KR101932514B1 - 유기전계 발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 이의 외측으로 제 1, 2, 3, 4 비표시영역이 정의(定義)되며, 상기 각 화소영역에 대응하여 제 1 전극과 유기 발광층과 제 2 전극을 포함하는 유기전계 발광 다이오드가 구비되며, 상기 제 2 전극은 상기 표시영역 전면에 형성된 것을 특징으로 한 제 1 기판과; 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판과; 상기 제 1 기판의 상기 제 1 비표시영역에 실장된 다수의 제 1 드라이브 IC(Integrated Circuit)와; 상기 제 1 기판의 상기 제 1 비표시영역과 상기 표시영역을 사이에 두고 마주하는 상기 제 2 비표시영역에 실장된 다수의 제 2 드라이브 IC와; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 개재된 접착층을 포함하며, 상기 제 2 전극은 상기 다수의 각 제 1 및 제 2 드라이브 IC과 전기적으로 연결되어 이들 드라이브 IC로부터 직접 기준전압을 인가받는 것이 특징인 유기전계 발광소자를 제공한다.

Description

유기전계 발광소자{Organic electro luminescent device}
본 발명은 유기전계 발광소자(Organic electroluminescent device)에 관한 것이며, 특히 저저항 금속물질 등으로 보조전극 형성없이도 전원전압(VDD 전압)의 표시영역 내의 위치별 전압강하 차이에 따른 표시품질을 저하를 억제할 수 있는 유기전계 발광소자에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD ; Flat Panel Display)중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다.
또한 상기 유기전계 발광소자는 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
이러한 특성을 갖는 유기전계 발광소자는 크게 패시브 매트릭스 타입과 액티브 매트릭스 타입으로 나뉘어지고 있다.
액티브 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자에서는 화소영역을 온(on)/오프(off)하는 스위칭 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 각 화소영역별로 형성되고 있으며, 이러한 스위칭 박막트랜지스터와는 별도로 각 화소영역 구동을 위한 구동 박막트랜지스터가 구비되고 있으며, 이러한 구동 박막트랜지스터 및 전원배선과 연결되며 유기전계 발광 다이오드가 구비되고 있다.
이러한 구성을 갖는 액티브 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자는 각 화소영역에 인가된 전압이 스토리지 커패시터(StgC)에 충전되어 있어, 그 다음 프레임(frame) 신호가 인가될 때까지 전원을 인가해 주도록 함으로써, 주사선 수에 관계없이 한 화면동안 계속해서 구동할 수 있다.
따라서, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점을 가지므로 최근에는 액티브 매트릭스 타입의 유기전계 발광소자가 주로 이용되고 있다.
한편, 유기전계 발광소자는 크게 어레이 소자와 유기전계 발광 다이오드가 구비된 어레이 기판과, 이와 대면하며 유기전계 발광 다이오드의 보호를 위한 인캡슐레이션용 기판으로 구성되고 있다.
도 1은 종래의 유기전계 발광소자의 개략적인 단면도이다.
도시한 바와 같이, 통상적으로 투명한 재질인 유리로 이루어진 제 1 기판(3)과, 상기 제 1 기판(3)과 마주하며 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(31)이 서로 대향되게 배치되어 있다.
그리고 상기 제 1, 2 기판(3, 31)은 표시영역(AA) 전면 및 이의 주변에 위치하는 비표시영역(NA)의 소정폭의 영역에 형성되는 접착층(50)에 의해 합착된 상태를 유지하고 있으며, 제 1 기판(3)의 상부로 각 화소영역 내에는 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있고, 상기 각각의 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되어 제 1 전극(12)이 형성되어 있고, 상기 제 1 전극(12) 상부에는 적, 녹, 청색을 각각 발광하는 발광 물질 패턴(14a, 14b, 14c)을 포함하는 유기 발광층(14)이 형성되어 있고, 상기 유기 발광층(14) 상부에는 전면에 제 2 전극(16)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1, 2 전극(12, 16)은 상기 유기 발광층(14)에 전계를 인가해주는 역할을 하며, 이들 제 1, 2 전극(12, 16)과 그 사이에 형성된 유기 발광층(14)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.
그리고 전술한 접착층(50)에 의해서 상기 제 1, 2 기판(3, 31)은 합착된 상태를 유지하며, 서로 이격하여 즉, 상기 제 1 기판(3) 상에 형성된 제 2 전극(16)과 상기 제 2 기판(31)은 일정간격 이격되어 있다.
한편, 상기 제 2 기판(31)의 내측면에는 상기 제 1 기판(3)의 표시영역(AA) 전면과 이의 주변에 위치하는 비표시영역(NA) 일부에 대응하여 저저항 금속물질로 이루어진 판 형태의 보조전극(35)이 구비되고 있으며, 이러한 보조전극(35)과 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 제 2 전극(16)은 도전패턴(55)에 의해 전기적으로 연결되고 있다.
이때, 이러한 저저항 금속물질로 이루어진 보조전극(35)은 도전패턴(55) 예를들면 ACP(Anisotropic Conductive Paste) 또는 은 도트(Ag dot) 등에 의해 그 일 끝단 및 타 끝단에서 각각 보조패턴(73)을 개재하여 상기 제 2 전극(55)과 접촉하고 있다. 그리고, 상기 제 2 전극(55)은 상기 제 1 기판(3)의 일 끝단에 구비되는 드라이브 IC(Integrated Circuit)(70)와 전기적으로 연결되고 있다.
이렇게 보조전극(35)을 상기 제 2 기판(31) 내측면에 형성하고 이를 도전패턴(55)을 통해 상기 제 2 전극(16)과 전기적으로 연결되도록 하는 것은 유기전계 발광소자(1)가 최근에 대형화되면서 전극 자체의 내부 저항으로 인해 최초 기준전압이 인가되는 지점과 멀리 떨어진 영역으로 갈수록 즉 표시영역(AA)의 일끝단에서 타끝단으로 갈수록 전압강하가 현저히 발생되며 이로 인해 표시품질이 저하되며, 소비전력 또한 증가되기 때문이 이를 방지하기 위해 저저항 금속물질로 이루어진 상기 보조전극(35)을 형성하고 있는 것이다.
도면에 있어서는 상기 보조전극(35)이 상기 제 2 기판(31)의 내측면에 형성되고 있는 것을 일례로 나타내었지만, 상기 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(31)이 알루미늄 포일 등으로 이루어지는 경우 상기 제 1 기판(3)에 형성될 수도 있다.
하지만, 이러한 구성을 갖는 종래의 유기전계 발광소자(1)는 상기 보조전극(35)을 형성하기 위해 별도의 추가적인 증착 장비를 도입해야 하며, 상기 보조전극(35) 형성 후 세정작업 또한 추가적으로 진행해야 하므로 공정 증가에 따른 생산성이 저하되고 있다.
그리고, 상기 제 2 전극(16)과 보조전극(35)을 상기 도전패턴(55)을 통해 접촉시키는데 상기 도전패턴(55)과 제 2 전극(16)은 구조 특성 상 이들 두 구성요소가 직접 접촉할 수도 있고 또는 보조패턴(73)을 개재하여 접촉하도록 형성할 수도 있으며, 이 경우 도전패턴(55)과 보조패턴(73)간의 접촉부 또는 상기 보조패턴(73)과 제 2 전극(16)과의 접촉부에서 저항이 급격히 상승하여 번트(bunt)가 발생됨으로써 비주기적으로 통전 불량이 발생하는 문제 또한 발생되고 있는 실정이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 대면적화의 추세를 따르면서 보조전극 형성 없이 제 2 전극의 내부 전압강하에 의한 표시품질 저하를 방지하며 나아가 생산성을 향상시킬 수 있는 유기전계 발광소자를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광 소자는, 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 이의 외측으로 제 1, 2, 3, 4 비표시영역이 정의(定義)되며, 상기 각 화소영역에 대응하여 제 1 전극과 유기 발광층과 제 2 전극을 포함하는 유기전계 발광 다이오드가 구비되며, 상기 제 2 전극은 상기 표시영역 전면에 형성된 것을 특징으로 한 제 1 기판과; 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판과; 상기 제 1 기판의 상기 제 1 비표시영역에 실장된 다수의 제 1 드라이브 IC(Integrated Circuit)와; 상기 제 1 기판의 상기 제 1 비표시영역과 상기 표시영역을 사이에 두고 마주하는 상기 제 2 비표시영역에 실장된 다수의 제 2 드라이브 IC와; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 개재된 접착층을 포함하며, 상기 제 2 전극은 상기 다수의 각 제 1 및 제 2 드라이브 IC과 전기적으로 연결되어 이들 드라이브 IC로부터 직접 기준전압을 인가받는 것이 특징이다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 드라이브 IC는 동일한 개수가 실장되며 서로 마주하여 일대일 대응하도록 배치된 것이 특징이다.
그리고 상기 표시영역에는 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선이 구비되며, 상기 데이터 배선과 나란하게 전원배선이 구비된 것이 특징이다. 이때, 상기 다수의 각 제 1 드라이브 IC는 상기 표시영역에 구성된 데이터 배선 및 전원배선과 전기적으로 연결되어 신호전압을 인가하는 것이 특징이며, 상기 다수의 각 제 2 드라이브 IC는 상기 데이터 배선 및 전원배선과 전기적으로 연결되지 않고 상기 제 2 전극과만 전기적으로 연결된 것이 특징이다.
또한, 상기 제 3 또는 제 4 비표시영역에는 다수의 제 3 드라이브 IC가 구비되며, 상기 제 3 드라이브 IC는 상기 게이트 배선과 연결되어 스캔신호전압을 인가하는 것이 특징이다.
그리고 상기 유기전계 발광소자는 상기 제 2 기판의 내측면에 상기 제 2 전극과 연결되는 보조전극과 상기 제 2 전극과 상기 보조전극을 전기적으로 연결시키는 도전패턴은 형성되지 않는 것이 특징이다.
또한, 상기 다수의 제 1 및 제 2 드라이브 IC는 직접 상기 제 1 기판에 실장되거나, 또는 각각 FPC(flexible printed circuit board)를 개재하여 실장되는 것이 특징이며, 상기 FPC를 개재하여 실장되는 경우, 상기 FPC 내에 구비된 일 배선과 상기 제 2 전극이 접촉하는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 표시영역 일끝단과 이와 마주하는 타끝단에 모두 D-IC가 구비되어 상기 D-IC로부터 표시영역 전면에 형성되는 제 2 전극과 직접 접촉하며 전원전압을 인가하는 구성을 가지므로 대면적화 된다 하더라도 제 2 전극 내부에서의 전압강하에 의한 표시품질 저하를 억제하는 효과가 있다.
나아가, 보조전극을 별도로 형성할 필요가 없으므로 보조전극 형성을 위한 증착 공정 및 세정 공정을 생략할 수 있으므로 생산성 향상 및 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다.
그리고, 보조전극 형성을 위한 저저항 금속물질의 증착 공정을 필요치 않으므로 증착 장비 투자를 억제함으로써 초기 투자 비용을 저감시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 유기전계 발광소자의 개략적인 단면도.
도 2는 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 평면도.
도 4는 도 3을 절단선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
도 5는 도 3을 절단선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 유기전계 발광 소자의 기본적인 구조 및 동작 특성에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계 발광소자의 하나의 화소에 대한 회로도이다.
도시한 바와 같이 일반적인 유기전계 발광소자의 하나의 화소는 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 구동 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 커패시터(StgC) 그리고 유기전계 발광 다이오드(E)로 이루어진다.
제 1 방향으로 게이트 배선(GL)이 형성되어 있고, 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 배치되어 화소영역(P)을 정의하며 데이터 배선(DL)이 형성되어 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 형성되어 있다.
또한, 상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)이 교차하는 부분에는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성되어 있으며, 상기 각 화소영역(P) 내부에는 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있다.
이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)는 유기전계 발광 다이오드(E)와 전기적으로 연결되고 있다. 즉, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 일측 단자인 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극과 연결되고, 타측 단자인 제 2 전극은 기준 전압인 VSS를 인가받거나 또는 그라운드(ground)와 연결되고 있다.
그리고 상기 전원배선(PL)은 상기 각 구동 박막트랜지스터(DTr)의 소스 전극과 연결되어 전원전압을 상기 유기전계 발광 다이오드(E)로 전달하고 있다.
또한, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되고 있다.
따라서, 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 온(on) 되고, 상기 데이터 배선(DL)의 신호가 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극에 전달되어 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 되므로 유기전계발광 다이오드(E)를 통해 빛이 출력된다.
이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 상태가 되면, 전원배선(PL)으로부터 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며 이로 인해 상기 유기전계 발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 되며, 상기 스토리지 커패시터(StgC)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기전계 발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 평면도이며, 도 4와 5는 각각 도 3을 절단선 Ⅳ-Ⅳ와 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자(100)는 표시영역(AA)과 상기 표시영역(AA)의 주변에 비표시영역(NA)이 정의된 제 1 기판과, 이와 대응하여 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판으로 구성되고 있다.
이때, 상기 제 1 기판(110)의 상기 표시영역(AA)에는 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)이 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)이 정의되고 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 나란하게 전원배선(PL)이 구비되고 있다. 그리고 상기 각 화소영역(P) 내부에는 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와 유기전계 발광 다이오드(미도시)가 구비되고 있다.
그리고, 상기 비표시영역(NA) 더욱 정확히는 상기 표시영역(AA)을 사이에 두고 서로 마주하는 상측 및 하측(또는 서로 마주하는 좌측 및 우측)에 위치하는 비표시영역(이하 설명의 편의를 위해 상측 및 하측의 비표시영역을 각각 제 1 및 제 2 비표시영역(NA1, NA2), 좌측 및 우측의 비표시영역을 각각 제 3 및 제 4 비표시영역(NA3, NA4)이라 정의함)각각 다수의 제 1 드라이브 IC(182a)와 제 2 드라이브 IC(182b)가 실장되고 있는 것이 특징이다. 이때, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 상측 및 하측의 제 1 및 제 2 비표시영역(NA1, NA2) 이외에 좌측 또는 우측 중 어느 한 측에 위치하는 비표시영역(NA3, NA4)에 대응해서는 제 3 드라이브 IC(미도시)가 더욱 실장될 수 있다.
이때, 도면에 있어서는 상기 제 1 및 제 2 드라이브 IC(182a, 182b)와 상기 제 1 기판(110)이 제 1 및 제 2 FPC(flexible printede circuit board)(184a, 184b)를 개재하여 실장됨을 일례로 보이고 있지만, 상기 제 1 및 제 2 드라이브 IC(182a, 182b)는 상기 제 1 및 제 2 FPC(184a, 184b)를 개재하지 않고 상기 제 1 기판(110)상에 직접 실장될 수 있다.
그리고 상기 제 1 및 제 2 드라이브 IC(182a, 182b)가 상기 제 1 및 제 2 FPC(184a, 184b)를 개재하여 실장되는 경우, 상기 제 1 및 제 2 FPC(184a, 184b) 각각의 내부에는 다수의 배선(미도시)이 구비되며 이러한 다수의 배선(미도시) 중 일 배선이 상기 제 2 전극(160)과 접촉하는 구성을 이룸으로써 상기 제 1 및 제 2 드라이브 IC(182a, 182b)로부터 발생되는 기준전압인 VSS 전압을 상기 제 2 전극(160)에 인가할 수 있다.
상기 표시영역(AA)을 기준으로 상측 및 하측에 위치하는 제 1 및 제 2 비표시영역(NA1, NA2) 각각에 실장되는 다수의 제 1 및 제 2 드라이브 IC(182a, 182b) 중 상기 제 1 또는 제 2 비표시영역(NA1, NA2) 중 어느 하나의 비표시영역(제 1 비표시영역(NA1))에 구비되는 다수의 드라이브 IC(이하 제 1 비표시영역(NA1)에 실장된 다수의 드라이브 IC를 제 1 드라이브 IC(182a), 제 2 비표시영역에 실장된 다수의 드라이브 IC를 제 2 드라이브 IC(182b)라 정의함) 주로 표시영역(AA)에 구비되는 데이터 배선(DL) 및 전원배선(PL)과 연결되어 이들 배선(DL, PL)에 각각 신호전압과 전류레벨을 규정하는 전원전압을 인가하는 동시에 상기 표시영역(AA) 전면에 형성되는 제 2 전극(160)으로 VSS 전압을 인가하는 것이 특징이며, 나머지 한 측에 구비되는 상기 제 2 드라이브 IC(182b)는 상기 데이터 배선(DL) 및 전원배선(PL)과 연결되지 않고 단순히 상기 제 2 전극(160)과 접촉하여 상기 제 2 전극(160)에 기준전압인 VSS 전압을 인가하는 것이 특징이다.
이때, 상기 제 1 드라이브 IC(182a)는 다수의 보조배선(미도시)을 통해 상기 표시영역(AA)에 상기 데이터 배선(DL)과 교차하며 형성되는 게이트 배선(GL)과도 전기적으로 연결되어 스캔신호전압을 인가하는 역할을 한다.
그리고, 상기 제 3 드라이브 IC(미도시)가 상기 표시영역(AA)의 좌측 또는 우측에 위치하는 비표시영역(NA3, NA4)에 실장되는 경우, 이러한 제 3 드라이브 IC(미도시)가 상기 게이트 배선(GL)과 연결되어 각 게이트 배선(GL)에 스캔신호전압을 인가하는 역할을 하며, 이 경우 상기 제 1 드라이브 IC(182a)는 게이트 배선(GL)과는 전기적으로 연결되지 않는다.
이러한 평면 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)에 있어서 가장 특징적인 것은, 상기 표시영역(AA)의 일측(상측 또는 좌측)에 위치하는 제 1 비표시영역(NA1)에는 다수의 제 1 드라이브 IC(182a)가 일정간격 이격하며 구비되고 있으며, 상기 일측과 표시영역(AA)을 사이에 두고 마주하는 타측(하측 또는 우측)에 위치하는 제 2 비표시영역(NA2)에는 상기 다수의 제 1 드라이브 IC(182a)와 동일한 개수로서 상기 다수의 각 제 1 드라이브 IC(182a)와 서로 마주하는 형태로 다수의 제 2 드라이브 IC(1852b)가 구비되고 있는 구성을 이루고 있는 것이다.
그리고, 또 다른 특징은, 상기 다수의 제 1 드라이브 IC(182a) 각각은 표시영역(AA)에 구비되는 데이트 배선(DL)과 전원배선(PL) 필요에 따라서는 게이트 배선(GL)과 연결되어 이들 배선에 각각 신호전압을 인가하며, 나아가 상기 표시영역(AA) 전면에 형성되는 제 2 전극(160)과 직접 또는 보조패턴(미도시)을 개재하여 간접적으로 연결되며 기준전압인 VSS 전압을 인가하고 있으며, 상기 다수의 제 2 드라이브 IC(1852b)의 경우, 표시영역(AA)에 구성되는 데이터 배선(DL)과 전원배선(PL)과는 직접 또는 간접적으로 연결됨 없이 상기 제 2 전극(160)과만 직접 또는 상기 보조패턴(미도시)을 개재하여 간접적으로 연결되어 상기 제 2 전극(160)에 기준전압인 VSS 전압을 인가하고 있는 것이다.
이러한 구성적 특징에 의해 상기 표시영역(AA) 전면에 형성되는 제 2 전극(160)은 서로 마주하는 양 끝단에서 모두 VSS 전압이 인가될 수 있으므로 대면적화되어 표시영역(AA)의 면적이 증가된다 하더라도 VSS 전압이 인가되는 곳으로부터 가장 멀리 떨어진 부분은 실질적으로 표시영역(AA)의 최중앙부가 되며 이는 전체 표시영역(AA)의 폭의 1/2 정도만이 되므로 대면적화에 의해 제 2 전극(160)의 일 끝단에서 VSS 전압이 전파되어야 하는 길이 증가는 1/2로 줄일 수 있으므로 대면적화로 제 2 전극(160)의 길이 또는 폭 증가에 의한 전압강하는 억제될 수 있으며, 이를 통해 표시품질 저하 또한 억제할 수 있는 것이 특징이다.
더욱이 상기 제 1 및 제 2 드라이브 IC(182a, 182b)와 상기 제 2 전극(160)이 직접 접촉하는 구성을 이루는 경우, 보조패턴(미도시)을 개재하여 간접적으로 접촉 시 발생될 수 있는 번트 발생을 억제하는 효과를 갖는다. 따라서 이러한 번트 발생에 의한 구동 불량 또한 억제할 수 있는 효과를 갖는다.
이후에는 전술한 평면 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 단면 구성에 대해 설명한다.
도 4와 도 5를 참조하면, 도시한 바와같이 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 제 1 기판(110)과 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170) 및 이들 두 기판(110, 170) 사이를 채우는 접착층(180)으로 구성되고 있다.
우선, 상기 제 1 기판(110)에 있어서 상기 표시영역(AA)에는 각 화소영역(P)의 경계에 서로 교차하며 화소영역(P)을 정의하며 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)이 형성되고 있으며, 상기 데이터 배선(미도시)과 나란하게 이격하며 전원배선(미도시)이 형성되고 있다.
또한, 다수의 각 화소영역(P)에는 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시)과 연결되며 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성되어 있으며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 일 전극 및 상기 전원배선(미도시)과 연결되며 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되고 있다.
한편 상기 스위칭 및 구동박막트랜지스터(미도시, DTr)는 각각 폴리실리콘의 반도체층(113)을 포함하는 탑 게이트 타입을 이루는 것이 특징이다.
즉, 각 화소영역(P) 내의 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 각각 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)이라 정의할 때, 상기 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에 대응하여 각각 순수 폴리실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 제 1 영역(113a) 그리고 상기 제 1 영역(113a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제 2 영역(113b)으로 구성된 반도체층(113)이 형성되어 있다.
이때, 상기 반도체층(113)과 상기 제 1 기판(110) 사이에는 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(미도시)이 더욱 구비될 수도 있다. 상기 버퍼층(미도시)은 상기 반도체층(113)의 결정화시 상기 절연기판(110) 내부로부터 나오는 알카리 이온의 방출에 의한 상기 반도체층(113)의 특성 저하를 방지하기 위함이다.
또한, 상기 반도체층(113)을 덮으며 게이트 절연막(116)이 상기 제 1 기판(110) 전면에 형성되어 있다. 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에 있어 상기 반도체층(113)의 제 1 영역(113a)에 대응하여 게이트 전극(120)이 형성되어 있다.
또한, 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 스위칭 영역(미도시)에 형성된 게이트 전극(미도시)과 연결되며 일방향으로 연장하며 상기 게이트 배선(121)이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트 전극(120)과 상기 게이트 배선(미도시)은 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나로 이루어져 단일층 구조를 가질 수도 있으며, 또는 둘 이상의 금속물질로서 이중층 이상의 다중층 구조를 가질 수도 있다. 도면에 있어서는 단일층 구조를 이루는 것을 일례로 도시하였다.
그리고 상기 표시영역(AA)에 있어서 상기 게이트 전극(120)과 게이트 배선(미도시) 위로 층간절연막(123)이 형성되어 있으며, 이때, 상기 표시영역(AA)에 있어서는 상기 층간절연막(123)과 그 하부의 게이트 절연막(116)에는 상기 각 반도체층의 제 1 영역(113a) 양측면에 위치한 상기 제 2 영역(113b) 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 구비되고 있다.
다음, 상기 반도체층 콘택홀(125)을 포함하는 층간절연막(123) 상부에는 상기 표시영역(AA)에 있어서, 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하며 상기 화소영역(P)의 장축을 연결한 방향으로 연장하며 저저항 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 이루어진 단일층 또는 다중층 구조를 갖는 데이터 배선(미도시)과, 이와 이격하여 전원배선(미도시)이 형성되고 있다.
또한, 상기 층간절연막(123) 위로 상기 표시영역(AA)에 있어서 각 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 서로 이격하며 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 노출된 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며 상기 데이터 배선(미도시)과 동일한 물질로 이루어진 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)이 형성되어 있다. 이때, 상기 구동영역(DA)에 형성된 상기 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)과, 이들 두 전극(133, 136)과 각각 접촉하는 제 2 영역(113b)을 포함하는 반도체층(113)과, 상기 반도체층(113) 상부에 형성된 게이트 절연막(116) 및 게이트 전극(120)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이룬다. 도면에 있어서는 상기 데이터 배선(미도시)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 모두 단일층 구조를 갖는 것을 일례로 보이고 있지만, 이들 구성요소는 이중층 또는 삼중층 구조를 이룰 수도 있다.
한편, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 각 스위칭 영역(미도시)에는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 적층 구조를 갖는 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 또한 형성되고 있다. 이때, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 게이트 배선(121) 및 데이터 배선(미도시)과 전기적으로 연결되며 형성되어 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)에 있어서 상기 각 화소영역(P)에 구비되는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 폴리실리콘의 반도체층(113)을 가지며 탑 게이트 타입(Top gate type)으로 구성된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 비정질 실리콘의 반도체층을 갖는 보텀 게이트 타입(Bottom gate type)으로 구성될 수도 있음은 자명하다.
상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터가 보텀 게이트 타입으로 구성되는 경우, 그 적층구조는 게이트 전극/게이트 절연막/순수 비정질 실리콘의 액티브층과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층으로 이루어진 반도체층과/서로 이격하는 소스 및 드레인 전극으로 이루어지게 된다. 이때, 게이트 배선은 상기 게이트 전극이 형성된 층에 상기 스위칭 박막트랜지스터의 게이트 전극과 연결되도록, 데이터 배선은 상기 스위칭 박막트랜지스터의 소스 전극이 형성된 층에 상기 소스 전극과 연결되도록 형성되게 된다.
한편, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 상부로 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 갖는 제 1 보호층(140)이 형성되어 있다.
또한, 상기 제 1 보호층(140) 위로 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(119)과 접촉하며 각 화소영역(P)별로 제 1 전극(150)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 전극(150) 위로 각 화소영역(P)의 경계에 상기 제 1 전극(150)의 테두리와 중첩하며 상기 제 1 전극(150)의 중앙부를 노출시키며 뱅크(153)가 형성되어 있다.
또한, 상기 뱅크(153)로 둘러싸인 각 화소영역(P)별로 상기 제 1 전극(150) 위로 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광패턴(155a, 155b, 미도시)을 포함하는 유기 발광층(155)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 유기 발광층(155) 상부에는 상기 표시영역(AA) 전면에 제 2 전극(160)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 전극(150)과 유기 발광층(155)과 상기 제 2 전극(160)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.
한편, 전술한 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)의 제 1 기판(110)에 있어서는 상기 유기 발광층(155)은 적, 녹, 청색을 발광하는 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(155a, 155b, 미도시)으로 이루어진 것을 일례로 나타내었지만, 백색을 발광하는 유기 발광패턴(미도시)이 더욱 포함할 수도 있으며, 또는 백색을 발광하는 유기 발광패턴(미도시)만으로 이루어진 유기 발광층(미도시)이 형성될 수도 있다.
이러한 백색만을 발광하는 유기 발광층(미도시)이 형성된 경우, 상기 유기 발광층(미도시)은 빛을 공급하는 역할만을 하는 것이며, 유기전계 발광소자(100)의 발광 방향에 따라 상부 발광방식의 경우, 상기 유기전계 발광 다이오드(E) 상부로 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴으로 이루어진 컬러필터층(미도시)이 더욱 구비되며, 하부 발광 방식의 경우, 상기 유기전계 발광 다이오드(E) 하부 예를들면 상기 제 1 기판(110)과 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 사이 또는 상기 제 1 보호층(140)과 제 1 전극(150) 사이의 영역에 대응하여 상기 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴(미도시)을 포함하는 컬러필터층(미도시)이 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 전극(160) 상부에는 선택적으로 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 보호를 위해 제 2 보호층(163)이 구비되며, 이러한 제 2 보호층(163)은 생략될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 상기 제 1 기판(110)의 비표시영역(NA)에는 상기 표시영역(AA)에 구성되는 구성요소와 전기적으로 연결시켜 적절한 신호전압을 제공하기 위해 상기 비표시영역(NA) 중 상기 표시영역(AA) 일측(일례로 상측)에 위치하는 제 1 비표시영역(NA1) 있어서는 일정간격 이격하며 다수의 제 1 드라이브 IC(182a)가 제 1 FPC(Flexible printed circuit board)(184a)를 개재하여 실장되고 있으며, 상기 제 1 비표시영역(NA1)과 마주하는 제 2 비표시영역(NA2)에는 상기 각 제 1 드라이브 IC(182a)와 마주하며 다수의 제 2 드라이브 IC(182b)가 제 2 FPC(184b)를 개재하여 실장되고 있는 것이 특징이다.
이때, 상기 다수의 각 제 1 드라이브 IC(182a)는 상기 표시영역(AA)에 구비된 구성요소 일례로 데이터 배선(미도시)과 전원배선(미도시) 및 제 2 전극(160)과 전기적으로 연결되며, 상기 다수의 각 제 2 드라이브 IC(1852b)는 상기 표시영역(AA)에 구성된 구성요소 중에는 상기 제 2 전극(160)과만 전기적으로 연결되고 있는 것이 특징이다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 드라이브 IC(182a, 182b)는 상기 제 2 전극(160)과 직접 접촉하며 실장될 수도 있으며, 또는 상기 제 2 전극(160)과 접촉하는 보조패턴(미도시)을 개재하여 전기적으로 연결되도록 실장될 수도 있다.
한편, 이러한 구성을 갖는 상기 제 1 기판(110)과 대향하며 위치하는 상기 제 2 기판(170)은 유리, 플라스틱 재질, 또는 알루미늄 포일의 재질로 이루어지고 있다. 이때, 본 발명의 또 다른 특징적인 구성으로서 상기 제 2 기판(170)의 내측면에는 보조전극이 형성되지 않는 것이 특징이다.
그리고, 이러한 구성을 갖는 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170) 사이에는 접착층(180)이 개재되고 있으며, 이러한 접착층(180)에 의해 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)은 합착된 상태를 유지하여 패널 상태를 이룬다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)는 제 2 기판(170)의 내측면에 저저항 금속물질로 이루어진 보조전극을 구비하지 않으므로 상기 제 2 전극(160)과 보조전극을 전기적으로 연결시키기 위한 도전패턴 또한 구비될 필요가 없으므로 이 또한 생략된 구성을 이루는 또 다른 특징이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(110)는 보조전극과 도전패턴을 구비할 필요가 없으므로 이를 형성하기 위한 증착 공정과 세정공정 및 도팅 공정을 생략할 수 있으므로 제조 시간을 단축함으로써 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 전술한 실시예 및 변형예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
100 : 유기전계 발광소자
160 : 제 2 전극
182a, 182b : 제 1, 2 드라이브 IC
184a, 184b : 제 1, 2 FPC
AA : 표시영역
DL : 데이터 배선
GL : 게이트 배선
NA : 비표시영역
NA1, NA2, NA3, NA4 : 제 1, 2, 3, 4 비표시영역
P : 화소영역
PL : 전원배선

Claims (7)

  1. 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선 및 다수의 데이터 배선과;
    상기 다수의 데이터 배선과 이격되어 배치된 다수의 전원배선과;
    상기 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 이의 외측으로 제 1, 2, 3, 4 비표시영역이 정의(定義)되며, 상기 각 화소영역에 대응하여 제 1 전극과 유기 발광층과 제 2 전극을 포함하는 유기전계 발광 다이오드가 구비되며, 상기 제 2 전극은 상기 표시영역 전면에 형성된 것을 특징으로 한 제 1 기판과;
    상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판의 상기 제 1 비표시영역에 실장된 다수의 제 1 드라이브 IC(Integrated Circuit)와;
    상기 제 1 기판의 상기 제 1 비표시영역과 상기 표시영역을 사이에 두고 마주하는 상기 제 2 비표시영역에 실장된 다수의 제 2 드라이브 IC와;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 개재된 접착층을 포함하며, 상기 제 2 전극은 상기 다수의 제 1 및 제 2 드라이브 IC에 각각 전기적으로 연결되어 직접 기준전압을 인가받고, 상기 다수의 전원배선은 상기 다수의 제 1 드라이브 IC에 연결되어 전원전압을 인가받는 것이 특징인 유기전계 발광소자.

  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 드라이브 IC는 동일한 개수가 실장되며 서로 마주하여 일대일 대응하도록 배치된 것이 특징인 유기전계 발광소자.


  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 드라이브 IC는 상기 다수의 데이터 배선과 각각 전기적으로 연결되어 신호전압을 인가하는 것이 특징이며,
    상기 다수의 제 2 드라이브 IC는 상기 다수의 데이터 배선 및 다수의 전원배선과 전기적으로 연결되지 않고 상기 제 2 전극과만 전기적으로 연결된 것이 특징인 유기전계 발광소자.

  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 또는 제 4 비표시영역에는 다수의 제 3 드라이브 IC가 구비되며, 상기 제 3 드라이브 IC는 상기 게이트 배선과 연결되어 스캔신호전압을 인가하는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기전계 발광소자는 상기 제 2 기판의 내측면에 상기 제 2 전극과 연결되는 보조전극과 상기 제 2 전극과 상기 보조전극을 전기적으로 연결시키는 도전패턴은 형성되지 않는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 및 제 2 드라이브 IC는 직접 상기 제 1 기판에 실장되거나, 또는 각각 FPC(flexible printed circuit board)를 개재하여 실장되는 것이 특징이며,
    상기 FPC를 개재하여 실장되는 경우, 상기 FPC 내에 구비된 일 배선과 상기 제 2 전극이 접촉하는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
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