KR100612352B1 - Organic electro luminescent display - Google Patents
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Abstract
유기 발광셀과 트랜지스터, 특히 스위칭 트랜지스터 사이에 광차단 구조를 제공하여 누설 전류에 의한 전력 소모 증가를 억제할 수 있는 유기전계 발광소자를 제공한다. 본 발명에 의한 유기전계 발광소자는 금속의 캐소드 전극과; 캐소드 전극과 절연 상태를 유지하는 애노드 전극과; 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 배치되며, 캐소드 전극 및 애노드 전극과 함께 유기 발광셀을 구성하는 유기 발광층과; 애노드 전극과 전기적으로 연결되어 유기 발광층 구동에 필요한 전류를 공급하는 트랜지스터와; 유기 발광셀과 트랜지스터가 위치하는 투명한 반도체 기판과; 유기 발광층에서 트랜지스터를 향하는 광경로 상에 배치되어 트랜지스터로 유입되는 빛을 차단하는 광 차단부를 포함한다.Provided is an organic light emitting device capable of suppressing an increase in power consumption due to leakage current by providing a light blocking structure between an organic light emitting cell and a transistor, particularly a switching transistor. The organic light emitting device according to the present invention comprises a metal cathode electrode; An anode electrode insulated from the cathode electrode; An organic light emitting layer disposed between the cathode electrode and the anode electrode and constituting an organic light emitting cell together with the cathode electrode and the anode electrode; A transistor electrically connected to the anode electrode to supply a current required for driving the organic light emitting layer; A transparent semiconductor substrate on which the organic light emitting cell and the transistor are positioned; A light blocking unit is disposed on the optical path toward the transistor in the organic light emitting layer to block light flowing into the transistor.
전계발광, 유기발광셀, 유기발광층, 캐소드전극, 애노드전극, 트랜지스터, 스위칭트랜지스터, 광차단부Electroluminescence, organic light emitting cell, organic light emitting layer, cathode electrode, anode electrode, transistor, switching transistor, light blocking part
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 부분 평면도.1 is a partial plan view of an organic light emitting diode according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 I-I선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 부분 평면도.4 is a partial plan view of an organic light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 I'-I'선 단면도.5 is a cross-sectional view taken along line I′-I ′ of FIG. 4.
도 6은 도 4의 Ⅱ'-Ⅱ'선 단면도.6 is a cross-sectional view taken along line II′-II ′ of FIG. 4.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구동 회로도.7 is a driving circuit diagram of an organic light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 8과 도 9는 광 차단부의 다른 구성예를 설명하기 위한 개략도.8 and 9 are schematic views for explaining another example of the configuration of the light blocking unit.
도 10은 종래 기술에 의한 유기전계 발광소자의 구동 회로도.10 is a driving circuit diagram of an organic light emitting device according to the prior art.
본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 발광층에서 트랜지스터, 특히 스위칭 트랜지스터로 유입되는 빛을 차단하여 누설 전류에 의한 전력 소모 증가를 억제할 수 있는 유기전계 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device, and more particularly, to an organic light emitting device that can suppress an increase in power consumption due to leakage current by blocking light flowing into a transistor, particularly a switching transistor, in an organic light emitting layer.
일반적으로 유기전계 발광소자는 정공주입 전극(애노드)과 전자주입 전극(캐 소드) 사이에 형성된 유기 발광층에 전하를 주입하면, 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 자발광 표시소자로서, 구동 방식에 따라 단순 매트릭스 방식과 트랜지스터를 이용한 능동구동 방식으로 분류된다.In general, an organic light emitting diode is a self-luminous display device that emits light when an electron and a hole are paired and extinguished when charge is injected into an organic light emitting layer formed between a hole injection electrode (anode) and an electron injection electrode (cathode). According to the driving method, it is classified into a simple matrix method and an active driving method using a transistor.
상기 단순 매트릭스(passive matrix) 방식이 애노드 라인과 캐소드 라인을 수직으로 교차 형성하여 특정 화소에 대응하는 라인을 선택 구동하는 반면, 능동구동(active matrix) 방식은 각 유기 발광셀의 애노드 전극에 트랜지스터와 콘덴서를 접속하여 콘덴서 용량에 의해 전압을 유지하도록 하는 구동 방식이다.Whereas the passive matrix method vertically crosses an anode line and a cathode line to selectively drive a line corresponding to a specific pixel, an active matrix method uses a transistor and an anode electrode of each organic light emitting cell. It is a drive system which connects a capacitor and maintains a voltage by capacitor capacity.
도 10은 종래 기술에 의한 유기전계 발광소자의 구동 회로도로서, 유기 발광셀(EL)은 구동 트랜지스터(M2)와 연결되어 발광을 위한 전류를 공급받으며, 구동 트랜지스터(M2)의 전류량은 스위칭 트랜지스터(M1)를 통해 인가되는 데이터 전압에 의해 제어된다.FIG. 10 is a driving circuit diagram of an organic light emitting diode according to the related art, in which an organic light emitting cell EL is connected to a driving transistor M2 to receive a current for emitting light, and a current amount of the driving transistor M2 is a switching transistor ( Controlled by the data voltage applied via M1).
이 때, 콘덴서(Cst)가 구동 트랜지스터(M2)의 소스와 게이트 사이에 연결되어 구동 트랜지스터(M2)에 공급된 전압을 일정기간 유지하며, 스위칭 트랜지스터(M1)의 게이트와 소스는 각각 스캔 라인과 데이터 라인에 연결된다.At this time, the capacitor Cst is connected between the source and the gate of the driving transistor M2 to maintain the voltage supplied to the driving transistor M2 for a predetermined period, and the gate and the source of the switching transistor M1 are respectively connected to the scan line and the gate. Is connected to the data line.
따라서 스캔 라인을 통한 선택 신호에 의해 스위칭 트랜지스터(M1)가 온(on)되면, 데이터 라인을 통해 구동 전압이 구동 트랜지스터(M2)의 게이트에 인가되고, 구동 트랜지스터(M2)를 통해 유기 발광셀(EL)에 전류가 흘러 발광이 이루어진다. 상기한 유기 발광셀(EL)은 R, G, B 화소별로 구비되어 칼라 화면을 구현한다.Therefore, when the switching transistor M1 is turned on by the selection signal through the scan line, the driving voltage is applied to the gate of the driving transistor M2 through the data line, and the organic light emitting cell (eg, through the driving transistor M2). Electric current flows through EL) to emit light. The organic light emitting cell EL is provided for each of R, G, and B pixels to implement a color screen.
여기서, 유기 발광셀(EL)에서 방출된 빛은 주로 유기 발광셀이 위치하는 반도체 기판면에 대해 수직하게 진행하여 사용자에게 도달하게 되나, 방출된 빛의 일 부는 구동 트랜지스터(M2)와 스위칭 트랜지스터(M1)를 향해 사선으로 진행하여 이들 트랜지스터에 빛이 유입되는 결과를 초래한다.Here, the light emitted from the organic light emitting cell EL mainly travels vertically with respect to the surface of the semiconductor substrate on which the organic light emitting cell is located to reach the user, but a part of the emitted light is driven by the driving transistor M2 and the switching transistor ( Running diagonally toward M1) results in light entering these transistors.
특히 구동 트랜지스터(M2)와 스위칭 트랜지스터(M1) 가운데 스위칭 트랜지스터(M1)는 적은 양의 빛이 유입되더라도 이 빛에 의해 강한 영향을 받게 된다. 이로서 스위칭 트랜지스터(M1)에 유입된 빛에 의해 스위칭 트랜지스터(M1)의 누설 전류가 증가하며, 그 결과 유기전계 발광소자의 전력 소모를 증가시키는 문제를 안고 있다.In particular, the switching transistor M1 among the driving transistor M2 and the switching transistor M1 is strongly affected by the light even when a small amount of light is introduced therein. As a result, the leakage current of the switching transistor M1 increases due to the light introduced into the switching transistor M1, and as a result, the power consumption of the organic light emitting diode is increased.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 유기 발광셀과 트랜지스터, 특히 스위칭 트랜지스터 사이에 광차단 구조를 제공하여 유기 발광셀에서 방출된 빛이 스위칭 트랜지스터에 유입되지 않도록 함으로써 누설 전류에 의한 전력 소모 증가를 억제할 수 있는 유기전계 발광소자를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a light blocking structure between an organic light emitting cell and a transistor, in particular, a switching transistor so that light emitted from the organic light emitting cell does not flow into the switching transistor. The present invention provides an organic light emitting device capable of suppressing an increase in power consumption due to leakage current.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
금속의 캐소드 전극과, 투명한 도전 물질로 이루어지며 캐소드 전극과 절연 상태를 유지하는 애노드 전극과, 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 배치되며 캐소드 전극 및 애노드 전극과 함께 유기 발광셀을 구성하는 유기 발광층과, 애노드 전극과 전기적으로 연결되어 유기 발광층 구동에 필요한 전류를 공급하는 트랜지스터와, 유기 발광셀과 트랜지스터가 위치하는 투명한 반도체 기판과, 유기 발광층에서 트랜지스터를 향하는 광경로 상에 배치되어 트랜지스터로 유입되는 빛을 차단하는 광 차단부를 포함하는 유기전계 발광소자를 제공한다.An organic light emitting layer comprising a metal cathode electrode, a transparent conductive material, an anode electrode insulated from the cathode electrode, and an organic light emitting layer disposed between the cathode electrode and the anode electrode and constituting an organic light emitting cell together with the cathode electrode and the anode electrode; A transistor electrically connected to the anode to supply a current required to drive the organic light emitting layer, a transparent semiconductor substrate on which the organic light emitting cell and the transistor are positioned, and a light disposed on an optical path from the organic light emitting layer toward the transistor, It provides an organic light emitting device comprising a light blocking unit for blocking.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 부분 평면도이고, 도 2과 도 3은 각각 도 1에 도시한 I-I선 및 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도로서, 하나의 구동 트랜지스터와 하나의 스위칭 트랜지스터를 이용하여 유기 발광셀을 구동하는 2-트랜지스터 타입을 도시하였다.1 is a partial plan view of an organic light emitting diode according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of lines II and II-II shown in FIG. 1, respectively, with one driving transistor and one driving transistor. A two-transistor type for driving an organic light emitting cell using a switching transistor is illustrated.
도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자는 캐소드 전극(2)과 애노드 전극(4) 및 유기 발광층(6)으로 구성되는 유기 발광셀(8)과, 유기 발광셀(8)에 전류를 공급하는 구동 트랜지스터(M2)와, 스캔 라인(10)에 의한 선택 신호에 의해 온/오프 되면서 데이터 라인(12)의 구동 신호 전압을 구동 트랜지스터(M2)에 전달하는 스위칭 트랜지스터(M1)와, 유기 발광셀(8)에서 스위칭 트랜지스터(M1)로 유입되는 빛을 차단하는 광 차단부(14)를 포함한다.As illustrated, the organic light emitting diode is an organic
상기 캐소드 전극(2)은 금속 물질, 일례로 알루미늄으로 제작되어 유기 발광층(6)의 빛을 애노드 전극(4)으로 반사시키며, 애노드 전극(4)은 유기 발광층(6)의 빛이 투과될 수 있도록 투명한 도전 물질, 일례로 인듐 틴 옥사이드(ITO)막으로 이루어진다. 이 때, 캐소드 전극(2)과 애노드 전극(4)은 아크릴 등의 제1 절연층(16)에 의해 절연 상태를 유지한다.The
그리고 유기 발광셀(8)과 구동 트랜지스터(M2) 및 스위칭 트랜지스터(M1) 모 두는 투명한 반도체 기판(18) 위에 배치되며, 반도체 기판(18)이 유기 발광층(8)의 빛을 사용자 방향으로 투과시킨다.The organic
이로서 스캔 라인(10)의 선택 신호에 의해 스위칭 트랜지스터(M1)가 온(on)되면, 데이터 라인(12)의 구동 전압이 구동 트랜지스터(M2)에 전달되고, 유기 발광층(6)에 전류가 흘러 발광이 이루어진다. 이 과정에서 광 차단부(14)가 유기 발광층(6)에서 스위칭 트랜지스터(M1)로 유입되는 빛을 차단하여 누설 전류 증가를 억제한다.As a result, when the switching transistor M1 is turned on by the selection signal of the
즉, 상기 광 차단부(14)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 유기 발광층(6)과 스위칭 트랜지스터(M1) 사이에서 패시베이션층(20)과 제2, 3 절연층(22, 24)을 관통하는 컨택 홀(26)에 형성되며, 빛을 투과하지 않는 물질, 일례로 금속으로 형성되어 유기 발광층(6)에서 스위칭 트랜지스터(M1)로 향하는 광 경로를 차단한다.That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the
보다 구체적으로, 상기 광 차단부(14)는 유기 발광층에 대향하는 스위칭 트랜지스터의 일측면을 따라 다수개가 연속적으로 형성되며, 유기전계 발광소자에서 이미 사용되는 금속 물질, 바람직하게 스위칭 트랜지스터(M1)의 소스와 드레인으로 사용되는 금속, 일례로 몰리 텅스텐으로 이루어진다. 이 경우, 유기전계 발광소자의 제작을 용이하게 하며, 재료비 상승을 억제하는 효과를 갖는다.More specifically, the plurality of
특히 광 차단부(14)는 절연성 폴리머(28)와 패시베이션층(20) 사이에 충분한 높이로 형성되어 유기 발광층(6)에서 스위칭 트랜지스터(M1)로 향하는 광 경로를 효과적으로 차단하며, 더욱이 광 차단부(14)를 구성하는 금속 물질은 반사 효율이 좋기 때문에, 유기 발광층(6)에서 방출된 빛을 사용자 방향으로 반사하여 광 이용 효율을 높인다.In particular, the
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 부분 평면도이고, 도 5와 도 6은 각각 도 4에 도시한 I'-I'선 및 Ⅱ'-Ⅱ'선의 단면도로서, 도 7에 도시한 바와 같이 두개의 구동 트랜지스터와 두개의 스위칭 트랜지스터를 이용하여 유기 발광셀을 구동하는 4-트랜지스터 타입을 도시하였다.4 is a partial plan view of an organic light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views taken along line I'-I 'and line II'-II', respectively, shown in FIG. As shown in FIG. 7, a four-transistor type for driving an organic light emitting cell using two driving transistors and two switching transistors is illustrated.
본 실시예에서 제1 스위칭 트랜지스터(M1)는 게이트와 소스가 각각 스캔 라인(select [n])(30)과 데이터 라인(32)에 연결되어 선택 신호에 의해 온(on)되면, 데이터 신호를 제1 구동 트랜지스터(M3)에 전달하며, 제1 구동 트랜지스터(M3)는 게이트와 드레인측이 연결되어 다이오드 기능을 수행한다.In the present exemplary embodiment, when the gate and the source are respectively connected to the scan line (select [n]) 30 and the
그리고 제2 스위칭 트랜지스터(M2)는 게이트와 드레인이 각각 이전의 스캔 라인(select [n-1])(34)과 노드 A에 연결되어 리셋 신호나 프리차지 전압(precharge voltage VI)에 따라 노드 A를 초기화하며, 제2 구동 트랜지스터(M4)는 노드 A와 연결되어 데이터 신호의 크기에 비례하는 전류를 유기 발광셀(8)에 공급한다. 이 때, 콘덴서(C1)가 노드 A의 데이터 신호를 일정기간 유지하는 역할을 한다.The second switching transistor M2 has a gate and a drain connected to a previous scan line (select [n-1]) 34 and a node A, respectively, and according to a reset signal or a precharge voltage VI, the node A The second driving transistor M4 is connected to the node A to supply the organic
이 과정에서 4개의 트랜지스터 가운데 특히 빛에 취약한 제1, 2 스위칭 트랜지스터(M1, M2)가 유기 발광셀(8)에 가깝게 위치하므로, 유기 발광셀(8)과 제1, 2 스위칭 트랜지스터(M1, M2) 사이에 광 차단부(36)를 배열하여 제1, 2 스위칭 트랜지스터(M1, M2)로의 광 유입을 차단한다.In this process, since the first and second switching transistors M1 and M2, which are particularly vulnerable to light, are positioned close to the organic
즉, 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 광 차단부(36)는 유기 발광셀(8) 과 제1, 2 스위칭 트랜지스터(M1, M2) 사이에서 패시베이션층(20)과 제2, 3 절연층(22, 24)을 관통하는 컨택 홀(26)에 형성되며, 빛을 투과하지 않는 금속 물질로 형성되어 유기 발광셀(8)과 제1, 2 스위칭 트랜지스터(M1, M2) 사이의 광 경로를 차단한다.That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the
그리고 상기 광 차단부(36)는 유기 발광셀(8)에 대향하는 제1, 2 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 양측면을 따라 다수개가 연속적으로 배열되며, 제1, 2 스위칭 트랜지스터(M1, M2)의 소스와 드레인으로 사용되는 금속, 일례로 몰리 텅스텐으로 이루어진다.In addition, a plurality of
한편, 상기 광 차단부는 전술한 실시예 이외에 다음에 설명하는 여러가지 패턴으로 변형 적용될 수 있다. 일례로 2-트랜지스터 타입을 예로 들면, 도 8에 도시한 바와 같이 광 차단부(38)는 유기 발광셀(8)에 대향하는 스위칭 트랜지스터(M1)의 일측면을 따라 라인 패턴으로 형성되거나, 도 9에 도시한 바와 같이 광 차단부(40)는 스위칭 트랜지스터(M1)를 둘러싸도록 형성될 수 있다.Meanwhile, the light blocking unit may be modified in various patterns described below in addition to the above-described embodiment. For example, as an example of the two-transistor type, as shown in FIG. 8, the
또한, 상기 광 차단부의 구성은 도시한 실시예에 한정되지 않으며, 유기 발광셀과 스위칭 트랜지스터의 구성에 따라 다양하게 변형 적용할 수 있다.In addition, the configuration of the light blocking unit is not limited to the illustrated embodiment, and may be variously modified and applied according to the configuration of the organic light emitting cell and the switching transistor.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to
이와 같이 본 발명에 따르면, 유기 발광층에서 스위칭 트랜지스터를 향하는 광 경로상에 광 차단부를 제공하여 스위칭 트랜지스터로 유입되는 빛을 효과적으로 차단한다. 따라서 스위칭 트랜지스터의 누설 전류를 감소시켜 누설 전류에 의해 유기전계 발광소자의 전력 소모를 억제하는 효과를 갖는다. As described above, according to the present invention, the light blocking part is provided on the optical path toward the switching transistor in the organic light emitting layer to effectively block the light flowing into the switching transistor. Therefore, the leakage current of the switching transistor is reduced, thereby reducing the power consumption of the organic light emitting diode by the leakage current.
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