KR100813841B1 - 유기 발광 디스플레이 장치 - Google Patents

유기 발광 디스플레이 장치 Download PDF

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KR100813841B1
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Abstract

본 발명은 유기 발광 디스플레이 장치가 배면 발광함과 동시에, 또는 따로, 조명이나 아이콘 등의 간단한 이미지도 전면 발광하도록, 기판과, 상기 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 소자와, 상기 박막 트랜지스터 소자와 전기적으로 연결된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상에 형성된 제 1 발광층과, 상기 제 1 발광층 상에 형성되고, 반사율이 높은 전도성 물질로 이루어진 제 2전극과, 상기 제 2 전극 상에 형성된 제 2 발광층, 및 상기 제 2 발광층 상에 형성된 제 3 전극을 포함하는 유기 발광 소자를 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

유기 발광 디스플레이 장치{Organic light emitting display apparatus}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1의 일 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제 4실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제 5실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
21: 제 1박막 트랜지스터 22: 캐패시터
23: 제 2박막 트랜지스터 24: 유기 발광 소자
241: 제 1 전극 242: 제 1 발광층
243: 제 2 전극 244: 제 2 발광층
245: 제 3 전극 346: 제 1 화소 정의막
547: 제 2 화소 정의막 25: 구동 라인
26: 스캔 라인 27: 데이터 라인
28: 제 3 전극 배선 라인
본 발명은 유기 발광 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배면 발광과 동시에, 또는 따로, 조명이나 아이콘으로 전면 발광하는 유기 발광 디스플레이 장치에 관한 것이다.
유기 발광 디스플레이 장치는 화소 전극과 대향 전극 사이에 유기물로 이루어진 발광층을 갖는 디스플레이 장치이다. 이 유기 발광 디스플레이 장치는 이들 전극에 양극 및 음극 전압이 각각 인가됨에 따라 화소전극으로부터 주입된 정공(hole)이 정공 수송층을 경유하여 발광층으로 이동되고, 전자는 대향전극으로부터 전자 수송층으로 주입되어 발광층으로 주입되어, 전자와 정공이 발광층에서 서로 결합하여 소멸하면서 여기자(exciton)를 형성하고, 이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 천이하면서 발광층의 형광성 분자에 에너지를 전달하고 이것이 발광함으로써 화상이 형성되는 디스플레이 장치이다.
상기와 같은 종래의 유기 발광 디스플레이 장치는 하나의 발광층을 구비하기 때문에, 배면 발광하는 유기 발광 디스플레이 장치의 경우, 유기 발광층의 이미지가 구현되는 동안 그 반대 면에 조명이나 아이콘 등의 다른 이미지를 동시에, 또는 따로, 구현하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 배면 발광과 동시에, 또는 따로, 조명이나 아이콘으로 전면 발광하는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 여러 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판과, 상기 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 소자와, 상기 박막 트랜지스터 소자와 전기적으로 연결된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상에 형성된 제 1 발광층과, 상기 제 1 발광층 상에 형성되고, 반사율이 높은 전도성 물질로 이루어진 제 2전극과, 상기 제 2 전극 상에 형성된 제 2 발광층, 및 상기 제 2 발광층 상에 형성된 제 3 전극을 포함하는 유기 발광 소자를 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제 1 전극과 상기 제 3 전극은 동일한 전기적 극성을 가지며, 상기 제 2 전극은 공통 전극으로 형성되고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극과 다른 전기적 극성을 가질수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극은 투 명 전도성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 발광층이 요홈부를 형성하도록, 상기 제 1 전극의 외측과 상기 제 1 발광층 사이에 개재된 제 1 화소 정의막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 발광층은 상기 제 2 전극의 전면에 걸쳐서 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 3 전극은 상기 제 2 발광층의 일부에 걸쳐서 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 발광층이 상기 제 1 화소 정의막 상에 요홈부를 형성하도록, 상기 제 2 전극과 상기 제 2 발광층 사이에 개재된 제 2 화소 정의막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 발광층 및 상기 제 3 전극은 상기 제 2 전극의 전면에 걸쳐서 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 발광층은 상기 제 2 전극의 전면에 걸쳐 형성되고, 상기 제 3 전극은 상기 제 2 발광층의 일부에 걸쳐서 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 발광층 및 상기 제 3 전극은 상기 제 2 발광층의 일부에 걸쳐서 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 발광층 및 상기 제 3 전극은 상기 제 1 화소 정의막 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 3 전극에 인가되는 전압은 직류 전압일 수 있다.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치가 도시되어 있다. 도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 2는 도 1의 일 화소에 대한 등가 회로도이다. 한편, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 단면도이고, 도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 취한 단면도이다.
상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액티브 매트릭스형 유기 발광 디스플레이 장치의 각 화소는 기판(11) 상에, 스위칭용인 제 1 박막 트랜지스터(21)와, 구동용인 제 2 박막 트랜지스터(23)의 적어도 2개의 박막 트랜지스터와, 하나의 캐패시터(22) 및 유기 발광 소자(24)를 구비한다. 상기와 같은 박막 트랜지스터 및 캐패시터의 개수는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이보다 더 많은 수의 박막 트랜지스터 및 캐패시터를 구비할 수 있음은 물론이다.
제 1 박막 트랜지스터(21)는 스캔 라인(26)에 인가되는 스캔(scan) 신호에 구동되어 데이터 라인(27)에 인가되는 데이터(data) 신호를 전달하는 역할을 한다. 제 2 박막 트랜지스터(23)는 상기 제 1 박막 트랜지스터(21)를 통해 전달되는 데이터 신호에 따라서, 즉 게이트 전극(212)과 소스 전극(213) 간의 전압차(Vgs)에 의해서 유기 발광 소자(24)로 유입되는 전류량을 결정한다. 캐패시터(22)는 제 1 박 막 트랜지스터(21)를 통해 전달되는 데이터 신호를 한 프레임동안 저장하는 역할을 한다.
이러한 회로를 구현하기 위해, 본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 이루는 화소의 구조를 상기 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
글라스재, 금속재 및 플라스틱재 등으로 이루어진 기판(11) 상에, SiO2 등으로 이루어진 버퍼층(111)이 구비된다. 이때, 상기 버퍼층(111)은 하부 기판에서 발생하는 수분 또는 불순물의 확산을 방지하거나, 결정화시 열의 전달 속도를 조절함으로써, 반도체층의 결정화가 잘 이루어질 수 있도록 하는 역할을 한다. 제 1 박막 트랜지스터(21)는 버퍼층(111) 상에 형성된 제 1 반도체층(211)과, 이 제 1 반도체층(211)의 상부에 형성된 게이트 절연막(112)과, 게이트 절연막(112) 상부의 게이트 전극(212)을 갖는다.
제 1 반도체층(211)은 비정질 실리콘 박막 또는 다결정질 실리콘 박막으로 형성될 수 있으며, 또는 유기 반도체 물질로 형성될 수도 있다. 도면에서 자세히 도시되지는 않았으나, 필요에 따라 제 1 반도체층(211)은 N+형 또는 P+형의 도펀트들로 도핑된 소스 및 드레인 영역과, 채널 영역을 구비 할 수 있다.
제 1 반도체층(211)의 일면 상부에는 제 1 게이트 전극(212)이 구비되는데, 이 게이트 전극(212)에 인가되는 신호에 따라 제 1 소스 전극(213)과 제 1 드레인 전극(214)이 전기적으로 소통된다. 제 1 게이트 전극(212)은 인접층과의 밀착성, 증착되는 층의 표면 평탄층 그리고 가공성 등을 고려하여, 예를 들어 MoW, Al/Cu 등과 같은 물질로 형성된다. 이때 제 1 반도체층(211)과 제 1 게이트 전극(212)과의 절연성을 확보하기 위하여, 예컨대 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)을 통해 SiO2 등으로 구성되는 게이트 절연막(112)이 제 1 반도체층(211)과 게이트 전극(212) 사이에 개재된다.
게이트 전극(212)의 상부에는 중간 절연막(inter-insulator:113)이 SiO2, SiNx등의 물질로 단층 또는 다층으로 형성되고, 컨택홀을 통해 제 1 소스 전극(213)과 제 1 드레인 전극(214)이 각각 제 1 반도체층(211)의 소스 영역 및 드레인 영역과 접하도록 형성한다. 소스 전극(213)은 데이터 라인(27)과 연결되어 제 1 반도체층(211)에 데이터 신호를 공급하고, 상기 제 1 드레인 전극(214)은 캐패시터(22)의 제 1 전극(221)에 연결되어 캐패시터(22)에 데이터 신호를 저장한다.
제 1소스 전극(213) 및 제 1 드레인 전극(214)의 상부에는 보호막(패시베이션층 및/또는 평탄화층)(114)이 구비되어 하부의 박막 트랜지스터를 보호하고 평탄화시킨다. 이 보호막(114)은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, BCB(benzocyclobutene) 또는 아크릴(acral)등과 같은 유기물, 또는SiNx와 같은 무기물로 형성될 수도 있고, 단층으로 형성되거나 이중 혹은 다중층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
캐패시터(22)는 제 1 박막 트랜지스터(21)와 제 2 박막 트랜지스터(23)의 사이에 위치되어 한 프레임 동안 제 2 박막 트랜지스터(23)를 구동시키는데 필요한 구동 전압을 저장하는 것으로, 제 1 박막 트랜지스터(21)의 드레인 전극(214)과 접 속되는 제 1 전극(221)과, 제 1 전극(221)의 상부에 제 1 전극(221)과 오버랩 되도록 형성되고, 구동 라인(25)과 전기적으로 연결되는 제 2 전극(222)과, 제 1 전극(221)과 제 2 전극(222) 사이에 형성되어 유전체로 사용되는 중간 절연막(113)으로 구비될 수 있다. 물론 이러한 캐패시터(22)의 구조는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 박막 트랜지스터의 실리콘 박막과 게이트 전극(212)의 도전층이 제 1 및 제 2 전극으로 사용되고, 게이트 절연층이 유전층으로 사용될 수 있으며, 이 외에도 다양한 방법에 의해 형성 가능하다.
제 2 박막 트랜지스터(23)는, 버퍼층(111) 상부에 비정질 실리콘 박막이나 다결정질 실리콘 박막 또는 유기 반도체 물질로 이루어진 제 2 반도체층(231)이 형성되어 있고, 이 반도체층(231)의 상부에는 캐패시터(22)의 제 1 전극(221)과 연결되어 박막 트랜지스터의 온/오프 신호를 공급하는 제 2 게이트 전극(232)이 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 형성되어 있다. 게이트 전극(232)의 상부에는 구동 라인(25)과 접속되어 제 2 반도체층(231)에 구동을 위한 기준전압(reference)을 공급하는 제 2 소스 전극(233)과, 제 2 박막 트랜지스터(23)와 유기 발광 소자(24)를 연결시켜 유기 발광 소자(24)에 구동 전원을 인가하는 제 2 드레인 전극(234)이 형성되어 있다. 소스 및 드레인 전극(233)(234)과 유기 발광 소자(24)의 어느 한 전극이 되는 제 1전극(241)의 사이에는 보호막(114)이 개재되어 있다.
유기 발광 소자(24)는 소정의 제 1 전극(241)과, 제 1 전극(241)에 대향하는 제 2 전극(243)과, 제 2 전극(243)에 대향하는 제 3전극(245)과, 제 1 전극(241)과 제 2 전극(243) 사이에 개재된 제 1 발광층(242) 및 제 2 전극(243)과 제 3 전 극(245) 사이에 개재된 제 2 발광층(244)를 구비한다.
제 1 전극(241)은 보호막 상에 구비되는데, 이 제 1 전극(241)은 컨택홀을 통하여 하부의 소스 또는 드레인 전극(233)(234)에 전기적으로 연결된다. 제 1 전극(241)은 투명 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있는데, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3를 형성할 수 있다. 다만, 본 실시예에서 제 1 전극(241)은 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등으로 된 투명 전극으로 구비되어 있다. 또한, 제 1 전극(241)은 제 1 발광층(242)를 포함한 유기 발광 소자의 애노드 기능을 한다.
한편, 제 2 전극(243)도 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있는 데, 투명전극으로 사용될 때에는 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 유기 발광막을 향하도록 얇게 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극층이나 버스 전극 라인을 형성할 수 있다. 그리고 반사형 전극으로 사용될 때에는 위 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성한다. 다만, 본 실시예에 있어서 제 2 전극(243)은 반사형 전극으로 형성되었으며, 제 1 발광층(242) 및 제 2 발광층(244)의 캐소드 기능을 담당하며, 공통 전극의 역할을 한다.
제 1 전극(241) 및 제 2 전극(243) 사이에 개재된 제 1 발광층(242)은 저분 자 또는 고분자 유기물로 구비될 수 있다. 저분자 유기물로 형성될 경우 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N, N-디(나프탈렌-1-일)-N, N'-디페닐-벤지딘 (N, N'-Di(naphthalene-1-yl)-N, N'-diphenyl-benzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양한 물질이 사용될 수 있다. 이러한 층들은 진공증착의 방법으로 형성될 수 있다.
고분자 유기물로 형성될 경우에는 대개 홀 수송층(HTL) 및 발광층(EML)으로 구비된 구조를 가질 수 있으며, 이 때, 상기 홀 수송층으로 PEDOT를 사용하고, 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용하며, 이를 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄방법 등으로 형성할 수 있다.
제 2 전극(243)에 대향하는 제 3 전극(245)도 투명 또는 반사형 전극으로 구성될 수 있는데, 본 실시예에서는 제 1 전극(241)과 동일하게 투과형 전극으로 형성되어 있다. 또한, 제 3 전극(245)은 제 2 발광층(244)의 애노드 기능을 담당한다.
또한, 제 2 전극(243)과 제 3 전극(245) 사이에는 저분자 또는 고분자 유기물로 이루어진 제 2 발광층(244)이 개재되어 있다. 본 실시예에서 제 2 발광층의 유기 발광막은 제 2 전극(243)의 전면에 걸쳐 형성되어 있다.
상기와 같은 유기 발광 소자(24)의 구조를 가진 본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(100)는, 제 2 박막 트랜지스터의 드레인 전극(234)과 전기적으로 연결된 제 1 전극(241)과, 대향 전극인 제 2 전극(243)에 양극 및 음극 전압이 각각 인가됨에 따라, 제 1 전극(241)으로부터 주입된 정공(hole)이 제 1 발광층(242)의 정공 수송층을 경유하여 유기 발광층으로 이동되고, 전자는 제 2 전극(243)으로부터 제 1 발광층(242)의 전자 수송층으로 주입되어 유기 발광층으로 이동한다. 각 이동된 전자와 정공이 유기 발광층에서 서로 결합하여 소멸하면서 여기자(exciton)를 형성하고, 이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 천이하면서 발광층의 형광성 분자에 에너지를 전달하고 이것이 발광함으로써 빛이 방출된다. 이때, 제 2 전극(243)은 반사형 전극으로 형성되어 있으므로, 방출하는 빛은 박막 트랜지스터가 장착되어 있는 방향(배면 방향)으로 발광하게 된다.
한편, 제 3 전극(245)과 대향 전극인 제 2 전극(243)에 양극 및 음극 전압이 각각 인가됨에 따라 제 3 전극(245)으로부터 주입된 정공(hole)이 제 2 발광층(244)의 정공 수송층을 경유하여 유기 발광층으로 이동되고, 전자는 제 2 전극(243)으로부터 제 2 발광층(244)의 전자 수송층으로 주입되어 유기 발광층으로 이동한다. 각 이동된 전자와 정공이 유기 발광층에서 서로 결합하여 소멸하면서 여기자(exciton)를 형성하고, 이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 천이하면서 발광층의 형광성 분자에 에너지를 전달하고 이것이 발광함으로써 빛이 방출된다. 이때, 제 2 전극(243)은 반사형 전극으로 형성되어 있으므로, 방출하는 빛은 박막 트 랜지스터가 장착되어 있는 반대 방향(전면 방향)으로 발광하게 된다.
이때, 제 1 발광층(242)이 발광하는 동안, 제 3 전극(245)에 전압이 인가되면, 배면 발광과 전면 발광이 동시에 이루어지게 된다. 한편, 제 1 발광층(242)이 발광하는 동안에도 제 3 전극(245)에 전압이 인가되지 않을 경우에는 제 1 발광층(242)에 의한 배면 발광만 따로 이루어지며, 반대로 제 1 발광층(242)이 발광하지 않는 경우, 즉, 제 1 전극에 전압이 인가되지 않더라도, 제 2 전극(243)에는 공통 전압이 인가되고 있으므로 제 3 전극 배선 라인(28)에 의해 독립적으로 제 3 전극(245)에 전압이 인가되면 제 2 발광층(244)에 의한 전면 발광만이 따로 이루어질 수 있다. 이때, 제 3 전극(245)에 인가되는 전압은 직류 또는 교류 전원 어느 것이나 가능하나, 본 실시예와 같이 조명을 온/오프 하는 기능을 위해서는 직류 전원으로 구동되어도 무방하다.
상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(100)는 제 1 발광층(242)에서 방출된 빛이 배면 발광함과 동시에, 또는 따로, 제 2 전극(243)의 전면에 걸쳐 형성된 제 2 발광층(244)의 빛이 전면 발광함으써 양면으로 발광하는 디스플레이를 구현할 수 있으며, 특히 본 실시예에서는 아무런 이미지를 가지지 않는 조명으로 사용될 수 있음을 보여주고 있다.
도 5에는 본 발명의 제 2실시예에 관한 유기 발광 디스플레이 장치(200)에 관한 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(200)는 유기 발광 소자의 구조를 제외한 전극 구동 방식 등은 제 1실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(100)와 유사하므로, 이하 그 차이를 중심으로 상 세히 설명한다.
본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(200)에는, 제 2 발광층(344)이 요홈부를 가지도록, 제 1 전극(341)의 외측과 제 1 발광층(342) 사이에 개재된 제 1 화소 정의막(346)이 보호막(114) 상에 구비되어 있다. 이 제 1 화소 정의막(346)은 화소들에 대응하는 개구, 즉 제 1 전극(341)이 노출되도록 하는 개구를 가짐으로써 화소를 정의하는 역할을 하기도 하고, 제 1 전극(341)의 단부와 제 2 전극(343) 사이의 거리를 증가시킴으로써 제 1 전극(341)의 단부에서 아크 등이 생기는 것을 방지하는 역할을 하기도 한다. 또한, 제 1 전극(341) 상에 제 1 발광층(342)을 적층할 때, 화소와 화소 사이에 단차를 만들어 유기 발광막을 이루는 유동성 있는 유기물질이 다른 화소 영역으로 번져 나가는 것을 방지하는 역할을 한다. 그 결과, 각 화소를 이루는 제 1 발광층(342)에 녹색, 청색, 적색(342R) 등의 다양한 색을 적층할 수 있게 됨으로써, 이들로부터 다양한 이미지를 디스플레이 할 수 있게 된다.
따라서, 본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(200)는 제 1 발광층(342)에 의해 다양한 이미지가 배면 발광하는 동시에, 또는 따로, 그 반대 면으로 조명을 전면 발광하여 사용할 수 있는 것이다.
도 6에는 본 발명의 제 3실시예에 관한 유기 발광 디스플레이 장치(300)에 관한 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(300)는 제 2실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(200)와 제 3 전극(445)의 형상에서 차이가 있으며, 나머지 구조와 구동 방식은 동일하다.
본 실시예에 따른 제 3 전극(445)는 제 2 발광층(444)의 일부에만 형성되어 있다. 따라서, 제 3 전극(445)이 형성되지 않은 영역에서는 정공의 주입이 없으므로 제 2 발광층(444)에 의한 빛의 발광이 차단된다. 이러한 원리를 이용하여 제 3 전극(445)을 다양하게 형상함으써 다양한 이미지의 아이콘 등을 디스플레이 할 수 있게 된다.
따라서, 본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(300)는 제 1 발광층(342)에 의해 다양한 이미지가 배면 발광하는 동시에, 또는 따로, 그 반대면으로 아이콘의 형상을 전면 발광하도록 하여 사용할 수 있는 것이다.
도 7 및 도 8에는 본 발명의 제 4실시예 및 제 5실시예에 관한 유기 발광 디스플레이 장치(400)(500)에 관한 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 상기 도면들을을 참조하면, 본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(400)(500)는 제 2 발광층(544)(644)이 제 1 화소 정의막(546)(646) 상에 요홈부를 형성하도록, 제 2 전극(543)(643)과 제 2 발광층(544)(644) 사이에 개재되는 제 2 화소 정의막(547)(647)을 더 포함하는 구조를 제외하고는 제 3실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(300)와 유사하다. 이하, 그 차이를 중심으로 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 제 2 화소 정의막(547)(647)은 제 2 전극(543)(643) 상에 제 2 전극(543)(643)을 덮도록 제 2 화소 정의막(547)(647)을 적층한 후, 제 1 화소 정의막(546)(646) 상에 적층된 제 2 전극(543)(643)이 노출되도록 개구부를 형성하도록 함으로써, 전면 발광하는 제 2 발광층(544)(644)의 화소를 정의하는 역할을 할 수 있다. 즉, 제 2 화소 정의막(547)(647)이 형성되는 영역에서는 제 2 발광 층(544)(644)의 적층 여부에 관계없이 제 2 화소 정의막(547)(647)에 의해 전자 또는 정공의 이동이 차단되어 제 2 화소 정의막(547)(647)이 형성되지 않은 영역에서만 제 2 발광층(544)(644)에 의한 전면 발광이 형성되는 것이다.
또한, 제 2 화소 정의막(547)(647)은 제 2 전극(543)(643) 상에 제 2 발광층(544)(644)을 적층 할 때, 화소와 화소 사이에 요홈부를 만들어 유기 발광막을 이루는 유동성 있는 유기 물질이 다른 화소 영역으로 번져 나가는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
제 5 실시예에서는 제 2 발광층(544)을 제 2 전극(543)의 전면에 걸쳐 적층하였으나, 제 6 실시예와 같이 제 2 발광층(644)의 유기막을 제 2 전극(643)의 일부에만 형성할 수도 있다. 양 실시예는 모두 제 3 전극(545)(645)이 제 2 화소 정의막(547)(647)들 사이의 일부에만 적층 됨으로써, 제 3 전극(545)(645)이 형성되지 않은 영역에는 정공의 이동이나 여기자가 형성되지 않아 발광하지 않는 점에서 동일하다. 또한 제 3 전극(545)(645)을 소정 형상으로 에칭(etching) 할 경우에는 소정 형상의 아이콘 등을 구현할 수 있다. 그러나, 제 5 실시예에서는 제 2 발광층(544)이 제 2 전극(543)의 전면에 걸쳐 단일한 유기막으로 형성됨으로써 단일 색상의 아이콘 등을 형성하는 것에 유리하고, 제 6 실시예에서는 제 2 발광층(644)의 유기막을 제 2 화소 정의막(647) 사이의 요홈부에 다양한 색을 가진 유기 물질로 형성함으로써 다양한 색상을 가진 아이콘을 구현할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(500)(600)는 제 1 발광층(542)(642)에 의해 다양한 이미지가 배면 발광하는 동안 동시에, 또는 따로, 그 반대 면으로 단일한 색상 또는 다양한 색상의 아이콘 형상을 전면 발광하게 할 수 있는 것이다.
또한, 상술한 제 1 내지 5 실시예에 있어서, 제 1 발광층을 형성하는 유기 박막은 수분이나 산소에 취약한 성질을 가지는데, 상술한 바와 같이 제 2 발광층과 제 3 전극을 제 1 발광층 상에 이중의 유기/무기 막을 형성함으로써, 제 2 발광층을 밀봉하는 효과를 가져와 제 2 발광층의 유기 박막을 열화를 방지하는 기능을 또한 제공한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 유기 발광 디스플레이 장치에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 유기 발광 소자에 의한 이미지가 배면 발광하는 동안 동시에, 또는 따로, 조명이나 아이콘으로 사용될 수 있는 제 2 발광층이 전면 발광하는 기능을 제공할 수 있다.
둘째, 산소나 습기에 취약한 유기물로 이루어진 제 1 발광층 상에 제 2 발광층/제 3전극이 이중으로 적층됨으로써 제 2 발광층의 열화를 방지 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 소자;
    상기 박막 트랜지스터 소자와 전기적으로 연결된 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 상에 형성된 제 1 발광층;
    상기 제 1 발광층 상에 형성되고, 상기 제 1 전극보다 반사율이 높은 전도성 물질을 포함하는 제 2 전극;
    상기 제 2 전극 상에 형성된 제 2 발광층;
    상기 제 2 발광층 상에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터 소자와 분리된 별도의 전원에 전기적으로 연결된 제 3 전극; 및
    상기 제 2 발광층이 요홈부를 형성하도록, 상기 제 1 전극의 외측과 상기 제 1 발광층 사이에 개재된 제 1 화소 정의막;을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 제 3 전극은 동일한 전기적 극성을 가지며,
    상기 제 2 전극은 공통 전극으로 형성되고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극과 다른 전기적 극성을 갖는 유기 발광 디스플레이 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극은 투명 전도성 물질로 이루어진 유기 발광 디스플레이 장치.
  4. 삭제
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 발광층은 상기 제 2 전극의 전면에 걸쳐서 형성된 유기 발광 디스플레이 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 3 전극은 상기 제 2 발광층의 일부에 걸쳐서 형성된 유기 발광 디스플레이 장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 발광층이 상기 제 1 화소 정의막 상에 요홈부를 형성하도록, 상기 제 2 전극과 상기 제 2 발광층 사이에 개재된 제 2 화소 정의막을 더 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2 발광층 및 상기 제 3 전극은 상기 제 2 전극의 전면에 걸쳐서 형성된 유기 발광 디스플레이 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2 발광층은 상기 제 2 전극의 전면에 걸쳐 형성되고,
    상기 제 3 전극은 상기 제 2 발광층의 일부에 걸쳐서 형성된 유기 발광 디스플레이 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2 발광층 및 상기 제 3 전극은 상기 제 2 발광층의 일부에 걸쳐서 형성된 유기 발광 디스플레이 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 발광층 및 상기 제 3 전극은 상기 제 1 화소 정의막 상에 형성된 유기 발광 디스플레이 장치.
  12. 제 1항 내지 3항, 및 제5항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 전극에 인가되는 전압은 직류 전압인 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
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