The materials forming the first and second electrodes 116 and 122 are all selected from a light transmissive material.

상기 제 1, 2 전극(116, 122)은 박막트랜지스터(T)로부터 제공되는 캐리어 종류에 따라 양극과 음극이 결정되는데, 예를 들어 p형 박막트랜지스터를 채용시에는 이와 연결되는 제 1 전극(116)은 정공을 캐리어로 제공받으므로 양극으로 구성되며, 그 재질은 ITO와 같은 투명 도전성 물질에서 선택되고, n형 박막트랜지스터 를 채용시에는 이와 연결된 제 1 전극(116)은 전자를 캐리어로 제공받으므로 음극으로 구성되고, 그 재질은 광 투과성 물질 중에서 인접한 유기전계발광층과 일 함수(work function) 차가 적은 금속에서 선택되는 것이 바람직하고, 이러한 전극 선택 및 그 물질 특성은 제 2 전극(122)에도 적용된다. The first and second electrodes 116 and 122 are determined to have a positive electrode and a negative electrode according to the type of carrier provided from the thin film transistor T. For example, when a p-type thin film transistor is employed, the first electrode 116 is connected thereto. It is composed of a positive electrode because the silver is provided as a carrier, the material is selected from a transparent conductive material such as ITO, and when the n-type thin film transistor is employed, the first electrode 116 connected thereto receives electrons as a carrier, The material is preferably selected from a metal having a small work function difference from an adjacent organic electroluminescent layer among the light transmissive materials, and the electrode selection and the material properties thereof are also applied to the second electrode 122.

이와 같이, 본 발명에서는 상부발광 방식 유기전계 발광 소자에서의 콘트라스트 특성을 향상시키기 위해 제 1 전극(116)을 광 투과성 물질로 구성함에 따라, 유기전계발광층(120)에서 발광되는 빛이 제 1 전극(116) 하부로 손실되는 것을 방지하기 위하여 제 1 전극(116) 하부에 광 차단막(114)을 구성하는 것을 특징으로 한다. As described above, in the present invention, since the first electrode 116 is made of a light transmissive material in order to improve contrast characteristics in the top emission type organic EL device, light emitted from the organic EL layer 120 is emitted to the first electrode. The light blocking film 114 is formed under the first electrode 116 to prevent the loss to the bottom.

이 광 차단막(114)은 제 1 전극(116)을 광 투과성 물질로 구성함에 따라, 제 1 전극(116)을 투과하여 유입되는 발광 영역(III) 상의 빛 또는 외부에서 유입된 빛이 박막트랜지스터(T)의 채널(ch)에 조사되는 것을 방지하는 역할을 하므로, 자외선에서 가시광선, 적외선 영역에 걸친 빛을 흡수 또는 어느 정도 반사하는 성질을 가지는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. As the light blocking layer 114 is formed of a light transmissive material, the light on the light emitting region (III) flowing through the first electrode 116 or light flowing from the outside may be a thin film transistor ( Since it serves to prevent the channel (ch) of T) to be irradiated, it is preferably made of a material having a property of absorbing or reflecting light to the visible light, infrared light in the ultraviolet region to some extent.

이러한 재질로서, 액정표시장치용 블랙매트릭스 재질로 통상적으로 이용되고 있는 광흡수성 폴리머계 물질에서 선택되는 것이 바람직하고, 대표적인 물질로는 블랙 레진(black resin)을 들 수 있다. As such a material, it is preferable to be selected from a light absorbing polymer-based material that is commonly used as a black matrix material for liquid crystal display devices, and black resin may be used as a representative material.

더욱이, 상기 광 차단막(114)은 유기전계발광 다이오드(E) 하부의 박막트랜지스터(T)가 형성된 하부 막들을 평탄화하는 역할 및 박막트랜지스터(T) 기판과 유기전계발광 다이오드(E)를 절연시키는 기능도 겸하게 된다. In addition, the light blocking layer 114 serves to planarize the lower layers on which the thin film transistor T under the organic light emitting diode E is formed and to insulate the thin film transistor T substrate from the organic light emitting diode E. Will also serve.                     

그러나, 본 발명에 따른 상부발광 방식 유기전계발광 소자는 액티브 매트릭스 방식으로 한정되지 않고, 별도의 박막트랜지스터가 구비되지 않는 패시브 매트릭스 방식에 적용하는 것도 무방하다. However, the top emission type organic electroluminescent device according to the present invention is not limited to an active matrix type, and may be applied to a passive matrix type not provided with a separate thin film transistor.

또한, 본 발명에 따른 액티브 매트릭스 방식 유기전계발광 소자 적용시에도 박막트랜지스터의 종류를 한정하지 않는다. 예를 들면, 상기 실시예에서는 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층을 포함하는 역 스태거드형 박막트랜지스터를 일예로 제시하였지만, 이외에도 결정질 실리콘으로 이루어진 반도체층을 포함하는 박막트랜지스터를 채용한 구조에도 적용할 수 있다. 한 예로, 결정질 실리콘 중에서 특히 폴리실리콘(p-Si) 박막트랜지스터는 폴리실리콘으로 이루어진 반도체층 상의 중심부에 게이트 전극을 형성하고, 이 반도체층의 양단부와 소스 및 드레인 전극을 연결구성하는 탑 게이트형(top gate type) 박막트랜지스터를 적용할 수 있다. In addition, the application of the active matrix type organic light emitting display device according to the present invention does not limit the type of thin film transistor. For example, in the above embodiment, an inverted staggered thin film transistor including a semiconductor layer made of amorphous silicon is shown as an example, but may also be applied to a structure employing a thin film transistor including a semiconductor layer made of crystalline silicon. . For example, among the crystalline silicon, in particular, a polysilicon (p-Si) thin film transistor forms a gate electrode at the center of the semiconductor layer made of polysilicon, and connects both ends of the semiconductor layer and the source and drain electrodes. top gate type) Thin film transistor can be applied.

그리고, 본 발명에 따른 유기전계발광 소자를 이루는 재질(게이트 절연막에서부터 버퍼층까지)은 진공증착 공정이 가능한 물질에서 선택되는 것이 바람직하다. The material constituting the organic light emitting display device (from the gate insulating film to the buffer layer) is preferably selected from materials capable of vacuum deposition.

도 4는 본 발명에 따른 광 차단막의 평면도를 나타낸 것이다. Figure 4 shows a plan view of a light blocking film according to the present invention.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 차단막(114)은 별도의 패턴화 공정을 거치지 않고, 기판 전면을 덮을 수 있는 면적을 가지도록 하여, 외부 및 발광 영역(도 3의 III)에서의 빛이 유기전계발광 다이오드(도 3의 E) 하부로 유입되는 것을 효과적으로 차단하도록 한다. As shown, the light blocking film 114 according to the present invention has an area that can cover the entire surface of the substrate without undergoing a separate patterning process, so that light in the outside and the light emitting region (III in FIG. 3) is prevented. To effectively block the flow into the organic light emitting diode (E of Figure 3).

이때, 상기 광 차단막(114)내에는 서로 일정간격 이격된 다수 개의 드레인 콘택홀(113)이 형성되어 있다. In this case, a plurality of drain contact holes 113 spaced apart from each other are formed in the light blocking layer 114.

그러나, 상기 유기전계발광 다이오드와 연결되는 박막트랜지스터 전극은 경우에 따라서 소스 전극이 될 수도 있으므로, 본 발명에서는 상기 유기전계발광 다이오드와 연결되는 박막트랜지스터 전극을 드레인 전극으로 한정하지 않는다. 이에 따라, 상기 광 차단막에 형성되는 콘택홀은 소스 전극 또는 드레인 전극 중 어느 한 전극을 일부 노출시키는 콘택홀에 해당된다.
However, since the thin film transistor electrode connected to the organic light emitting diode may be a source electrode in some cases, the present invention does not limit the thin film transistor electrode connected to the organic light emitting diode as a drain electrode. Accordingly, the contact hole formed in the light blocking layer corresponds to a contact hole partially exposing one of the source electrode and the drain electrode.

<실시예 2><Example 2>

실시예 2는 상기 실시예 1에 의한 유기전계발광 소자의 최상부층에 외부광 반사율을 낮출 수 있는 보상층을 추가로 구성하는 실시예에 대한 것이다. Embodiment 2 relates to an embodiment in which a compensation layer capable of lowering external light reflectance is further formed on the top layer of the organic light emitting device according to the first embodiment.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상부발광 방식 유기전계발광 소자에 대한 단면도로서, 상기 도 3과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다. FIG. 5 is a cross-sectional view of the top emission type organic light emitting display device according to the second embodiment of the present invention, and description of parts overlapping with FIG. 3 will be omitted.

도시한 바와 같이, 유기전계발광 다이오드(E)와 박막트랜지스터(T) 기판 사이에 광 차단막(114)이 개재된 상부발광 방식 유기전계발광 소자의 최상부층에 외부광의 반사율을 낮출 수 있는 보상층(210)을 구비하는 것을 특징으로 한다. As shown in the figure, a compensation layer capable of lowering the reflectance of external light on the uppermost layer of the top emission type organic electroluminescent device in which the light blocking film 114 is interposed between the organic light emitting diode E and the thin film transistor T substrate ( And 210).

이러한 보상층(210)을 이루는 물질로는 무반사 코팅(antireflection coating)처리한 물질이나, 차광 코팅(antiglare coating)처리한 물질 중 적어도 어느 한 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. The material constituting the compensation layer 210 is preferably made of at least one of an antireflection coating material and an antiglare coating material.

상기 무반사 코팅처리한 물질은 단일층 또는 다수 개의 층으로 구성되는데, 다수 개의 층으로 구성될 경우에는 다수 개의 층간에 발생되는 빛의 간섭에 의해 유입된 외부광에 대한 반사율을 떨어뜨리는 것으로, 진공 증착법에 의해 형성된다. The anti-reflective coating material is composed of a single layer or a plurality of layers, when composed of a plurality of layers by reducing the reflectance of external light introduced by the interference of light generated between the plurality of layers, vacuum deposition method Is formed by.

그리고, 차광 코팅처리된 물질은 레진에 실리카 파티클(Silica particle)을 섞은 물질을 이용하여, 실리카 파티클에 의한 빛의 산란작용에 의해 외부광원에 대한 반사율을 낮추도록 한다. In addition, the light-shielding coating material uses a material in which silica particles are mixed with resin to reduce reflectance of external light sources by light scattering by silica particles.

이 차광 코팅처리는 주로 스핀 코팅법에 의해 이루어진다. This light-shielding coating process is mainly performed by the spin coating method.

즉, 이와 같이 실시예 2에 따른 유기전계발광 소자에서는, 외부광원이 표면에 반사되어 콘트라스트비가 떨어지는 것을 방지하기 위한 목적의 보상층(210)과, 제 1 전극(116)을 광 투과성 물질로 구성함에 따라 제 1 전극(116) 하부로 발광된 빛이 투과되거나, 발광된 빛 또는 외부광에 의해 광누설 전류가 발생되는 것을 방지하기 위해 광 차단막(114)을 구성함에 따라, 콘트라스트비를 좀 더 높일 수 있는 효과를 가진다. That is, in the organic electroluminescent device according to the second embodiment, the compensation layer 210 and the first electrode 116 for the purpose of preventing the external light source from being reflected on the surface and the contrast ratio are lowered are composed of a light transmitting material. As the light blocking layer 114 is configured to prevent light emitted through the first electrode 116 from being transmitted or light leakage current caused by the emitted light or external light, the contrast ratio is further increased. Has the effect of increasing.

그러나, 본 발명은 상기 실시예들로 한정되지 않고, 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

이상과 같이, 본 발명에 따른 상부 발광방식 유기전계발광 소자에 의하면, 다음과 같은 효과를 가지게 된다. As described above, according to the top emission type organic light emitting device according to the present invention, the following effects are obtained.

첫째, 하부 전극인 제 1 전극을 광 투과성 물질로 구성하는 상부발광 방식 유기전계발광 소자에서의, 광누설 발생 원인을 제거할 수 있어, 콘트라스비가 향상된 신뢰성 높은 유기전계발광 소자를 제공할 수 있다. First, in the top emission type organic electroluminescent device that configures the first electrode, which is a lower electrode, as a light transmitting material, the cause of light leakage can be eliminated, thereby providing a reliable organic electroluminescent device having improved contrast ratio.                     

둘째, 광차단막에 의해 평탄화 및 절연특성을 가지게 되므로, 박막트랜지스터의 설계 공정이 용이해질 수 있다. Second, since the planarization and insulation characteristics are achieved by the light blocking layer, the design process of the thin film transistor may be facilitated.

세째, 적용 모델 소자의 특성에 따라 보상층을 추가로 적용할 수 있어, 보다 콘트라스트비의 향상폭을 높일 수 있다.
Third, the compensation layer can be further applied in accordance with the characteristics of the applied model element, and the improvement width of the contrast ratio can be further increased.

Claims (13)

화면을 구현하는 최소 단위 영역인 화소 영역별로, 유기전계발광 다이오드와 박막트랜지스터를 갖는 유기전계발광 소자에 있어서, In the organic light emitting device having an organic light emitting diode and a thin film transistor for each pixel region that is the smallest unit region for implementing a screen, 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판 상에 광 흡수성 물질로 이루어지며, 평탄한 표면을 갖는 광 차단막과; A light blocking film made of a light absorbing material on the substrate on which the thin film transistor is formed and having a flat surface; 상기 광 차단막 상부에 형성된 하부 전극과; A lower electrode formed on the light blocking layer; 상기 하부 전극 상부에 형성된 유기전계발광층과; An organic light emitting layer formed on the lower electrode; 상기 유기전계발광층 상부에 형성된 상부 전극An upper electrode formed on the organic light emitting layer 을 포함하며, 상기 하부 전극, 유기전계발광층, 상부 전극은 유기전계발광 다이오드를 이루고, 상기 상부 전극 및 하부 전극을 이루는 물질은 광 투과성 도전물질에서 선택되며, 상부발광 방식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자. The lower electrode, the organic electroluminescent layer, and the upper electrode constitute an organic electroluminescent diode, and the material forming the upper electrode and the lower electrode is selected from a light transmissive conductive material, and is driven in an upper light emitting manner. Organic electroluminescent device. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 박막트랜지스터는, 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터로 이루어지며, 상기 유기전계발광 다이오드는 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자. The thin film transistor includes a switching thin film transistor and a driving thin film transistor, and the organic light emitting diode is connected to the driving thin film transistor. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 광 차단막은 기판 전면에 걸쳐 형성되며, 상기 구동 박막트랜지스터와 유기전계발광 다이오드를 연결시키는 다수 개의 콘택홀이 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자. The light blocking layer is formed over the entire surface of the substrate, characterized in that a plurality of contact holes for connecting the driving thin film transistor and the organic light emitting diode is formed. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 광 차단막은 광 흡수성 폴리머계 물질에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자. The light blocking film is an organic electroluminescent device, characterized in that selected from light-absorbing polymer material. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 광 흡수성 폴리머계 물질은 블랙 레진(black resin)인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자. The light absorbing polymer material is an organic light emitting device, characterized in that the black resin (black resin). 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 스위칭 박막트랜지스터는 정공(hole)을 캐리어(carrier)로 하는 p형 스위칭 박막트랜지스터이며, 상기 하부 전극은 양극, 상기 상부 전극은 음극인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자. The switching thin film transistor is a p-type switching thin film transistor having a hole as a carrier, wherein the lower electrode is an anode, the upper electrode is an organic light emitting device, characterized in that the cathode. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 상부 전극 상부에 위치하는 탑 보호층을 더욱 포함하는 유기전계발광 소자. The organic light emitting device further comprises a top protective layer positioned on the upper electrode. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 상부 전극과 탑 보호층 사이에 버퍼층을 더욱 포함하는 유기전계발광 소자. The organic light emitting device further comprises a buffer layer between the upper electrode and the top protective layer. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 탑 보호층 상부에 광 반사율이 낮은 물질로 이루어진 보상층을 더욱 포함하는 유기전계발광 소자. The organic light emitting device further comprises a compensation layer made of a material having a low light reflectance on the top protective layer. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 보상층을 이루는 재질은 무반사 코팅(antireflection coating)처리한 물질, 차광 코팅(antiglare coating)처리한 물질 중 적어도 어느 한 물질인 유기전계발광 소자. The material constituting the compensation layer is at least one of an antireflection coating material and an antiglare coating material. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 하부 전극을 이루는 물질은 ITO(Indium Tin Oxide)이고, 상기 상부 전극을 이루는 물질은 상기 인접한 유기전계발광층과 일함수(work function)차가 적은 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자. The material constituting the lower electrode is indium tin oxide (ITO), and the material constituting the upper electrode is made of a material having a small work function difference with the adjacent organic light emitting layer. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 스위칭 박막트랜지스터는 전자(electron)을 캐리어로 하는 n형 스위칭 박막트랜지스터이며, 상기 하부 전극은 음극, 상기 상부 전극은 양극인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자. The switching thin film transistor is an n-type switching thin film transistor having an electron as a carrier, wherein the lower electrode is a cathode, and the upper electrode is an anode. 제 12 항에 있어서, The method of claim 12, 상기 상부 전극을 이루는 물질은 ITO(Indium Tin Oxide)이고, 상기 하부 전극을 이루는 물질은 상기 인접한 유기전계발광층과 일함수(work function)차가 적은 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자. The material constituting the upper electrode is indium tin oxide (ITO), and the material constituting the lower electrode is made of a material having a small work function difference with the adjacent organic light emitting layer.
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