KR100674028B1 - 스캔 연결 전극 상에 접촉부를 갖는 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

스캔 연결 전극 상에 접촉부를 갖는 유기 전계 발광 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 특히 스캔 연결 전극 상부에 스캔 전극층과 접촉되는 접촉부를 형성하여, 이를 통해 발광부에 전류를 공급하도록 하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는, 투명 기판; 상기 기판 상에 일방향으로 복수개가 형성된 애노드용 투명 전극; 상기 투명 전극들과 겹치지 않으며 상기 투명 전극들의 연장 방향과 교차하는 방향으로 상기 기판의 일측 가장자리에 복수개가 형성된 전류 공급용 연결 전극; 상기 연결 전극 상에 형성된 스캔 연결 전극; 상기 투명 전극 상의 발광부를 제외한 나머지 부분 및 상기 스캔 연결 전극 상에 일정한 면적을 갖도록 형성된 접촉부를 제외한 나머지 부분을 덮도록 형성된 절연막; 상기 투명 전극의 발광부 상에 형성된 유기물층; 및 상기 접촉부, 발광부 및 절연막을 덮도록 형성된 스캔 전극층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 발광부 및 접촉부는 발광부의 면적(AL), 스캔 라인당 형성된 발광부의 수(N) 및 접촉부 면적(AC) 간에 ( AL × N ) / 100 ≤ AC 를 만족하는 것이 바람직하다.
유기 전계 발광 소자, 스캔 연결 전극, 접촉부

Description

스캔 연결 전극 상에 접촉부를 갖는 유기 전계 발광 소자{Organic electroluminescent device comprising the contact area on the scan-connecting electrode}
도 1은 종래의 유기 전계 발광 소자의 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 종래의 유기 전계 발광 소자의 단면도.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 종래의 유기 전계 발광 소자의 일부 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 제조하는 각 단계를 도시한 평면도.
도 5는 도 4f에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 Ⅴ-Ⅴ부에 따른 단면도.
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 특히 스캔 연결 전극 상부에 스캔 전극층과 접촉되는 접촉부를 형성하여, 이를 통해 발광부에 전류를 공급하도록 하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 재결합하여 여기자(exition)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상이다.
도 1에는 이러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자의 평면도가 도시되어 있다. 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
유기 전계 발광 소자는 도 2에 도시된 바와 같은 기본적인 구조를 갖고 있다. 즉, 투명 기판(1), 투명 기판 상부에 일방향으로 패터닝된 복수개의 애노드(anode)용 ITO 투명 전극(2), 발광부(20)에 해당하는 부분을 제외한 소자의 나머지 부분에 증착된 절연막(3), 투명 전극(2)들의 연장 방향과 교차하는 방향으로 절연막 상에 형성된 격벽(4), 유기물층(5) 및 캐소드(cathode)용 금속 스캔 전극층(6)이 증착된 구조로 이루어진다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 유기 전계 발광 소자의 일부 단면도이다. 여기서, 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따라 양 격벽 사이에 위치한 스캔 전극층(6)을 '스캔 라인'이라고 한다.
도 3에 도시된 바와 같이 유기 전계 발광 소자의 스캔 전극층(6)에 전류를 공급하기 위해서 ITO 연결 전극(10)이 사용된다. ITO는 산화인듐(In2S3)에 산화 주석(SnO2)을 도핑한 금속으로서 투과성은 만족시키나 저항이 높다는 문제점이 있다.
따라서, 스캔 전극층(6)으로의 전류 공급을 원활히 하기 위한 방안으로서 도 3에 도시된 바와 같이 연결 전극(10) 상에 ITO보다 저항이 낮은 물질로 이루어진 스캔 연결 전극(11)을 형성하는 방법이 이용되고 있다.
유기 전계 발광 소자는 발광 면적을 증가시키고, 고휘도 디스플레이를 구현하기 위해서 점차 고전류 주입이 요구되고 있다. 그러나, 스캔 연결 전극(11)과 스캔 전극층(6)간에는 이종 재료 간의 접촉에 의해 저항이 발생하게 되고, 이에 따라 접촉 면적이 일정한 크기 이상이 되지 않으면(즉, 접촉 저항이 일정한 값 이하가 되지 않으면) 유기 전계 발광 소자 내로 충분한 전류가 주입될 수 없기 때문에 휘도가 감소하게 된다.
이러한 경우에는 인가전압을 충분히 상승시키더라도 원하는 휘도를 얻을 수 없으며, 증가된 전류량에 의해 상기 저항으로부터 열이 발생되어 소자가 열화되는 문제점이 발생한다.
이는 전압(V), 전류(I) 및 저항(R)에 관한 오옴의 법칙(즉, I = V / R)으로 설명이 된다. 고휘도를 위한 전류(I) 증가를 위해서는 전압(V)을 증가시켜야 하나, 스캔 연결 전극(11)과 스캔 전극층(6)간에 발생하는 접촉 저항(R)이 커지게 되면 전압(V)이 증가된 효과가 상쇄되게 된다.
또한, 저항에 의해 시간당 발생되는 열(Q)은 Q = I2 ×R 의 식에 의해 결정되므로 저항(R)의 증가는 발생되는 열도 증가시키는 문제점을 발생시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스캔 연결 전극과 스캔 전극층 간에 형성되는 접촉부를 적절한 크기로 형성하고, 이에 따라 접촉 저항을 낮춤으로서 고전류 입력에 대하여 발열 현상을 감소시키고 원하는 휘도를 얻을 수 있는 유기 전 계 발광 소자를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는, 투명 기판; 상기 기판 상에 일방향으로 복수개가 형성된 애노드용 투명 전극; 상기 투명 전극들과 겹치지 않으며 상기 투명 전극들의 연장 방향과 교차하는 방향으로 상기 기판의 일측 가장자리에 복수개가 형성된 전류 공급용 연결 전극; 상기 연결 전극 상에 형성된 스캔 연결 전극; 상기 투명 전극 상의 발광부를 제외한 나머지 부분 및 상기 스캔 연결 전극 상에 일정한 면적을 갖도록 형성된 접촉부를 제외한 나머지 부분을 덮도록 형성된 절연막; 상기 투명 전극의 발광부 상에 형성된 유기물층; 및 상기 접촉부, 발광부 및 절연막을 덮도록 형성된 스캔 전극층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 발광부 및 접촉부는 발광부의 면적(AL), 스캔 라인당 형성된 발광부의 수(N) 및 접촉부 면적(AC) 간에 다음의 식을 만족하는 것이 바람직하다.
( AL × N ) / 100 ≤ AC
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 제조하는 각 단계가 도시되어 있다.
투명 기판(101)의 상부에 진공 증착법을 이용하여 ITO층을 증착하고, 이 ITO 층을 사진식각법에 의해 패터닝하여 일방향으로 복수개의 투명 전극(102)들을 형성한다. 또한, 상기 사진식각법에 의한 패터닝 과정에서 투명 전극(102)들과 겹치지 않으며 상기 투명 전극(102)들의 연장 방향과 교차하는 방향으로 투명 기판(101)의 일측 가장자리에 복수개의 연결 전극(110)들도 함께 형성한다(도 4a).
연결 전극(110)은 저항이 높기 때문에, 이보다 저항이 낮은 물질을 연결 전극(110)이 형성된 투명 기판(101) 상에 전면 증착하고, 사진식각법에 의해 패터닝함으로서 연결 전극(110) 상에 스캔 연결 전극(111)을 형성한다(도 4b).
이어 도 4c에 도시된 바와 같이 투명 기판(101) 상에 절연막 재료를 도포하고 패터닝을 하여 절연막(103)을 형성한다. 이 과정은 발광부(120)에 해당하는 영역 및 접촉부(112)에 해당하는 영역을 형성하기 위하여 사진식각법으로 절연막 재료를 제거하는 단계이다.
여기서, 발광부의 면적을 AL, 하나의 스캔 라인당 형성된 발광부의 수를 N, 접촉부 면적을 AC 라 하면, 접촉부의 면적(AC)은 다음 식을 만족하도록 결정된다.
( AL × N ) / 100 ≤ AC
접촉부의 면적(AC)의 최소값은 하나의 스캔 라인에 형성된 발광부의 총면적의 1/100 인 값이 되며, 상기의 식을 만족하는 최소 면적(AC)이 정해지면 이에 따라 최대 접촉 저항값이 결정된다.
결구, 접촉부의 면적(AC)이 상기 식으로부터 결정된 최소 면적보다는 커야 (즉, 접촉 저항값이 상기 식으로부터 결정된 최대 저항값보다는 작아야) 입력되는 전류에 대하여 발열 현상을 감소시키고 원하는 휘도를 얻을 수 있게 된다.
이어 도 4d에 도시된 바와 같이 투명 전극(102)들의 연장 방향과 교차하는 방향으로 절연막(103) 상에 격벽(104)을 사진식각법으로 형성한다. 격벽(104)은 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 가지게 되는 오버행(Overhang) 구조를 가지며 이후에 증착될 유기물층 및 스캔 전극층을 다수의 구역들로 분리하는 기능을 수행한다.
이어 도 4e에 도시된 바와 같이 유기물층(105)을 증착하며, 증착된 유기물층(105)은 격벽(104)들 사이에 형성된 공간에서 격벽(104)과 동일한 방향으로 절연막(103) 및 투명 전극(102) 상에 형성된다.
이어 도 4f에 도시된 바와 같이 스캔 전극층(106)을 증착하며, 연결 전극(110) 상에 형성된 스캔 연결 전극(111)의 접촉부(112)에서 접촉되도록 형성한다.
도 5는 도 4f에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 Ⅴ-Ⅴ부에 따른 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 절연막(103)은 스캔 연결 전극(111) 상에 상기 식에 의해 결정되는 면적(AC)을 가진 접촉부(112)를 형성함으로서 각 발광부(120)에서 요구되는 전류를 접촉부(112)에서의 발열 현상 없이 전달할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자는 스캔 연결 전극 상에 적절한 크기의 접촉부를 형성하며, 이를 통해 스캔 전극층으로 전류를 공급하게 하여 접촉부에서 발열현상 없이 발광부에서 요구되는 휘도를 얻을 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Claims (1)

  1. 투명 기판;
    상기 기판 상에 일방향으로 복수개가 형성된 애노드용 투명 전극;
    상기 투명 전극들과 겹치지 않으며 상기 투명 전극들의 연장 방향과 교차하는 방향으로 상기 기판의 일측 가장자리에 복수개가 형성된 전류 공급용 연결 전극;
    상기 연결 전극 상에 형성된 스캔 연결 전극;
    상기 투명 전극 상의 발광부를 제외한 나머지 부분 및 상기 스캔 연결 전극 상에 일정한 면적을 갖도록 형성된 접촉부를 제외한 나머지 부분을 덮도록 형성되되, 상기 발광부 및 접촉부는 발광부의 면적(AL), 스캔 라인당 형성된 발광부의 수(N) 및 접촉부 면적(AC) 간에 ( AL × N ) / 100 ≤ AC 을 만족하도록 형성된 절연막;
    상기 투명 전극의 발광부 상에 형성된 유기물층; 및
    상기 접촉부, 발광부 및 절연막을 덮도록 형성된 스캔 전극층을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
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