KR102206268B1 - 유기전계 발광소자 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 유기전계 발광소자는 화상을 표시하는 제1 영역과, 화상을 비표시하는 제2 영역을 포함하는 기판과, 상기 기판 상의 제2 영역에 배치된 빛 차단층과, 상기 기판 상의 제1 영역 및 제2 영역에 배치된 제1 유기 절연층과, 상기 기판의 제1 영역에 대응되는 제1 유기 절연층 상에 배치된 제1 전극층과, 상기 기판의 제1 영역 및 제2 영역에 대응되는 제1 유기 절연층 상에 배치되며, 일정 영역에 개구부가 형성된 제2 유기 절연층과, 상기 기판의 제1 영역에 대응되는 제2 유기 절연층의 개구부에 배치된 유기발광패턴층과, 상기 제2 유기 절연층 및 유기발광패턴층 상에 배치된 제2 전극층을 포함할 수 있다.
실시예는 비표시 영역에 배치된 절연층에 대응되도록 빛 차단층을 형성함으로써, 테이퍼진 유기 절연층에 의해 빛이 비표시 영역으로 새는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

유기전계 발광소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}

실시예는 빛 샘 방지를 위한 유기전계 발광소자에 관한 것이다.

최근에는 정보 통신 발달과 함께 표시장치가 급격하게 발전해오고 있다. 특히, 표시장치 중 유기전계발광소자는 자발광 소자로써, 별도의 백라이트 유닛을 구비하지 않아도 되므로, 다른 표시장치에 비해 얇게 형성하며 낮은 소비전력을 가질 수 있다.

일반적으로 유기전계 발광소자는 기본적으로 애노드 전극, 캐소드 전극 및 상기 두 전극 사이에 개재된 유기발광패턴층과, 각 층간의 절연을 위한 절연층을 포함할 수 있다. 이러한 유기전계 발광소자는 유기발광패턴층에서 발생되는 빛이 캐소드 전극층에서 반사되어 기판 면으로 빛이 발광하는 구조로 이루어져 있다.

하지만, 종래 유기전계 발광소자는 제조 공정 중 절연층으로 사용되는 유기 물질들의 끝단이 테이퍼지도록 형성되는 구조로 이루어져 있다. 테두리 영역에는 유기발광패턴층이 없지만, 화소의 표시 영역에서 발생되는 빛이 유기 물질을 통해 굴절하여 테두리 영역에 있는 캐소드 전극층에 의해 반사되고, 이로 인해 테두리 영역에서 빛 샘 현상이 발생하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 실시예는 빛 샘 현상을 방지하기 위한 유기전계 발광소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 화상을 표시하는 제1 영역과, 화상을 비표시하는 제2 영역을 포함하는 기판과, 상기 기판 상의 제2 영역에 배치된 빛 차단층과, 상기 기판 상의 제1 영역 및 제2 영역에 배치된 제1 유기 절연층과, 상기 기판의 제1 영역에 대응되는 제1 유기 절연층 상에 배치된 제1 전극층과, 상기 기판의 제1 영역 및 제2 영역에 대응되는 제1 유기 절연층 상에 배치되며, 일정 영역에 개구부가 형성된 제2 유기 절연층과, 상기 기판의 제1 영역에 대응되는 제2 유기 절연층의 개구부에 배치된 유기발광패턴층과, 상기 제2 유기 절연층 및 유기발광패턴층 상에 배치된 제2 전극층을 포함할 수 있다.

실시예는 비표시 영역에 배치된 절연층에 대응되도록 빛 차단층을 형성함으로써, 테이퍼진 유기 절연층에 의해 빛이 비표시 영역으로 새는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 나타낸 개략 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 빛 샘 동작을 나타낸 단면도이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 나타낸 개략 단면도이다.
도 4는 제3 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 나타낸 개략 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 제1 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 나타낸 개략 단면도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 빛 샘 동작을 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 배치된 빛 차단층(900)과, 상기 빛 차단층(900) 상에 순차적으로 배치된 게이트 절연층(200) 및 페시베이션층(300)과, 상기 페시베이션층(300) 상에 배치된 제1 유기 절연층(400), 상기 제1 유기 절연층(400) 상에 배치된 제1 전극층(500), 상기 제1 유기 절연층(400) 상에 배치되며 일정 영역에 개구부가 형성된 제2 유기 절연층(600), 상기 제2 유기 절연층(600)의 개구부에 배치된 유기발광패턴층(700), 상기 유기발광패턴층(700) 및 제2 유기 절연층(600) 상에 배치된 제2 전극층(800)을 포함한다.

기판(100)은 제1 영역(AA)과 제2 영역(NA)을 포함할 수 있다. 기판(100)의 제1 영역(AA)은 화상을 표시하기 위한 표시영역일 수 있으며, 제2 영역(NA)은 제1 영역(AA)의 가장자리 영역인 비표시 영역일 수 있다.

기판(100)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 기판(100)은 리지드하거나, 플렉시블한 재질로 형성될 수 있다. 기판(100)은 투명한 유리 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

기판(100) 상에는 화소를 구동하는 구동 소자(미도시)가 배치될 수 있다. 구동 소자는 각 화소를 선택하는 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막트랜지스터를 경유한 전기적 신호, 예컨대 데이터 신호에 의해 구동하여 유기전계 발광소자를 발광시키는 구동 박막트랜지스터와 전기적 신호를 일정 시간 유지시키기 위한 캐패시터를 포함할 수 있다. 기판 상에는 다수의 배선이 형성될 수 있다. 다수의 배선은 서로 교차하여 배치된 게이트 배선과 데이터 배선일 수 있다.

기판(100) 상에는 빛 차단층(900)이 배치될 수 있다. 빛 차단층(900)은 제2 전극층(800)에 의해 반사된 빛을 차단시키는 역할을 한다. 빛 차단층(900)에 대해서는 추후 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

기판(100) 상에는 게이트 절연층(200) 및 페시베이션층(300)이 배치될 수 있다. 게이트 절연층(200) 및 페시베이션층(300)은 기판(100)의 제1 영역(AA) 및 제2 영역(NA) 모두에 대응되도록 배치될 수 있다.

게이트 절연층(200)은 게이트 배선과 데이터 배선은 그 사이에 개재되어 게이트 배선과 데이터 배선을 서로 절연시키는 역할을 한다. 페시베이션층(300)은 기판 상에 배치된 구동 소자 및 다수의 배선을 보호하는 역할을 한다. 또한, 페시베이션층(300)은 기판(100) 상에 배치된 구동 소자나 다수의 배선에 의한 단차를 제거하기 위한 평탄화기능을 수행할 수 있다.

페시베이션층(300) 상에는 제1 유기 절연층(400)이 배치될 수 있다. 제1 유기 절연층(400)은 기판(100)의 제1 영역(AA) 전면 및 제2 영역(NA)의 일부에 형성될 수 있다. 제1 유기 절연층(400)은 제1 전극층(500)과 제2 전극층(800) 사이를 절연시키는 역할을 한다. 제1 유기 절연층(400)은 유기 물질로 형성될 수 있다.

제1 유기 절연층(400) 상에는 제1 전극층(500)이 배치될 수 있다. 제1 전극층(500)은 기판(100)의 제1 영역(AA)에 대응하는 제1 유기 절연층(500) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극층(500)은 각 화소별로 분리되어 제1 유기 절연층(400) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극층(500)은 제1 유기 절연층(400)에 구비된 콘택홀을 통해 구동 소자와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극층(500)은 애노드 전극일 수 있다.

제1 전극층(500)은 제1 유기 절연층(400) 상에 광을 투과할 수 있는 투명한 재질의 인듐-틴-옥사이드(ITO) 재질로 형성될 수 있으며, 기판(100) 상에 증착된 ITO를 포토 공정 및 식각 공정으로 패터닝하여 각 화소에 배치되도록 형성할 수 있다.

제2 유기 절연층(600)은 제1 유기 절연층(400) 상에 배치될 수 있다. 제2 유기 절연층(600)은 제1 영역(AA) 및 제2 영역(NA)의 일부에 배치될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제2 유기 절연층(600)은 제1 전극층(500)의 에지를 따라 덮으며 각 화소의 주변과 대응되도록 배치될 수 있다. 제2 유기 절연층(600)에는 개구부가 형성될 수 있다.

상기 제2 유기 절연층(600)의 개구부는 제1 전극층(500)이 노출되도록 형성될 수 있다. 제2 유기 절연층(600)의 개구부는 현상 공정에 의해 제거할 수 있다. 개구부가 형성된 제2 유기 절연층(600)의 측벽은 일정 경사를 가지도록 형성될 수 있다. 기판(100)의 제2 영역(NA)에 대응되는 영역에 배치된 제2 유기 절연층(600)은 상부면이 테이퍼지도록 형성될 수 있다.

유기발광패턴층(700)은 기판(100)의 제1 영역(AA)에 대응되는 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 유기발광패턴층(700)은 제2 유기 절연층(600)에 형성된 개구부에 배치될 수 있다. 유기발광패턴층(700)은 적,녹,청의 색을 표현하게 되는데, 각 화소마다 적,녹,청색을 발광하는 별도의 유기물질을 패터닝하여 사용한다.

유기발광패턴층(700)과 제1 전극층(500) 사이에는 제1 전하주입층(미도시) 및 제1 전하수송층(미도시) 중 어느 하나 또는 둘을 포함할 수 있다. 또한, 유기발광패턴층(700)과 후술할 제2 전극층(800) 사이에는 제2 전하주입층(미도시) 및 제2 전하수송층(미도시) 중 어느 하나 또는 둘을 포함할 수 있다.

유기발광패턴층(700) 및 제2 유기 절연층(600) 상에는 제2 전극층(800)이 배치될 수 있다. 제2 전극층(800)은 기판(100)의 제1 영역(AA) 및 제2 영역(NA)의 전면에 배치될 수 있다.

기판(100)의 제2 영역(NA)에 배치된 제2 전극층(800)은 제2 유기 발광층(600)의 형상에 대응되도록 테이프 진 형상으로 형성될 수 있다.

제2 전극층(800)은 캐소드 전극일 수 있다. 제2 전극층(800)은 제1 전극층(500)에 비해 일함수 값이 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 제2 전극층(800)은 저온 증착에 의해 형성될 수 있다. 제2 전극층(800)은 제1 전극층(500)보다 두껍게 형성될 수 있다.

한편, 빛 차단층(900)은 기판(100)의 제2 영역(NA) 상에 배치될 수 있다. 빛 차단층(900)은 불투명한 재질로 형성될 수 있다. 빛 차단층(900)은 불투명한 금속 재질 또는 불투명한 비금속 재질로 형성될 수 있다. 빛 차단층(900)은 부도체일 수 있다. 빛 차단층(900)은 구동 소자의 형성하는 재료와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 빛 차단층(900)은 구동 소자 형성과 동시에 형성할 수 있다.

빛 차단층(900)은 기판(100)의 제1 영역(AA)에 형성된 유기발광패턴층(700)과 동일한 수직 상에 배치될 수 있다. 빛 차단층(900)은 기판(100)의 제1 영역(AA)의 가장자리 영역에 배치된 유기발광패턴층(700)과 동일한 수직 상에 배치될 수 있다. 빛 차단층(900)의 일측 끝단은 유기발광패턴층(700)의 타측 끝단과 동일한 수직 상에 배치될 수 있다. 빛 차단층(900)의 폭(W2)은 기판(100)의 제2 영역(NA)에 배치된 제1 유기 절연층(400)의 폭(W1)보다 크게 형성될 수 있다. 빛 차단층(900)은 기판(100)의 제2 영역(NA)에 배치된 제2 유기 절연층(600)의 폭보다 크게 형성될 수 있다. 빛 차단층(900)은 기판(100)의 제2 영역(NA)에 배치된 제2 전극층(800)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 표시 영역에서 발생된 빛이 기판(100)의 제2 영역(NA)에 배치된 제1 유기 절연층(400) 및 제2 유기 절연층(600)을 통해 진행되면, 진행된 빛은 제2 전극층(800)을 통해 반사되고, 제2 전극층(800)을 통해 반사된 빛은 빛 차단층(900)에 의해 빛이 비표시 영역으로 출사되는 것을 방지할 수 있다.

다시 말해, 제2 유기 절연층(600)은 테이퍼진 형상으로 형성되었기 때문에 비표시 영역에 빛이 새는 현상이 발생할 수 있으나, 비표시 영역에 빛 차단층(900)을 형성함으로써 비표시 영역에 진행되는 빛은 차단될 수 있게 된다.

도 3은 제2 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 나타낸 개략 단면도이다.

도 3을 참조하면, 제2 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 배치된 빛 차단층(900)과, 상기 빛 차단층(900) 상에 순차적으로 배치된 게이트 절연층(200) 및 페시베이션층(300)과, 상기 페시베이션층(300) 상에 배치된 제1 유기 절연층(400), 상기 제1 유기 절연층(400) 상에 배치된 제1 전극층(500)과, 상기 제1 유기 절연층(400) 상에 배치되며 일정 영역에 개구부가 형성된 제2 유기 절연층(600), 상기 제2 유기 절연층(600)의 개구부에 배치된 유기발광패턴층(700), 상기 유기발광패턴층(700) 및 제2 유기 절연층(800) 상에 배치된 제2 전극층(800)을 포함한다. 여기서, 빛 차단층(900)을 제외한 구성은 제1 실시예에 따른 유기전계 발광소자와 동일하므로 생략한다.

빛 차단층(900)은 기판(100)의 제2 영역(NA) 상의 일부에 배치될 수 있다. 빛 차단층(900)은 불투명한 재질로 형성될 수 있다. 빛 차단층(900)은 불투명한 금속 재질 또는 불투명한 비금속 재질로 형성될 수 있다. 빛 차단층(900)은 부도체일 수 있다.

빛 차단층(900)은 기판(100)의 제1 영역(AA)에 형성된 유기발광패턴층(700)과 동일한 수직 상에 배치될 수 있다. 빛 차단층(900)의 일측 끝단은 유기발광패턴층(700)의 타측 끝단과 동일한 수직 상에 배치될 수 있다. 빛 차단층(900)의 폭(W2)은 제1 유기 절연층(400)의 폭(W1)과 동일하게 형성될 수 있다. 제1 유기 절연층(400)의 폭이 제2 유기 절연층(600)의 폭보다 작게 형성될 경우, 빛 차단층(900)은 제2 유기 절연층(600)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다.

제2 실시예에 따른 빛 차단층(900)은 비표시 영역에서 제2 전극층에 의해 반사된 빛이 진행되는 것을 차단할 수 있다.

도 4는 제3 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 나타낸 개략 단면도이다.

도 4를 참조하면, 제3 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 배치된 빛 차단층(900)과, 상기 빛 차단층(900) 상에 순차적으로 배치된 게이트 절연층(200) 및 페시베이션층(300)과, 상기 페시베이션층(300) 상에 배치된 제1 유기 절연층(400), 상기 제1 유기 절연층(400) 상에 배치된 제1 전극층(500)과, 상기 제1 유기 절연층(400) 상에 배치되어 일정 영역에 개구부가 형성된 제2 유기 절연층(600)과, 상기 제2 유기 절연층(600)의 개구부에 배치된 유기발광패턴층(700), 상기 유기발광패턴층(700) 및 제2 유기 절연층(600) 상에 배치된 제2 전극층(800)을 포함한다. 여기서, 빛 차단층(900)을 제외한 구성은 제1 실시예에 따른 유기전계 발광소자와 동일하므로 생략한다.

빛 차단층(900)은 기판(100)의 제1 영역(AA) 및 제2 영역(NA)에 대응되는 영역의 배치될 수 있다. 빛 차단층(900)은 기판(100)의 제2 영역(NA)의 전면에 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 빛 차단층(900)은 기판(100)의 제1 영역(AA)의 일부에 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 빛 차단층(900)은 기판(100)의 제1 영역(AA)에 형성된 유기발광패턴층(700)의 일부와 중첩되도록 배치될 수 있다.

제3 실시예에 따른 빛 차단층은 비표시 영역에서 제2 전극층에 의해 반사된 빛을 더욱 안정적으로 차단할 수 있다.

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

100: 기판 200: 게이트 절연층
300: 페시베이션층 400: 제1 유기 절연층
600: 제2 유기 절연층 700: 유기발광패턴층
800: 제2 전극층 900: 빛 차단층

Claims (6)

1. 복수의 화소들을 포함하여 화상을 표시하는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 가장자리 영역으로서 화소를 포함하지 않아 화상을 비표시하는 제2 영역을 포함하는 기판;
   상기 기판 상의 제1 영역 및 제2 영역에 배치되는 게이트 절연층;
   상기 기판 상의 제2 영역에만 배치되고, 상기 게이트 절연층에 의해 덮이는 빛 차단층;
   상기 기판 상의 제1 영역 및 제2 영역에 대응되는 상기 게이트 절연층 상에 배치되며, 상기 제2 영역에서 끝단이 테이퍼진 제1 유기 절연층;
   상기 기판의 제1 영역에 대응되는 제1 유기 절연층 상에 배치된 제1 전극층;
   상기 기판의 제1 영역 및 제2 영역에 대응되는 제1 유기 절연층 상에 배치되며, 상기 제1 영역에 개구부가 형성되고 상기 제2 영역에서 끝단이 테이퍼진 제2 유기 절연층;
   상기 제2 유기 절연층의 개구부에 배치된 유기발광패턴층; 및
   상기 제2 유기 절연층 및 유기발광패턴층 상에 배치되며, 상기 제2 영역에서 상기 제2 유기 절연층의 테이퍼진 끝단 및 상기 제1 유기 절연층의 테이퍼진 끝단을 덮으며 연장되는 제2 전극층;을 포함하고,
   상기 빛 차단층은 상기 제1 유기 절연층의 테이퍼진 끝단 및 상기 제2 유기 절연층의 테이퍼진 끝단을 덮는 상기 제2 전극층과 중첩되는 유기전계 발광소자.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 빛 차단층의 일측 끝단은 유기발광패턴층의 타측 끝단과 동일한 수직 상에 배치되는 유기전계 발광소자.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 유기 절연층의 폭은 제2 유기 절연층의 폭보다 크며, 상기 빛 차단층은 기판의 제2 영역에 배치된 제1 유기 절연층의 폭 보다 크게 형성된 유기전계 발광소자.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 유기 절연층의 폭은 제2 유기 절연층의 폭보다 크며, 상기 빛 차단층은 기판의 제2 영역에 배치된 제1 유기 절연층의 폭과 동일한 유기전계 발광소자.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 빛 차단층은 불투명 금속 재질 또는 불투명한 비금속 재질로 형성되는 유기전계 발광소자.

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