KR101091034B1 - 유기메모리발광소자 및 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기메모리발광소자 및 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전하공급층을 구비하는 유기메모리발광소자 및 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명의 유기메모리발광소자 및 디스플레이 장치에 의하면, 트랜지스터를 이용하지 않고서도 메모리소자를 통하여 유기발광소자의 전류제어가 가능하며, 이를 통해 유기발광소자의 휘도를 제어할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명의 디스플레이 장치에 의하면 픽셀들 사이에서 누설전류가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인하여 구동전압이 낮을 뿐만 아니라 우수한 휘도 조절 특성을 갖는 효과가 있다.
유기메모리발광소자, 메모리유닛, 발광유닛, 전하공급층
Description
본 발명은 유기메모리발광소자 및 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전하공급층을 구비하는 유기메모리발광소자 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
유기전계발광소자는 발광체인 유기 화합물을 이용하는 자발광 소자이다. 즉, 유기 화합물에 전압을 인가하여 전류를 공급하면, 유기 화합물 내에서 주입된 전자와 정공의 재결합이 일어나고, 재결합에 의해 발생되는 에너지가 유기 분자들을 자극하여 발광동작이 일어난다. 이러한 유기전계발광장치는 자체적으로 발광하는 자발광 특성을 가지며, 넓은 시야각, 고선명,고화질 및 고속 응답특성 등의 장점을 가진다. 따라서, 액정표시장치를 대체할 수 있는 새로운 디스플레이로 각광을 받고 있으며, 현재는 소형 패널을 중심으로 제품이 양산되고 있다.
유기전계발광소자는 화면을 이루는 최소 단위인 픽셀을 개별 제어하는 것이 가능한 능동형 구동 방식인 액티브 매트릭스 유기전계발광소자(Active Matrix Organic Light Emitting Diode; AMOLED)가 주류를 이루고 있다. AMOLED는 일 방향 으로 주사선이 형성되어 있고, 일 방향과 교차되는 타 방향으로 신호선 및 전력 공급선이 형성되어 하나의 화소 영역(pixel area)을 정의한다. 화소 영역에는 주사선과 신호선의 교차 지점에 스위칭 박막 트랜지스터(switching TFT)가 형성되고, 스위칭 박막 트랜지스터 및 전력 공급선과 연결되어 스토리지캐패시터(storage capacitor)가 형성되며, 스토리지 캐패시터 및 전력 공급선과 연결되어 전류를 공급하는 구동박막 트랜지스터가 형성되고, 구동 박막 트랜지스터와 연결되어 유기 전계발광소자가 형성된다.
기존의 표시장치는 박막 트랜지스터를 사용하기 때문에 비정질 실리콘이나 폴리실리콘을 형성해야 하고, 또한 유기전계발광소자는 전류 구동이기 때문에 전류를 보상하기 위한 박막 트랜지스터를 형성해야 한다. 따라서, 현재는 4개의 박막 트랜지스터 또는 6개의 박막 트랜지스터를 사용하기 때문에 공정이 매우 복잡해지고, 단가도 높아지게 된다. 그리고 후면 발광(bottom emission) 이용시 박막 트랜지스터가 개구율(aperture ratio)을 감소시키기 때문에 개구율이 30∼50% 정도로 매우 낮아지는 문제점이 있다.
한편 이러한 유기전계발광소자나 표시장치의 구동에 사용되는 트랜지스터는 그 형성공정이 복잡하기 때문에 최근에는 트랜지스터를 구비하지 않고 유기전계발광소자를 구동할 수 있는 소자에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 기술로서 유기발광소자와 유기메모리소자를 하나의 소자 내에 구비하는 유기메모리발광소자에 대한 기술이 개발되고 있다.
종래 기술에서는 메모리소자와 발광소자 사이의 원할한 전자의 전달을 위하 여 두 소자 사이를 금속 등을 이용하여 전기적으로 연결하는 소자 구조가 개발되어 있다. 그러나 메모리소자와 발광소자 사이를 전기적으로 전도성인 연결층을 사용하여 연결하는 경우에는 픽셀들 사이에서 누설전류가 발생하는 문제점이 있으며, 이에 따라 소자의 휘도가 저하되고 구동전압이 높아질 뿐만 아니라 스위칭 특성도 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 트랜지스터를 이용하지 않고, 메모리소자를 통하여 유기발광소자의 전류제어가 가능함으로써 휘도를 제어할 수 있는 유기메모리발광소자 및 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 픽셀들 사이에서 누설전류가 발생하지 않는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제1전극 및 제2전극; 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 구비되는 전하공급층; 상기 제1전극 및 상기 전하공급층 사이에 구비되는 메모리유닛; 및 상기 전하공급층 및 상기 제2전극 사이에 구비되며, 유기발광층을 포함하는 발광유닛;을 포함하며, 상기 전하공급층은 전하를 생성하여 상기 메모리유닛 및 상기 발광유닛에 정공 또는 전자를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한 제1전극 및 제2전극; 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 구비되는 복수 개의 전하공급층; 상기 제1전극과 상기 전하공급층 사이, 상기 제2전극과 상기 전하공급층 사이 및 상기 전하공급층 사 이 중 적어도 한곳에 구비되는 메모리유닛; 및 상기 제1전극과 상기 전하공급층 사이, 상기 제2전극과 상기 전하공급층 사이 및 상기 전하공급층 사이 중 적어도 한곳에 구비되며, 유기발광층을 포함하는 발광유닛;을 포함하며, 상기 전하공급층은 전하를 생성하여 상기 메모리유닛 및 상기 발광유닛에 정공 또는 전자를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1전극은 정공을 공급하는 애노드전극이고, 상기 제2전극은 전자를 공급하는 캐소드전극이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 발광유닛은 상기 전하공급층에 인접하는 정공수송층을 더 포함하며, 상기 전하공급층은 상기 정공수송층에 정공을 공급함과 함께 상기 메모리유닛에 전자를 공급하는 것이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1전극은 전자를 공급하는 캐소드전극이고, 상기 제2전극은 정공을 공급하는 애노드전극이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 발광유닛은 상기 전하공급층에 인접하는 전자수송층을 더 포함하며, 상기 전하공급층은 상기 메모리유닛에 정공을 공급함과 함께 상기 전자수송층에 전자를 공급하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한 복수의 주사선; 상기 주사선과 교차하는 복수의 신호선; 및 상기 주사선 및 상기 신호선이 교차하는 영역들에 형성되는 복수의 픽셀;을 포함하며, 상기 픽셀은 제1전극 및 제2전극; 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 구비되는 전하공급층; 상기 제1전극 및 상기 전하공급층 사이에 구비되는 메모리유닛; 및 상기 전하공급층 및 상기 제2전극 사이에 구비되 며, 유기발광층을 포함하는 발광유닛;을 포함하며, 상기 전하공급층은 전하를 생성하여 상기 메모리유닛 및 상기 발광유닛에 정공 또는 전자를 공급하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한 복수의 주사선; 상기 주사선과 교차하는 복수의 신호선; 및 상기 주사선 및 상기 신호선이 교차하는 영역들에 형성되는 복수의 픽셀;을 포함하며, 상기 픽셀은 제1전극 및 제2전극; 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 구비되는 복수 개의 전하공급층; 상기 제1전극과 상기 전하공급층 사이, 상기 제2전극과 상기 전하공급층 사이 및 상기 전하공급층 사이 중 적어도 한곳에 구비되는 메모리유닛; 및 상기 제1전극과 상기 전하공급층 사이, 상기 제2전극과 상기 전하공급층 사이 및 상기 전하공급층 사이 중 적어도 한곳에 구비되며, 유기발광층을 포함하는 발광유닛;을 포함하며, 상기 전하공급층은 전하를 생성하여 상기 메모리유닛 및 상기 발광유닛에 정공 또는 전자를 공급하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 발광유닛은 상기 전하공급층에 인접하는 전자수송층 또는 정공수송층을 더 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전하공급층은 p형층과 n형층을 포함하는 층구조로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 p형층은 p도핑 유기막층, 금속산화물층, 금속할라이드층 및 p형 유기재료층 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 n형층은 n도핑 유기막층, 금속, 알칼리금속, 알칼리토금속, 희토류금속을 포함하는 전이금속층, 금속이온화합물층, 유기금속화합물층 및 n형 유기재료층 중 어느 하나를 포함 할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 p도핑 유기막층은 유기화합물과 도핑물질로 구성되되, 상기 유기화합물은 5.7eV 미만의 이온화 에너지와 정공수송성 또는 전자공여성을 갖는 유기화합물이며, 상기 도핑물질은 상기 유기화합물과의 산화환원반응을 통해 전자를 받는 물질인 것이 바람직하다. 상기 유기화합물은 방향족 아민 화합물을 포함한다. 상기 도핑물질은 무기재료 또는 유기재료이며, 상기 무기재료는 WO3, MoO3, V2O5, Re2O7 및 ReO3 로 이루어진 금속산화물, 및 염화제2철(ferric chloride), 염화알루미늄(aluminum chloride), 염화갈륨(gallium chloride), 염화인듐(indium chloride) 및 5염화안티몬(antimony pentachloride)으로 이루어진 금속할라이드계 물질 중 하나를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 n도핑 유기막층은 유기화합물과 도핑물질로 구성되되, 상기 유기화합물은 2.0 eV 이상의 전자친화도를 가지며 전자수송특성을 갖는 유기화합물이며, 상기 도핑물질은 상기 유기화합물과의 산화환원반응을 통하여 전자를 공여하는 물질인 것이 바람직하다. 상기 도핑물질은 무기재료 또는 유기재료이며, 상기 무기재료는 금속, 알칼리금속, 알칼리토금속, 및 희토류금속을 포함하는 전이금속 중 하나를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전하공급층은 1.0×102Ω㎝ 이상의 비저항을 갖는 전기절연층인 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전하공급층은 Bphen:Cs/MoO3, Bphen:Cs/NPD:MoO3 및 Bphen:Cs/HAT로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 메모리유닛은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 전압차이를 기억하는 유기물층을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 메모리유닛은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 전압에 기초하여 가변되는 저항값을 가질 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 유기메모리발광소자 및 디스플레이 장치에 의하면, 트랜지스터를 이용하지 않고서도 메모리소자를 통하여 유기발광소자의 전류제어가 가능하며, 이를 통해 유기발광소자의 휘도를 제어할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 유기메모리발광소자 및 디스플레이 장치에 의하면, 발광유닛과 메모리유닛을 각각 독립적으로 구동가능하며, 메모리소자를 통하여 유기발광소자의 전류제어가 가능하다.
또한 본 발명의 디스플레이 장치에 의하면, 픽셀들 사이에서 누설전류가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인하여 구동전압이 낮을 뿐만 아니라 우수한 휘도 조절 특성을 갖는 효과가 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기메모리발광소자의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유기메모리발광소자(100)는 제1전극(110), 제2전극(120), 전하공급층(130), 메모리유닛(140) 및 발광유닛(150) 등으로 구성되어 있으며, 메모리기능과 발광기능을 모두 수행할 수 있는 유기메모리발광소자이다.
상기 제1전극(110) 및 상기 제2전극(120)은 애노드전극 또는 캐소드전극으로 구비할 수 있다. 상기 애노드전극재료는 특정한 재료에 한정되지 않으며 예를 들면, ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명전도성재료를 사용할 수 있다. 상기 캐소드전극재료 역시 특정한 재료에 한정되지 않으며, 낮은 일함수를 갖는 금속 또는, 낮은 일함수의 금속을 함유한 금속합금, 금속산화물 등을 사용할 수 있다.
상기 전하공급층(130)은 상기 제1전극(110) 및 상기 제2전극(120)) 사이에 구비되며, 양전하(정공)와 음전하(전자)를 생성하여 상기 메모리유닛(140) 및 상기 발광유닛(150)에 정공 또는 전자를 공급한다.
한편, 상기 전하공급층(130)은 전기적으로 절연되는 재질로 구성되며 특히, 비저항이 1.0×102Ω㎝ 이상으로 저항이 큰 전기절연층을 사용하는 것이 바람직하며, 그 두께는 2㎚에서 100㎚ 사이인 것이 바람직하다. 상기 전하공급층(130)은 정공과 전자를 직접 생성하여 공급하기 때문에 전기절연층으로 형성된다고 할지라도 상기 제1전극(110), 상기 제2전극(120)), 상기 메모리유닛(140) 및 상기 발광유닛(150)들은 전기회로에서처럼 직렬로 접속된 것처럼 기능할 수 있다. 또한, 상기 전하공급층(130)을 전기절연층으로 구비함으로써 어레이 구성시 픽셀들 사이에서 전류누설이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 전하공급층(130)은 2이상의 재료들이 적층되거나 또는 혼합된 층으로 구성할 수 있으며, 정공 및 전자를 생성하도록 구비된다. 이러한 상기 전하공급층(130)으로서 p형층과 n형층을 포함하는 층구조로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 p형층은 p도핑 유기막층, 금속산화물층, 금속할라이드층 및 p형 유기재료층 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 n형층은 n도핑 유기막층, 금속, 알칼리금속, 알칼리토금속, 희토류금속을 포함하는 전이금속층, 금속이온화합물층, 유기금속화합물층 및 n형 유기재료층 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전기 절연층인 상기 전하공급층(130)으로서 Bphen:Cs/MoO3나 Bphen:Cs/NPD:MoO3 또는 Bphen:Cs/HAT 등의 물질을 사용하여 상기 전하공급층(130)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 p도핑 유기막층은 유기화합물과 도핑물질로 구성하여 형성할 수 있는바, 상기 유기화합물은 5.7eV 미만의 이온화 에너지와 정공수송성 또는 전자공여성을 갖는 유기화합물을 사용할 수 있으며, 상기 도핑물질은 상기 유기화합물과의 산화환원반응을 통해 전자를 받는 물질을 사용할 수 있다. 상기 유기화합물로서 다양한 화합물을 이용할 수 있으며 특히, amine, carbazole, indole 및 indoline 중 어느 하나를 포함하는 방향족 아민 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 도핑물질로서는 무기재료나 유기재료 등 다양한 재료를 사용할 수 있는바, 상기 무기재료는 WO3, MoO3, V2O5, Re2O7 및 ReO3 등으로 이루어진 금속산화물이나, 염화제2철(ferric chloride), 염화알루미늄(aluminum chloride), 염화갈륨(gallium chloride), 염화인듐(indium chloride) 및 5염화안티몬(antimony pentachloride) 등으로 이루어진 금속할라이드계 물질 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 유기재료로서는 hexacyanobutadiene, hexacyanobenzene, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, tetrafluorotetracyanoquinodimethane, p-fluoranil, p-chloranil, p-bromanil, p-benzoquinone, 2,6-dichlorobenzoquinone, 2,5-dichlorobenzoquinone, tetramethylbenzoquinone, 1,2,4,5-tetracyanobenzene, o-dicyanobenzene, p-dicyanobenzene, 1,4-dicyanotetrafluorobenzene, 2,3-dichloro-5,6-dicyanobenzoquinone, p-dinitrobenzene, m-dinitrobenzene, o-dinitrobenzene, p-cyanonitrobenzene, m-cyanonitrobenzene, o-cyanonitrobenzene, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dichloronaphthoquinone, 1-nitronaphthalene, 2-nitronaphthalene, 1,3-dinitronaphthalene, 1,5- dinitronaphthalene, 9-cyanoanthoracene, 9-nitroanthracene, 9,10-anthraquinone, 1,3,6,8-tetranitrocarbazole, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,3,5,6-tetracyanopyridine, maleic anhydride, phthalic anhydride, fullerene C60, 및 fullerene C70 등의 물질을 사용할 수 있다.
또한, 상기 n도핑 유기막층은 유기화합물과 도핑물질로 구성하여 형성할 수 있는바, 상기 유기화합물은 2.0 eV 이상의 전자친화도를 가지며 전자수송특성을 갖는 다양한 유기화합물을 사용할 수 있으며, 상기 도핑물질은 상기 유기화합물과의 산화환원반응을 통하여 전자를 공여하는 물질을 사용할 수 있다. 상기 유기화합물은 pyridine, pyrimidine, triazine, imidazole, triazole, oxazole, oxadiazole, fluorenone, anthraquinodimethane, anthrone, diphenylquinone, thiopyrandioxide, carbodiimide, imide, fluorenylidenemethane, distyrylpyradine, fluorine-substituted aromatic compounds, naphthalene 등의 물질을 사용할 수 있다. 상기 도핑물질로서는 무기재료나 유기재료 등 다양한 재료를 사용할 수 있는바, 상기 무기재료는 금속, 알칼리금속, 알칼리토금속, 희토류금속을 포함하는 전이금속 등의 금속계열의 물질(Li, Na, K, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Y, Cs, La, Sm, Gd, Yb 등)이나, 이들의 이온결합화합물(CsN3, Li3N, LiF, LiCl, NaCl, NaF, KF, CsF 등) 및 유기금속화합물 등을 사용할 수 있다.
이러한 상기 전하공급층(130)은 양전하(정공)와 음전하(전자)를 생성하여 상기 메모리유닛(140) 및 상기 발광유닛(150)에 정공 또는 전자를 공급하는바, 전하 생성 원리를 살펴보면 다음과 같다. 즉, p형 층(p도핑 유기막층)과 n형 층(n도핑 유기막층)을 접합하면 계면에서 페르미 준위의 재배열이 일어나게 되며, 이에 의하여 전자는 n형 층(n도핑 유기막층)으로 이동하게 되고, 정공은 p형 층(p도핑 유기막층)으로 자발적으로 이동하게 되어 각 층으로 이동한 전자와 정공은 접하고 있는 유기막층(발광유닛 및 메모리유닛)에 정공과 전자를 공급하게 된다. 따라서 p형 층(p도핑 유기막층)과 n형 층(n도핑 유기막층)으로 구성되는 상기 전하공급층(130)을 통하여 상기 메모리유닛(140) 및 상기 발광유닛(150) 각각의 층으로 정공과 전자가 분리되어 공급된다.
상기 메모리유닛(140)은 상기 제1전극(110) 및 상기 전하공급층(130) 사이에 구비된다. 상기 메모리유닛(140)은 쌍안정성을 통하여 메모리 성능을 가지는 유기소자로서, 동일 전압에서 두 가지의 안정된 전도성(혹은 저항성) 즉, On(1)-Off(0)를 지니는 유기소자이다. 여기서, 상기 메모리유닛(140)은 메모리특성을 가지는 유기물을 포함하는 유기메모리소자의 구성요소 즉, 애노드전극과 캐소드전극이 생략된 종래의 유기메모리소자를 말한다.
한편, 상기 메모리유닛(140)은 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120) 사이의 전압차이를 기억하는 유기물층을 포함할 수 있으며, 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120) 사이에 가해진 전압에 기초하여 가변되는 저항값을 갖는다.
상기 발광유닛(150)은 상기 전하공급층(130) 및 상기 제2전극(120) 사이에 구비된다. 상기 발광유닛(150)은 유기발광층을 포함한 층구조를 갖는 유기발광소자의 구성요소 즉, 애노드전극과 캐소드전극이 생략된 종래의 유기발광소자를 말한 다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기메모리발광소자(100)는 전기절연층이면서 정공-전자를 생성하여 공급하는 상기 전하공급층(130)을 상기 메모리유닛(140)과 상기 발광유닛(150) 사이에 개재함으로써, 상기 메모리유닛(140)과 상기 발광유닛(150)을 각각 독립적으로 구동할 수 있다. 이는 상기 메모리유닛(140)과 상기 발광유닛(150)을 각각 구동함에 있어서, 상기 제1전극(110)에서 상기 메모리유닛(140)으로 주입된 전자 또는 정공이 상기 발광유닛(150)을 구동시키는데 영향을 미치지 않음(전기적으로 절연되어 있으므로)을 의미함과 함께, 상기 제2전극(120)에서 상기 발광유닛(150)으로 주입된 전자 또는 정공이 상기 메모리유닛(140)을 구동시키는데 영향을 미치지 않음을 의미한다. 다시 말하여, 본 발명에 따른 유기메모리발광소자(100)는 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120)에 전압 인가시 상기 전하공급층(130)으로부터 상기 발광유닛(150)과 상기 메모리유닛(140)에 각각 정공 또는 전자를 공급하게 되어 메모리특성을 발휘하게 함과 함께 이러한 메모리특성을 통하여 상기 발광유닛(150)의 전류 수준 제어가 가능하여 휘도를 제어할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 유기메모리발광소자(100)는 상기 메모리유닛(140)과 상기 발광유닛(150)을 함께 형성함으로써, 일반적인 능동매트릭스 구동방식의 유기발광소자의 픽셀의 구동 및 빛의 휘도를 제어하기 사용하는 트랜지스터가 필요치 않다. 따라서 트랜지스터 형성 공정을 필요로 하지 않기 때문에 제조 공정이 단순하며, 트랜지스터를 포함하지 않으므로 개구율이 높고 소비 전력이 낮으며, 대면적 구현에도 유리하다.
이하에서는 본 발명에 따른 유기메모리발광소자(100)의 구동과정에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 유기메모리발광소자(100)의 구동 단계는 크게 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120) 사이의 전압 차이를 상기 메모리유닛(140)에 기억시키기 위하여 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120)에 전압을 인가하는 단계(이하 '제1구동 단계'라 함)와 상기 발광유닛(150)에서 빛을 발생시키기 위하여 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120)에 전압을 인가하는 단계(이하 '제2구동단계'라 함)로 이루어진다.
제1구동 단계는 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120) 사이에 제1전압이 인가되는 단계 및 상기 제1전압에 기초하여 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120) 사이의 전압 차이를 상기 메모리유닛(140)에 기억하는 단계를 포함한다. 상기 제1전압 중 적어도 하나는 펄스 전압일 수 있다.
상기 메모리유닛(140)은 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120) 사이의 전압 차이를 기억하기 위하여 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120) 사이의 전압 차이에 기초하여 가변되는 저항값을 가질 수 있으며, 가변된 저항 값을 일정 시간 동안 기억할 수 있다.
예컨대, 제1구동 단계에서 상기 제1전극(110)과 상기 제2전극(120) 사이에 전압 차이가 발생하지 않으면 상기 메모리유닛(140)의 저항값은 일정하게 유지된다. 그러나 상기 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 전압 차이가 발생하면 상기 메모리유닛(140)의 저항값은 가변될 수 있다.
제2구동 단계는 상기 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 제2전압이 인가되는 단계 및 상기 메모리유닛(140)에 기억된 상기 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이의 전압 차이 및 상기 제2전압에 기초하여 발광유닛(150)에서 빛을 발생하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2전압은 상기 유기메모리발광소자(100)가 디스플레이할 영상 신호일 수 있다.
상기 제1구동 단계에서 메모리유닛(140)에 저장된 전압 값이 없다면 상기 제2구동 단계에서 발광유닛(150)의 발광 여부는 상기 제1전극(110)과 제2전극(120)에 인가되는 상기 제2전압에 의하여 결정된다.
그러나 상기 제1구동 단계에서 메모리유닛(140)에 저장된 전압값이 있다면 발광유닛(150)의 발광 여부는 메모리유닛(140)에 저장된 상기 제1전극(110)과 제2전극(120)의 전압 차이 및 상기 제2전압에 의하여 결정된다. 이는 한 쌍의 전극(110, 120) 양단의 저항값이 상기 제1전극(110)과 제2전극(120)에 인가되는 전압의 차이에 의하여 가변될 수 있음을 의미한다.
상술한 바와 같이, 제1구동 단계에서 메모리유닛(140)에 저장된 상기 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이의 전압 차이는 제2구동 단계에서 발광유닛(150)의 구동 여부 및 구동 시 유기메모리발광소자(100)에서 발생하는 빛의 휘도에 영향을 미칠 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유기메모리발광소자의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유기메모리발광소자(200)는 애노드전 극(210), 캐소드전극(220), 전하공급층(230), 메모리유닛(240) 및 발광유닛(250) 등으로 구성되어 있으며, 메모리기능과 발광기능을 모두 수행할 수 있는 유기메모리발광소자이다. 상기 발광유닛(250)은 정공수송층(252), 유기발광층(251) 및 전자수송층(251)을 포함하고 있다.
상기 애노드전극(210)은 상기 메모리유닛(240)에 정공을 공급하기 위한 전극으로, 일함수가 높고 광이 소자 밖으로 나올 수 있도록 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명전도성재료를 사용할 수 있다.
상기 캐소드전극(220) 상기 발광유닛(250)의 전자수송층(253)에 전자를 주입하기 위한 전극으로 이용되고, 전기적 저항이 낮고 전도성 유기 물질과 계면 특성이 우수한 Al, Ag, Au, Pt, Cu 등의 금속을 이용하는 것이 바람직하다. 특히, 공기에 비교적 안정한 물질인 Al을 이용하는 것이 바람직하며, 금속을 함유한 금속합금이나 금속산화물 등을 이용할 수도 있다.
상기 전하공급층(230)은 상기 애노드전극(210) 및 상기 캐소드전극(220) 사이에 구비되며, 양전하(정공)를 상기 발광유닛(250)의 정공수송층(252)에 공급하며, 음전하(전자)를 생성하여 상기 메모리유닛(240)에 공급한다. 한편, 상기 전하공급층(230)은 전기적으로 절연되는 재질로 구성된다.
상기 메모리유닛(240)은 상기 애노드전극(210) 및 상기 전하공급층(230) 사이에 구비되며, 상기 애노드전극(210)과 상기 캐소드전극(220) 사이의 전압차이를 기억하는 유기물층을 포함할 수 있으며, 상기 애노드전극(210)과 상기 캐소드전극(220) 사이에 가해진 전압에 기초하여 가변되는 저항값을 갖는다. 상기 메모리유 닛(240)은 상기 애노드전극(210)으로부터 정공을 공급받음과 함께 상기 전하공급층(230)으로부터 전자를 공급받으며, 상기 유기물층에서 메모리특성을 갖는다. 즉, 상기 메모리유닛(240)에서의 메모리특성은 상기 캐소드전극(220)으로부터 상기 발광유닛(250)으로 공급된 전자와는 무관하며, 상기 전하공급층(230)으로부터 공급받은 전자를 이용하여 메모리특성을 갖게 된다.
상기 발광유닛(250)은 정공수송층(252), 유기발광층(251) 및 전자수송층(253)이 순차적으로 적층되어 있다. 상기 유기발광층(251)은 상기 전하공급층(230)으로부터 공급받은 정공과 상기 캐소드전극(220)으로부터 공급받은 전자가 결합하여 광을 생성한다. 즉, 상기 발광유닛(250)에서의 발광은 상기 애노드전극(210)으로부터 상기 메모리유닛(240)으로 공급된 정공과는 무관하며, 상기 전하공급층(230)으로부터 공급받은 정공을 이용하여 발광하게 된다. 상기 발광유닛(250)은 상기 적층구조 이외에도 정공주입층, 정공수송층, 유기발광층, 전자수송층, 전자주입층 등의 다양한 층을 순차적으로 적층하여 사용할 수 있으며, 상기 층들에 사용되는 재료들은 임의의 특정재료에 한정되지 않고 유기재료나 무기재료 등 어떠한 종래의 재료도 사용가능함은 물론이다.
상술한 것을 제외하고는 도 1에서 설명한 본 발명에 따른 유기메모리발광소자(100)와 동일하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기메모리발광소자의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 유기메모리발광소자(300)는 애노드전극(310), 캐소드전극(320), 전하공급층(330), 메모리유닛(340) 및 발광유닛(350) 등으로 구성되어 있으며, 메모리기능과 발광기능을 모두 수행할 수 있는 유기메모리발광소자이다. 상기 발광유닛(350)은 정공수송층(352), 유기발광층(351) 및 전자수송층(353)을 포함하고 있다.
상기 전하공급층(330)은 상기 애노드전극(310) 및 상기 캐소드전극(320) 사이에 구비되며, 양전하(정공)를 상기 메모리유닛(340)에 공급하며, 음전하(전자)를 생성하여 상기 발광유닛(350)의 전자수송층(353)에 공급한다. 한편, 상기 전하공급층(330)은 전기적으로 절연되는 재질로 구성된다.
상기 메모리유닛(340)은 상기 캐소드전극(320) 및 상기 전하공급층(330) 사이에 구비되며, 상기 애노드전극(310)과 상기 캐소드전극(320) 사이의 전압차이를 기억하는 유기물층을 포함할 수 있으며, 상기 애노드전극(310)과 상기 캐소드전극(320) 사이에 가해진 전압에 기초하여 가변되는 저항값을 갖는다. 상기 메모리유닛(340)은 상기 캐소드전극(320)으로부터 전자를 공급받음과 함께 상기 전하공급층(330)으로부터 정공을 공급받으며, 상기 유기물층에서 메모리특성을 갖는다. 즉, 상기 메모리유닛(340)에서의 메모리특성은 상기 애노드전극(310)으로부터 상기 발광유닛(350)으로 공급된 정공과는 무관하며, 상기 전하공급층(330)으로부터 공급받은 정공을 이용하여 메모리특성을 갖게 된다.
상기 발광유닛(350)은 정공수송층(352), 유기발광층(351) 및 전자수송층(353)이 순차적으로 적층되어 있다. 상기 유기발광층(351)은 상기 전하공급층(330)으로부터 공급받은 전자와 상기 애노드전극(310)으로부터 공급받은 정공이 결합하여 광을 생성한다. 즉, 상기 발광유닛(350)에서의 발광은 상기 캐소드전 극(320)으로부터 상기 메모리유닛(340)으로 공급된 전자와는 무관하며, 상기 전하공급층(330)으로부터 공급받은 전자를 이용하여 발광하게 된다.
상술한 것을 제외하고는 도 2에서 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 유기메모리발광소자(200)와 동일하다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기메모리발광소자의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 유기메모리발광소자(400)는 제1전극(410), 제2전극(420), 제1전하공급층(430), 제2전하공급층(431), 메모리유닛(440) 및 제1발광유닛(450), 제2발광유닛(451) 등으로 구성되어 있으며, 메모리기능과 발광기능을 모두 수행할 수 있는 유기메모리발광소자이다. 상기 제1전극(410) 및 상기 제2전극(420)은 애노드전극 또는 캐소드전극으로 구비할 수 있다.
상기 제1, 제2전하공급층(430, 431)은 상기 제1전극(410) 및 상기 제2전극(420) 사이에 구비되며, 복수 개로 구비될 수 있다.
상기 메모리유닛(440)은 상기 제1전하공급층(430)과 상기 제2전하공급층(431) 사이에 형성되어 있다. 한편, 상기 메모리유닛(440)은 상기 제1전극(410)과 상기 제1전하공급층(430) 사이나, 상기 제2전극(420)과 상기 제2전하공급층(431) 사이에도 구비될 수 있으나, 어느 한곳에만 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제1발광유닛(450)은 상기 제1전극(410)과 상기 제1전하공급층(430) 사이에 구비되고, 상기 제2발광유닛(451)은 상기 제2전극(420)과 상기 제2전하공급층 (431)사이에 구비되어 있다. 한편, 발광유닛은 전하공급층들 사이에도 구비될 수 있으며, 필요한 수만큼 복수 개로 형성될 수도 있다. 상기 제1, 제2발광유닛(450, 451)은 상기 전하공급층(430, 431)에 인접하는 곳에 위치한 전자수송층 또는 정공수송층을 더 포함할 수 있다.
요컨대, 상기 제1전극(410)이 애노드전극이고 상기 제2전극(420)이 캐소드전극일 경우, 상기 제1전하공급층(430)은 전하를 생성하여 상기 제1발광유닛(450)으로 전자를 공급함과 함께 상기 메모리유닛(440)으로 정공을 공급하며, 상기 제2전하공급층(431)은 상기 제2발광유닛(451)으로 정공을 공급함과 함께 상기 메모리유닛(440)으로 전자를 공급한다. 반대로, 상기 제1전극(410)이 캐소드전극이고 상기 제2전극(420)이 애노드전극일 경우, 상기 제1전하공급층(430)은 전하를 생성하여 상기 제1발광유닛(450)으로 정공을 공급함과 함께 상기 메모리유닛(440)으로 전자를 공급하며, 상기 제2전하공급층(431)은 상기 제2발광유닛(451)으로 전자를 공급함과 함께 상기 메모리유닛(440)으로 정공을 공급한다.
상술한 것을 제외하고는 도 1 내지 도 3에서 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 유기메모리발광소자(100, 200, 300)와 동일하다.
이하, 본 발명에 따른 디스플레이장치 및 그 구동 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 5a는 본 발명에 따른 유기메모리발광소자를 구비한 디스플레이장치의 구성을 설명하기 위한 개략도이다. 본 발명에 따른 디스플레이장치(500)는 도 1 내지 도 4에서 설명한 전하공급층(전기절연층)으로부터 정공 또는 전자를 공급받는 메모리유닛과 발광유닛을 구비하는 유기발광메모리소자(100, 200, 300, 400)를 포함하 는 픽셀들을 매트릭스 형태로 배열하여 구현하였으며, 상기 유기발광메모리소자(100, 200, 300, 400)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치(500)는 픽셀 어레이(510), 스캔 드라이버(520) 및 데이터 드라이버(530)를 포함한다.
상기 픽셀 어레이(510)는 복수의 레드 픽셀들(R), 그린 픽셀들(G) 및 블루 픽셀들(B)을 포함한다. 복수의 픽셀들(R, G, 및 B) 각각은 레드, 그린, 및 블루 중 상응하는 빛을 필터링하기 위한 칼라 필터(미도시)와 발광유닛(미도시) 및 메모리유닛(미도시)를 포함하고 있다.
상기 스캔 드라이버(520)는 스캔 라인들(S1, S2, 및 S3)을 통하여 상기 유기메모리발광소자(100, 200, 300, 400)의 한 쌍의 전극들 중 어느 하나의 전극으로 제1 전압을 공급할 수 있다. 상기 데이터 드라이버(530)는 복수의 데이터 라인들(D1 내지 D8)을 통하여 상기 유기메모리발광소자(100, 200, 300, 400)의 한 쌍의 전극들 중 나머지 하나의 전극으로 제2 전압을 공급한다.
도 5b는 도 5a에 도시된 디스플레이장치의 픽셀들의 구동 여부를 결정하기 위한 전압이 인가되는 것을 설명하기 위한 개략도이다. 이때, 픽셀들 각각에 포함된 유기 메모리발광소자의 구동 단계는 제1구동 단계에 해당된다.
도 5b를 참조하면, 복수 스캔 라인들(S1, S2. 및 S3) 각각에는 -5V의 펄스전압이 인가되며, 복수의 데이터 라인들(D1 내지 D8) 중 제1 데이터 라인(D1)과 제7 데이터 라인(D7)에는 -2.5V의 펄스 전압 인가되며 나머지 데이터 라인들(D2 내지 D6)에는 0V 전압이 인가된다. 그러면 제1 데이터 라인(D1)과 제7 데이터 라인(D7) 에 접속된 픽셀들에 포함된 유기메모리발광소자의 메모리유닛에는 한 쌍의 전극들 사이의 전압 차이인 2.5 V가 기억되며, 나머지 데이터 라인들(D2 내지 D6)에 접속된 픽셀들에 포함된 유기메모리발광소자의 메모리유닛에는 한 쌍의 전극들 사이의 전압 차이인 5V가 기억된다.
도 5c는 도 5a에 도시된 디스플레이장치의 픽셀들을 구동시키기 위한 전압이 인가되는 것을 설명하기 위한 개략도이다. 이때, 픽셀들 각각에 포함된 유기메모리발광소자 구동 단계는 제2구동 단계에 해당된다.
도 5c를 참조하면, 복수의 스캔 라인들(S1, S2. 및 S3) 각각에는 -3 V의 펄스 전압이 인가되며, 복수의 데이터 라인들(D1 내지 D8)에는 0 V 전압이 인가된다. 그러면 모든 픽셀에는 3V의 전압이 픽셀에 걸리게 되며, 제1구동단계에서 2.5V가 기억된 픽셀은 높은 전류 값을 나타내게 되고, 제1구동단계에서 5.0 V가 기억된 픽셀은 낮은 전류 값을 나타내게 되어, 2.5V가 기억된 픽셀에서만 발광하고 5.0V가 기억된 픽셀은 발광하지 않게 된다. 참고로, 도 4a에 도시된 유기메모리발광소자에서 메모리유닛에 저장된 전압이 증가할수록 제1전극과 제2전극 사이의 저항은 증가한다.
상술한 바와 같이, 도 5a 내지 도 5c에서 설명한 구동방법에 따라 복수의 스캔 라인들(S1, S2. 및 S3) 및 복수의 데이터 라인들(D1 내지 D8)에 인가되는 전압을 제어함으로써 복수의 픽셀들 각각의 구동 여부 및 구동 시 픽셀의 휘도를 제어할 수 있다.
요컨대, 본 발명의 유기메모리발광소자 및 디스플레이장치는 트랜지스터를 이용하지 않고서도 메모리소자를 통하여 유기발광소자의 전류제어가 가능하며, 이를 통해 유기발광소자의 휘도를 제어할 수 있다. 또한 본 발명의 디스플레이장치는 픽셀들 사이에서 누설전류가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인하여 구동전압이 낮을 뿐만 아니라 휘도 조절이 우수하다.
본 발명의 실시예에서는 두 전극 사이에 메모리 기능을 하는 메모리유닛과 유기발광소자의 역할을 하는 발광유닛을 모두 포함하며, 전기절연층이면서 정공과 전자를 생성하여 공급하는 전하공급층을 이용하여 메모리유닛과 발광유닛을 연결하는 유기메모리발광소자로서 다음과 같은 소자들을 제작하였다.
<실시예 1>
실시예 1에 따른 유기메모리발광소자는 ITO/Poly(9,9'-dioctylfluorene-co-bis-N,N'-(4-ethoxycarbonylphenyl)-bis-N,N'-phenyl benzidine (PFO-co-NEPB): CdSe/ZnS 양자점(60nm)/4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(Bphen):Cs(20 nm)/MoO3(10nm)/N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine(NPD, 60nm)/4,4',4''-tris(N-carbazolyl)triphenylamine(TCTA);3-(biphenyl-4-yl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazole(TAZ):tris(2-phenylpyridine)iridium(Ir(ppy)3)(30nm)/2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10- phenanthroline(BCP, 5 nm)/tris(8-hydroxyquinoline) aluminum(Alq3, 20nm)/LiF/Al과 같은 순서대로 하부에서부터 상부로 적층되는 구조를 갖는다.
본 유기메모리발광소자 구조에서는 Bphen:Cs/MoO3를 전하공급층으로 적용하였다. Bphen:Cs는 전자를 메모리유닛인 PFO-co-NEPB:CdSe/ZnS 양자점층으로 공급하며, MoO3는 정공을 발광유닛으로 공급하는 역할을 한다. 이때, 측정한 Bphen:Cs 층의 비저항은 1.0×105Ω㎝ 였고, MoO3의 비저항은 1.4×105Ω㎝ 였다. 상기 CdSe/ZnS 양자점의 크기는 2.5 nm 이었고, 양자점의 농도는 5 mol% 였으며, 상기 Bphen:Cs 도핑층의 Cs 도핑 농도는 20 mol%였다.
즉, 실시예 1에 따른 유기메모리발광소자는 상기 전하공급층(Bphen:Cs/MoO3)을 이용하여 메모리기능을 하는 PFO-co-NEPB:CdSe/ZnS 양자점층과 발광기능을 하는 NPD/TCTA:TAZ:Ir(ppy)3/BCP/Alq3를 연결함으로써, 스위칭 전압에 따라 휘도를 조절할 수 있었다.
<실시예 2>
실시예 2에 따른 유기메모리발광소자는 ITO/PFO-co-NEPB: CdSe/ZnS 양자점(60 nm)/Bphen:Cs(20 nm)/NPD:MoO3(10 nm)/NPD( 60nm)/TCTA;TAZ:Ir(ppy)3(30 nm)/BCP(5 nm)/Alq3(20 nm)/LiF/Al과 같은 순서대로 하부에서부터 상부로 적층되는 구조를 갖는다.
본 유기메모리발광소자 구조에서는 Bphen:Cs/NPD:MoO3를 전하공급층으로 적용하였다. Bphen:Cs는 전자를 메모리유닛인 PFO-co-NEPB:CdSe/ZnS 양자점층으로 공급하며, NPD:MoO3는 정공을 발광유닛으로 공급하는 역할을 한다. 이때 측정한 Bphen:Cs 층의 비저항은 1.0×105Ω㎝ 였고, NPD:MoO3의 비저항은 2.4×105Ω㎝ 였다. CdSe/ZnS 양자점의 크기는 2.5 nm 였으며, 양자점의 농도는 5 mol%였다. Bphen:Cs 도핑층의 Cs 도핑 농도는 20 mol%였으며, NPD:MoO3층의 MoO3의 도핑농도는 10 mol%였다.
즉, 실시예 2에 따른 유기메모리발광소자는 전하공급층(Bphen:Cs/NPD:MoO3)을 이용하여 메모리기능을 하는 PFO-co-NEPB:CdSe/ZnS 양자점층과 발광기능을 하는 NPD/TCTA:TAZ:Ir(ppy)3/BCP/Alq3를 연결함으로써, 스위칭 전압에 따라 휘도를 조절할 수 있었다.
<실시예 3>
실시예 3에 따른 유기메모리발광소자는 ITO/PFO-co-NEPB: CdSe/ZnS 양자점(60 nm)/Bphen:Cs(20 nm)/hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile(HAT, 10 nm)/NPD( 60nm)/TCTA;TAZ:Ir(ppy)3(30 nm)/BCP(5 nm)/Alq3(20 nm)/LiF/Al과 같은 순서대로 하부에서부터 상부로 적층되는 구조를 갖는다.
본 유기메모리발광소자 구조에서는 Bphen:Cs/HAT를 전하공급층으로 적용하였다. Bphen:Cs는 전자를 메모리유닛인 PFO-co-NEPB:CdSe/ZnS 양자점층으로 공급하며, HAT는 정공을 발광유닛으로 공급하는 역할을 한다. 이때, 측정한 Bphen:Cs 층의 비저항은 1.0×105Ω㎝ 였으며, HAT의 비저항은 3.1×106Ω㎝ 였다. CdSe/ZnS 양자점의 크기는 2.5 nm 였고, 양자점의 농도는 5 mol%였으며, Bphen:Cs 도핑층의 Cs 도핑 농도는 20 mol%였다.
즉, 실시예 3에 따른 유기메모리발광소자는 전하공급층(Bphen:Cs/HAR)을 적용하여 메모리기능을 하는 PFO-co-NEPB:CdSe/ZnS 양자점층과 발광기능을 하는 NPD/TCTA:TAZ:Ir(ppy)3/BCP/Alq3를 연결함으로써, 스위칭 전압에 따라 휘도를 조절할 수 있었다.
| 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | |||||||
| 8V (on) |
10V | 15V (off) |
8V (on) |
10V | 15V (off) |
8V (on) |
10V | 15V (off) |
|
| 6 V | 2 | 1.3 | 1 | 2 | 1.5 | 1 | 2 | 1.4 | 1 |
| 7 V | 10 | 6 | 4 | 11 | 7 | 3 | 9 | 6 | 3 |
| 8 V | 39 | 28 | 22 | 36 | 27 | 21 | 31 | 25 | 20 |
| 9 V | 114 | 91 | 79 | 110 | 92 | 75 | 105 | 90 | 75 |
| 10 V | 287 | 247 | 222 | 301 | 250 | 221 | 278 | 253 | 221 |
제작된 유기메모리 발광소자(실시예 1 내지 3)는 스위칭 전압을 변화시켜 가면서 동일 전압에서의 휘도 변화를 관찰하였으며, 3단계의 휘도 조절을 위하여 세가지 서로 다른 스위칭 전압을 가하여 휘도 특성을 관찰하였다. 높은 휘도를 구현하기 위한 on 스위칭 전압은 8V, 중간휘도를 표현하기 위한 스위칭 전압은 10V, 그리고 낮은 휘도 구현을 위한 스위칭 전압은 15V였다.
표 1을 참조하면, 8V의 전압을 가하여 높은 전류 및 휘도를 갖는 on 상태를 유도하였고, 15V의 전압을 가하여 낮은 전류 및 휘도를 갖는 off 상태를 유도하였음을 확인할 수 있다. 또한 10V를 가할 경우 on 상태와 off 상태의 중간휘도를 갖는 상태를 유도할 수 있음을 알 수 있다. 따라서 유기메모리발광소자의 스위칭 전압을 조절함으로써 동일 전압에서 다른 스위칭 소자 없이 휘도를 조절할 수 있었다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유기메모리발광소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유기메모리발광소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기메모리발광소자의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기메모리발광소자의 단면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 유기메모리발광소자를 구비한 디스플레이장치의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 디스플레이장치의 픽셀들의 구동 여부를 결정하기 위한 전압이 인가되는 것을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5c는 도 5a에 도시된 디스플레이장치의 픽셀들을 구동시키기 위한 전압이 인가되는 것을 설명하기 위한 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200, 300, 400 : 유기메모리발광소자 500 : 디스플레이 장치
110 : 제1전극 120 : 제2전극
210, 310 : 애노드전극 220, 320 : 캐소드전극
130, 230, 330 : 전하공급층 140, 240, 340 : 메모리유닛
150, 250, 350 : 발광유닛 251, 352 : 유기발광층
252, 352 : 정공수송층 253, 353 : 전자수송층
510 : 픽셀 어레이 520 : 스캔 드라이버
530 : 데이터 드라이버
Claims (20)
- 제1전극 및 제2전극;상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 구비되는 전하공급층;상기 제1전극 및 상기 전하공급층 사이에 구비되는 메모리유닛; 및상기 전하공급층 및 상기 제2전극 사이에 구비되며, 유기발광층을 포함하는 발광유닛;을 포함하며,상기 전하공급층은 전하를 생성하여 상기 메모리유닛 및 상기 발광유닛에 정공 또는 전자를 공급하고,상기 전하공급층은 1.0×102Ω㎝ 이상의 비저항을 갖는 전기절연층인 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1전극은 정공을 공급하는 애노드전극이고, 상기 제2전극은 전자를 공급하는 캐소드전극인 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 2 항에 있어서,상기 발광유닛은 상기 전하공급층에 인접하는 정공수송층을 더 포함하며, 상기 전하공급층은 상기 정공수송층에 정공을 공급함과 함께 상기 메모리유닛에 전자를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1전극은 전자를 공급하는 캐소드전극이고, 상기 제2전극은 정공을 공급하는 애노드전극인 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 4 항에 있어서,상기 발광유닛은 상기 전하공급층에 인접하는 전자수송층을 더 포함하며, 상기 전하공급층은 상기 메모리유닛에 정공을 공급함과 함께 상기 전자수송층에 전자를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제1전극 및 제2전극;상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 구비되는 복수 개의 전하공급층;상기 제1전극과 상기 전하공급층 사이, 상기 제2전극과 상기 전하공급층 사이 및 상기 전하공급층 사이 중 적어도 한곳에 구비되는 메모리유닛; 및상기 제1전극과 상기 전하공급층 사이, 상기 제2전극과 상기 전하공급층 사이 및 상기 전하공급층 사이 중 적어도 한곳에 구비되며, 유기발광층을 포함하는 발광유닛;을 포함하며,상기 전하공급층은 전하를 생성하여 상기 메모리유닛 및 상기 발광유닛에 정공 또는 전자를 공급하고,상기 전하공급층은 1.0×102Ω㎝ 이상의 비저항을 갖는 전기절연층인 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 6 항에 있어서,상기 발광유닛은 상기 전하공급층에 인접하는 전자수송층 또는 정공수송층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전하공급층은 p형층과 n형층을 포함하는 층구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 8 항에 있어서,상기 p형층은 p도핑 유기막층, 금속산화물층, 금속할라이드층 및 p형 유기재료층 중 어느 하나를 포함하고,상기 n형층은 n도핑 유기막층, 금속, 알칼리금속, 알칼리토금속, 희토류금속을 포함하는 전이금속층, 금속이온화합물층, 유기금속화합물층 및 n형 유기재료층 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 p도핑 유기막층은 유기화합물과 도핑물질로 구성되되,상기 유기화합물은 5.7eV 미만의 이온화 에너지와 정공수송성 또는 전자공여성을 갖는 유기화합물이며,상기 도핑물질은 상기 유기화합물과의 산화환원반응을 통해 전자를 받는 물질인 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 10 항에 있어서,상기 유기화합물은 방향족 아민 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 10 항에 있어서,상기 도핑물질은 무기재료 또는 유기재료이며,상기 무기재료는 WO3, MoO3, V2O5, Re2O7 및 ReO3 로 이루어진 금속산화물, 및 염화제2철(ferric chloride), 염화알루미늄(aluminum chloride), 염화갈륨(gallium chloride), 염화인듐(indium chloride) 및 5염화안티몬(antimony pentachloride)으로 이루어진 금속할라이드계 물질 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 n도핑 유기막층은 유기화합물과 도핑물질로 구성되되,상기 유기화합물은 2.0 eV 이상의 전자친화도를 가지며 전자수송특성을 갖는 유기화합물이며,상기 도핑물질은 상기 유기화합물과의 산화환원반응을 통하여 전자를 공여하는 물질인 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 13 항에 있어서,상기 도핑물질은 무기재료 또는 유기재료이며,상기 무기재료는 금속, 알칼리금속, 알칼리토금속, 및 희토류금속을 포함하는 전이금속 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 삭제
- 제 8 항에 있어서,상기 전하공급층은 Bphen:Cs/MoO3, Bphen:Cs/NPD:MoO3 및 Bphen:Cs/HAT로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 8 항에 있어서,상기 메모리유닛은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 전압차이를 기억하는 유기물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 제 8 항에 있어서,상기 메모리유닛은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 전압에 기초하여 가변되는 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 유기메모리발광소자.
- 복수의 주사선;상기 주사선과 교차하는 복수의 신호선; 및상기 주사선 및 상기 신호선이 교차하는 영역들에 형성되는 복수의 픽셀;을 포함하며,상기 픽셀은제1전극 및 제2전극;상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 구비되는 전하공급층;상기 제1전극 및 상기 전하공급층 사이에 구비되는 메모리유닛; 및상기 전하공급층 및 상기 제2전극 사이에 구비되며, 유기발광층을 포함하는 발광유닛;을 포함하며,상기 전하공급층은 전하를 생성하여 상기 메모리유닛 및 상기 발광유닛에 정공 또는 전자를 공급하고,상기 전하공급층은 1.0×102Ω㎝ 이상의 비저항을 갖는 전기절연층인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 복수의 주사선;상기 주사선과 교차하는 복수의 신호선; 및상기 주사선 및 상기 신호선이 교차하는 영역들에 형성되는 복수의 픽셀;을 포함하며,상기 픽셀은제1전극 및 제2전극;상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 구비되는 복수 개의 전하공급층;상기 제1전극과 상기 전하공급층 사이, 상기 제2전극과 상기 전하공급층 사이 및 상기 전하공급층 사이 중 적어도 한곳에 구비되는 메모리유닛; 및상기 제1전극과 상기 전하공급층 사이, 상기 제2전극과 상기 전하공급층 사이 및 상기 전하공급층 사이 중 적어도 한곳에 구비되며, 유기발광층을 포함하는 복수 개의 발광유닛;을 포함하며,상기 전하공급층은 전하를 생성하여 상기 메모리유닛 및 상기 발광유닛에 정공 또는 전자를 공급하고,상기 전하공급층은 1.0×102Ω㎝ 이상의 비저항을 갖는 전기절연층인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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