KR100771607B1 - 유기 ｅｌ 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

능동구동형 유기 EL 디스플레이에 관한 것으로, 다수개의 R, G, B 픽셀영역들을 갖는 투명기판과, 투명기판 위에 형성되는 박막 트랜지스터와, 투명기판의 픽셀영역에 형성되고 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결되는 제 1 전극과, 제 1 전극 위에 형성되고 백색 발광을 하는 유기 EL 층과, 유기 EL 층 위에 형성되고 R, G, B 픽셀들에 공통 전압을 인가하는 제 2 전극과, 제 1 전극의 하부, 제 2 전극의 상부 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는 컬러 필터층과, 서로 이웃하는 픽셀 영역의 상기 박막 트랜지스터에 공통으로 전기적 연결되고, 상기 박막 트랜지스터에 전압을 인가하는 전원 공급 라인을 포함하여 구성될 수 있다.
컬러 필터층, 블랙 매트릭스층, 접착제, 픽셀영역

Description

유기 ＥＬ 디스플레이{organic EL display}
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 유기 EL 디스플레이의 제조 공정을 보여주는 단면도
도 2는 종래 기술에 따른 유기 EL 디스플레이의 픽셀 구조를 보여주는 회로도
도 3a 내지 도 3c는 본 발명 제 1 실시예에 따른 유기 EL 디스플레이의 제조 공정을 보여주는 단면도
도 4a 내지 도 4d는 본 발명 제 2 실시예에 따른 유기 EL 디스플레이를 보여주는 단면도
도 5는 본 발명에 따른 유기 EL 디스플레이의 픽셀 구조를 보여주는 회로도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21 : 유리 기판 22 : 반도체층
23 : 소오스/드레인 영역 24 : 게이트 절연막
25 : 게이트 전극 26 : 층간 절연막
27 : 전극 라인 28 : 평탄화 절연막
29 : 애노드 30 : 절연막
31 : 정공 주입층 32 : 정공 전달층
33 : 발광층 34 : 전자 전달층
35 : 전자 주입층 36 : 캐소드
37 : 보호막 38 : 컬러 필터층
39 : 블랙 매트릭스층 40 : 보호 캡
41 : 접착제
본 발명은 유기 EL 디스플레이에 관한 것으로 특히 능동구동형 유기 EL 디스플레이에 관한 것이다.
일반적으로 유기 EL 디스플레이의 화소 영역은 화소를 스위칭 및 구동시키는 스위칭용 박막트랜지스터와 구동용 박막트랜지스터, 저장 커패시터(capacitor), 애노드(화소전극), 유기 발광층, 캐소드(공통전극)로 구성된다.
종래 기술에 따른 유기 EL 디스플레이의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 유기 EL 디스플레이의 제조 공정을 보여주는 단면도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 먼저 유리 기판(1) 위에 다결정 실리콘 등으로 반도체층(2)을 형성하고, 상기 반도체층(2)을 패터닝하여 박막트랜지스터가 형성될 영역에만 남긴다.
그리고, 전면에 게이트 절연막(4)과 게이트 전극용 도전막을 차례로 형성하 고, 상기 게이트 전극용 도전막을 패터닝하여 게이트 전극(5)을 형성한다.
이어, 게이트 전극(5)을 마스크로 상기 반도체층(2)에 보론(B)나 인(P) 등의 불순물을 주입하고 열처리하여 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(3)을 형성한다.
다음, 전면에 층간 절연막(6)을 형성하고, 상기 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(3)이 노출되도록 상기 층간 절연막(6)과 게이트 절연막(4)을 선택적으로 제거한다.
그리고, 상기 노출된 소오스/드레인 영역(3)에 각각 전기적으로 연결되도록 전극 라인(7)을 형성한다.
이어, 전면에 평탄화 절연막(8)을 형성하고, 상기 드레인 영역에 연결된 전극 라인(7)이 노출되도록 상기 평탄화 절연막(8)을 선택적으로 제거한다.
다음, 노출된 전극 라인(7)에 전기적으로 연결되도록 애노드(9)를 형성한다.
이어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 이웃하는 애노드(9) 사이에 절연막(10)을 형성한다.
그리고, 전면에 정공 주입층(11), 정공 전달층(12), 발광층(13), 전자 전달층(14), 전자 주입층(15), 캐소드(16)를 차례로 형성한다.
다음, 도 1c에 도시된 바와 같이, 봉지재를 사용하여 게터(getter)를 갖는 보호 캡을 유기 EL 소자 상부에 봉지하고, 유리 기판 하부에 편광판을 접착제를 사용하여 부착함으로써, 유기 EL 디스플레이를 제작한다.
그러나, 이와 같은 방법으로 제작된 유기 EL 디스플레이는 적색발광용 유기 EL 소자, 청색발광용 유기 EL 소자, 녹색발광용 유기 EL 소자의 전기적 특성이 다르다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 유기 EL 디스플레이가 디지털 구동을 하기 위해서는 R, G, B 픽셀마다 개별적으로 전원을 공급하여야 한다.
이러한 이유로, 기존의 유기 EL 디스플레이는 박막 트랜지스터의 설계가 픽셀의 개구율을 저하시키고, 각각의 R, G, B 픽셀로 전원을 공급하기 위한 외장 부품의 수가 크게 증가하여 가격 경쟁력 및 부품 실장 능력이 크게 떨어진다.
본 발명의 목적은 이러한 문제들을 해결하기 위한 것으로, 백색 발광용 유기 EL 소자를 사용하고, 각 픽셀의 전원 공급 라인을 공동 전극으로 사용함으로써, 픽셀의 개구율을 향상시키고, 구동을 위한 외장 부품의 수를 크게 줄임과 동시에 디지털 구동이 가능하게 하는데 있다.
본 발명에 따른 유기 EL 디스플레이는 다수개의 R, G, B 픽셀영역들을 갖는 투명기판과, 투명기판 위에 형성되는 박막 트랜지스터와, 투명기판의 픽셀영역에 형성되고 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결되는 제 1 전극과, 제 1 전극 위에 형성되고 백색 발광을 하는 유기 EL 층과, 유기 EL 층 위에 형성되고 R, G, B 픽셀들에 공통 전압을 인가하는 제 2 전극과, 제 1 전극의 하부, 제 2 전극의 상부 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는 컬러 필터층과, 서로 이웃하는 픽셀 영역의 상기 박막 트랜지스터에 공통으로 전기적 연결되고, 상기 박막 트랜지스터에 전압을 인가하는 전원 공급 라인을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 컬러 필터층은 상기 R, G, B 픽셀영역에 각각 형성되는 것이 바람직하고, 상기 유기 EL 디스플레이의 구동은 상기 전원 공급 라인에 의해 디지털 구동된다.
또한, 본 발명은 다수개의 R, G, B 픽셀영역들을 갖는 투명기판과, 투명기판 위에 형성되는 박막 트랜지스터와, 투명기판의 R, G, B 픽셀영역에 각각 형성되는 컬러 필터층과, 컬러 필터층 위에 형성되고 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결되는 애노드와, 애노드 위에 형성되고 백색 발광을 하는 유기 EL 층과, 유기 EL 층 위에 형성되고 R, G, B 픽셀들에 공통 전압을 인가하는 캐소드와, 서로 이웃하는 픽셀영역의 박막 트랜지스터에 공통으로 전기적 연결되고, 상기 박막 트랜지스터에 전압을 인가하는 전원 공급 라인을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 본 발명은 다수개의 R, G, B 픽셀영역들을 갖는 투명 기판과, 투명 기판 위에 형성되는 박막 트랜지스터와, 투명 기판의 픽셀영역에 형성되는 박막 트랜지스터와, 투명 기판의 픽셀영역에 형성되고 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결되는 애노드와, 애노드 위에 형성되고 백색 발광을 하는 유기 EL 층과, 유기 EL 층 위에 형성되고 R, G, B 픽셀들에 공통 전압을 인가하는 캐소드와, 캐소드 위에 형성되는 보호막과, 보호막 위에 형성되는 컬러 필터층과, 컬러 필터층 위에 형성되는 보호 캡과, 상기 서로 이웃하는 픽셀영역의 박막 트랜지스터들에 공통으로 전기적 연결되고, 상기 박막 트랜지스터들에 전압을 인가하는 전원 공급 라인을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 컬러 필터층은 R, G, B 픽셀영역에 각각 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 보호막과 컬러 필터층 사이에는 접착제 또는 실런트가 형성될 수 있으며, 컬러 필터층과 그와 이웃하는 컬러 필터층 사이에는 블랙 매트릭스층이 형성될 수 있다.
또한, 보호 캡은 투명한 유리 기판 또는 필름형 기판일 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은 애노드의 하부 또는 캐소드의 상부에 컬러 필터층을 형성함과 동시에 백색 발광을 하는 유기 EL 층을 형성하고, 각 픽셀에 공동 전압을 인가하도록 캐소드를 형성함으로써, 픽셀의 개구율을 향상시키고, 구동 회로를 단순화하는데 그 특징이 있다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 유기 EL 디스플레이의 제조공정은 다음과 같다,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명 제 1 실시예에 따른 유기 EL 디스플레이의 제조 공정을 보여주는 단면도이다.
본 발명 제 1 실시예는 하부 발광(bottom emission)을 하는 유기 EL 디스플레이의 제작과정을 보여주는 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 먼저 유리 기판(21) 위에 다결정 실리콘 등으로 반도체층(22)을 형성하고, 상기 반도체층(22)을 패터닝하여 박막트랜지스터가 형성될 영역에만 남긴다.
그리고, 전면에 게이트 절연막(24)과 게이트 전극용 도전막을 차례로 형성하고, 상기 게이트 전극용 도전막을 패터닝하여 게이트 전극(25)을 형성한다.
이어, 게이트 전극(25)을 마스크로 상기 반도체층(22)에 보론(B)나 인(P) 등의 불순물을 주입하고 열처리하여 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(23)을 형 성한다.
다음, 전면에 층간 절연막(26)을 형성하고, 상기 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(23)이 노출되도록 상기 층간 절연막(26)과 게이트 절연막(24)을 선택적으로 제거한다.
그리고, 상기 노출된 소오스/드레인 영역(23)에 각각 전기적으로 연결되도록 전극 라인(27)을 형성한다.
다음, 애노드가 형성될 R, G, B 픽셀영역에 각각 대응되도록 R, G, B 컬러 필터층(38)을 형성한다.
이어, 전면에 평탄화 절연막(28)을 형성하고, 상기 드레인 영역에 연결된 전극 라인(27)이 노출되도록 상기 평탄화 절연막(28)을 선택적으로 제거한다.
다음, 노출된 전극 라인(27)에 전기적으로 연결되도록 애노드(29)를 형성한다.
여기서, 애노드(29)는 ITO, IZO 등과 같은 투명하고 일함수가 높은 전도성 물질을 사용한다.
이어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 이웃하는 애노드(29) 사이에 절연막(30)을 형성한다.
그리고, 전면에 정공 주입층(31), 정공 전달층(32), 발광층(33), 전자 전달층(34), 전자 주입층(35), 캐소드(36)를 차례로 형성한다.
여기서, 캐소드(36)는 알루미늄 등과 같이 일함수가 낮은 전도성 물질을 사용한다.
다음, 도 3c에 도시된 바와 같이, 봉지재를 사용하여 게터(getter)를 갖는 보호 캡을 유기 EL 소자 상부에 봉지하고, 유리 기판 하부에 편광판을 접착제를 사용하여 부착함으로써, 유기 EL 디스플레이를 제작한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명 제 2 실시예에 따른 유기 EL 디스플레이를 보여주는 단면도이다.
본 발명 제 2 실시예는 상부 발광(top emission)을 하는 유기 EL 디스플레이의 제작과정을 보여주는 도면이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 먼저 유리 기판(21) 위에 다결정 실리콘 등으로 반도체층(22)을 형성하고, 상기 반도체층(22)을 패터닝하여 박막트랜지스터가 형성될 영역에만 남긴다.
그리고, 전면에 게이트 절연막(24)과 게이트 전극용 도전막을 차례로 형성하고, 상기 게이트 전극용 도전막을 패터닝하여 게이트 전극(25)을 형성한다.
이어, 게이트 전극(25)을 마스크로 상기 반도체층(22)에 보론(B)나 인(P) 등의 불순물을 주입하고 열처리하여 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(23)을 형성한다.
다음, 전면에 층간 절연막(26)을 형성하고, 상기 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(23)이 노출되도록 상기 층간 절연막(26)과 게이트 절연막(24)을 선택적으로 제거한다.
그리고, 상기 노출된 소오스/드레인 영역(23)에 각각 전기적으로 연결되도록 전극 라인(27)을 형성한다.
이어, 전면에 평탄화 절연막(28)을 형성하고, 상기 드레인 영역에 연결된 전극 라인(27)이 노출되도록 상기 평탄화 절연막(28)을 선택적으로 제거한다.
다음, 노출된 전극 라인(27)에 전기적으로 연결되도록 애노드(29)를 형성한다.
여기서, 애노드(29)는 ITO, IZO 등과 같은 투명하고 일함수가 높은 전도성 물질을 사용한다.
이어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 이웃하는 애노드(29) 사이에 절연막(30)을 형성한다.
그리고, 전면에 정공 주입층(31), 정공 전달층(32), 발광층(33), 전자 전달층(34), 전자 주입층(35), 캐소드(36) 및 보호막(37)를 차례로 형성한다.
여기서, 캐소드(36)는 알루미늄 등과 같이 일함수가 낮은 전도성 물질을 사용하거나, Ag, Ca, Mg 혹은 이들의 합금 혹은 이들의 다층막을 사용한다.
다음, 도 4c에 도시된 바와 같이, 투명한 유리 기판 또는 필름형 기판으로 이루어진 보호 캡(40)의 픽셀영역에 R, G, B 컬러 필터층(38)을 형성한다.
그리고, 컬러 필터층(38)과 그와 이웃하는 컬러 필터층(38) 사이에 블랙 매트릭스층(39)을 형성한다.
이어, 도 4d에 도시된 바와 같이, 보호막(37) 위에 접착제(41) 또는 실런트를 형성하고, 컬러 필터층(38)이 형성된 보호 캡(40)을 상기 접착제(41) 또는 실런트 위에 부착함으로써, 유기 EL 디스플레이를 제작한다.
이와 같이 백색 발광 물질을 사용하여 제작된 유기 EL 디스플레이는 디지털 구동에 의해 구동된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기존 방식과는 다르게 전원 라인인 Vdd 라인을 R, G, B 픽셀 모두를 하나로 묶어서 사용한다.
본 발명은 백색 소자를 사용하기 때문에 각 픽셀에 형성되어 있는 유기 소자의 특성이 거의 동일하다.
따라서, 전원 라인을 개별적으로 하지 않고, 공통으로 사용하여도 전혀 문제가 되지 않는다.
본 발명은 이웃하는 픽셀끼리 공용하지 않던 전원 라인 Vdd 라인을 본 발명에서는 하나의 전원 라인으로 묶어서 전류를 공급한다.
이렇게 하면, 기존의 디지털 구동에서는 전원 공급을 개별적으로 해야 하므로, 외부 실장되는 부품 수가 많았으나, 본 발명에서는 부품 수가 적어도 1/3로 줄어든다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
이와 같이 형성되는 본 발명에 따른 유기 EL 디스플레이는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 디지털 구동을 하기 때문에 화질의 균일도가 우수한 유기 EL 디스 플레이를 제작할 수 있다.
그 이유는 픽셀에 형성되는 구동용 소자가 리니어 영역에서 동작하기 때문에 구동용 소자의 특성 차이에 의한 휘도 불균일 문제가 사라진다.
또한, 본 발명은 전원 라인을 공통으로 묶어서 사용하므로, 외부 실장되는 부품 수를 크게 줄여서 가격 경쟁력과 부품 실장 경쟁력을 크게 증가시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 전원 라인을 이웃하는 픽셀끼리 공유할 수 있기 때문에, 개구율을 크게 향상시켜 제품의 질과 수명을 향상시킬 수 있으며, 나아가 고해상도 대응도 가능하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (10)

  1. 다수개의 R, G, B 픽셀영역들을 갖는 투명기판;
    상기 투명기판 위에 형성되는 박막 트랜지스터;
    상기 투명기판의 픽셀영역에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결되는 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 위에 형성되고, 백색 발광을 하는 유기 EL 층;
    상기 유기 EL 층 위에 형성되고, 상기 R, G, B 픽셀들에 공통 전압을 인가하는 제 2 전극;
    상기 제 1 전극의 하부, 상기 제 2 전극의 상부 중 적어도 어느 한 곳에 형성되는 컬러 필터층; 그리고,
    서로 이웃하는 픽셀 영역의 상기 박막 트랜지스터에 공통으로 전기적 연결되고, 상기 박막 트랜지스터에 전압을 인가하는 전원 공급 라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컬러 필터층은 상기 R, G, B 픽셀영역에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유기 EL 디스플레이의 구동은,
    상기 전원 공급 라인에 의해 디지털 구동되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이.
  4. 다수개의 R, G, B 픽셀영역들을 갖는 투명기판;
    상기 투명기판 위에 형성되는 박막 트랜지스터;
    상기 투명기판의 R, G, B 픽셀영역 중 각각 형성되는 컬러 필터층;
    상기 컬러 필터층 위에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결되는 애노드;
    상기 애노드 위에 형성되고, 백색 발광을 하는 유기 EL 층;
    상기 유기 EL 층 위에 형성되고, 상기 R, G, B 픽셀들에 공통 전압을 인가하는 캐소드; 그리고
    서로 이웃하는 픽셀영역의 박막 트랜지스터에 공통으로 전기적 연결되고, 상기 박막 트랜지스터에 전압을 인가하는 전원 공급 라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이.
  5. 다수개의 R, G, B 픽셀영역들을 갖는 투명 기판;
    상기 투명 기판 위에 형성되는 박막 트랜지스터;
    상기 투명 기판의 픽셀영역에 형성되는 박막 트랜지스터;
    상기 투명 기판의 픽셀영역에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결되는 애노드;
    상기 애노드 위에 형성되고, 백색 발광을 하는 유기 EL 층;
    상기 유기 EL 층 위에 형성되고, 상기 R, G, B 픽셀들에 공통 전압을 인가하는 캐소드;
    상기 캐소드 위에 형성되는 보호막;
    상기 보호막 위에 형성되는 컬러 필터층;
    상기 컬러 필터층 위에 형성되는 보호 캡; 그리고
    상기 서로 이웃하는 픽셀영역의 박막 트랜지스터들에 공통으로 전기적 연결되고, 상기 박막 트랜지스터들에 전압을 인가하는 전원 공급 라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 컬러 필터층은 상기 R, G, B 픽셀영역에 각각 형성되는 것을 특징을 하는 유기 EL 디스플레이.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 보호막과 컬러 필터층 사이에는 접착제 또는 실런트가 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 컬러 필터층과 상기 그와 이웃하는 컬러 필터층 사이에는 블랙 매트릭스층이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 보호 캡은 투명한 유리 기판 또는 필름형 기판인 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 유기 EL 디스플레이는 디지털로 구동되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 디스플레이.
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