KR20050071955A - 유기 전계 발광 소자를 적용한 백라이트 유니트와, 이의 제조 방법과, 이의 구동 방법 - Google Patents

유기 전계 발광 소자를 적용한 백라이트 유니트와, 이의 제조 방법과, 이의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

유기 전계 발광 소자를 적용한 백라이트 유니트와, 이의 제조 방법과, 이의 구동 방법을 개시한다. 본 발명은 수광형 디스플레이의 광원으로 사용되는 백라이트 유니트에 관한 것으로서, 광원은 저분자 또는 고분자로 된 유기물이나, 유기물과 무기물을 하이브리드한 유기 전계 발광 소자로 이루어지며, 유기 전계 발광 소자의 각 픽셀이 X행과 Y열로 이차원적으로 배열되며, 각 픽셀이 순차적이며, 주기적으로 구동하는 것에 의하여 발광되는 것으로서, 유기 전계 발광 소자를 순차적으로 구동함에 따라서 백라이트 유니트의 수명을 극대화시킬 수가 있다.

Description

유기 전계 발광 소자를 적용한 백라이트 유니트와, 이의 제조 방법과, 이의 구동 방법{Back light unit applying electro luminescent device and}
본 발명은 백라이트 유니트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 순차적으로 구동가능한 유기 전계 발광 소자를 액정 표시 장치와 같은 수광형 디스플레이에 이용하도록 구조가 개선된 유기 전계 발광 소자를 적용한 백라이트 유니트와, 이의 제조 방법과, 이의 구동 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 평판 디스플레이(flat display)는 크게 발광형과, 수광형으로 분류할 수 있다. 발광형 디스플레이로는 평판 음극선관(flat cathode ray tube)과, 플라즈마 표시장치(plasma display panel)와, 전계 발광 소자(electro luminescent device)와, 발광 다이오드(light display panel) 등이 있다. 수광형 디스플레이로는 액정 표시 장치(liquid crystal display)가 있다.
이중에서, 액정 표시 장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 빛이 입사되어 화상을 형성하는 수광형 디스플레이이므로, 어두운 곳에서는 화상을 관찰할 수 없는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 액정 표시 장치의 배면에는 백라이트 유니트(back light unit)가 설치되어 빛을 조사한다. 이에 따라, 어두운 곳에서도 화상을 관찰할 수 있다. 백라이트 유니트는 액정 표시 장치와 같은 수광형 디스플레이외에도 조명 간판등과 같은 면광원 장치에도 사용되고 있다.
백라이트 유니트는 광원의 배치 형태에 따라서, 액정 패널의 바로 아래서 설치된 다수의 광원이 빛을 액정 패널에 직접 조사하는 직하 발광형(direct light type)과, 도광판(light guide panel)의 측벽에 설치된 광원이 빛을 조사하여 액정 패널에 전달하는 가장자리 발광형(edge light type)으로 분류할 수 있다.
백라이트 유니트의 광원중 하나인 형광 램프는 전극의 형태에 따라서 양 단부의 전극이 관내에 설치되는 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp:CCFL)와, 양 단부의 전극이 관외에 설치된 관외 전극 형광 램프(external electrode flurescent lamp:EEFL) 등으로 구분된다.
도 1은 종래의 가장자리 발광 방식이 적용된 백라이트 유니트(10)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 백라이트 유니트(10)는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터 발광되는 빛을 안내하는 도광판(12)과, 상기 도광판(12)의 하부에 설치되는 반사판(13)과, 상기 도광판(12)의 상부에 설치되는 확산판(14)과, 상기 확산판(14)의 상부에 설치되는 프리즘 쉬트(15)를 포함한다. 한편, 상기 광원(11)의 외부에는 광원 커버(16)가 설치되어 있다.
도 2는 종래의 직하 발광 방식이 적용된 백라이트 유니트(20)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 백라이트 유니트(20)는 소정 간격 이격되게 배치된 다수개의 광원(21)과, 상기 광원(21)의 하부에 설치되는 반사판(22)과, 상기 반사판(22)의 하부에 설치되는 보호판(23)과, 상기 광원(21)의 상부에 설치되는 확산판(24)과, 상기 확산판(24)의 상부에 설치되는 프리즘 쉬트(25)를 포함한다.
이러한 구조를 가지는 백라이트 유니트(10)(20)는 상기 광원(11)(21)에 교류형 전원이 인가되면, 전극간의 방전에 의하여 방전 가스로부터 발생된 자외선이 형광체층을 여기시켜 가시광선으로 변환하게 된다. 이 빛은 도 1에서처럼 도광판(12)을 통하여 안내되어서 반사판(13)으로 일부 반사되거나, 도 2에서처럼 도광판을 거치지 않고 반사판(22)으로 일부 반사된다. 이어서, 상기 확산판(14)(24)을 통하여 빛이 확산되고, 확산된 빛은 프리즘 쉬트(15)(25)를 경유하여 액정 패널로 조사하는 것이 가능하게 된다.
이때, 상기 광원(12)(21)으로는 양 단부의 전극이 관내에 설치되는 냉음극 형광 램프나, 양 단부의 전극이 관외에 설치된 관외 전극 형광 램프를 사용가능하다.
그런데, 냉음극 형광 램프를 적용하는 경우에는 이들을 병렬로 연결하여 방전하게 되면 순차적인 방전에 의한 어느 임의의 램프에 방전이 개시된다. 이때, 방전 전류에 의한 전압 강하가 발생되고, 방전은 넓게 퍼지기 이전에 먼저 발생한 형광 램프에 전류가 집중되면서 다른 형광 램프로는 전류의 흐름이 거의 없어 결국 한 형광 램프만 방전하게 된다.
관외 전극 형광 램프를 적용하는 경우에는 이들을 병렬로 연결하여 방전하게 되면 전극이 방전 공간에 노출되어 있지 않으므로 전류가 전극으로 바로 흐르지 못하고 전하가 양쪽 전극이 설치된 부분에 축적된다. 형광 램프 양 단에 벽전하에 의한 역전압의 형성으로 방전은 중단되고, 이어서, 다른 형광 램프에 전류가 흘러 방전되고 마찬가지로 벽전하 형성후에 또 다른 형광 램프가 순차적으로 방전되어서 하나의 인버터에 의하여 다수의 형광 램프가 발광한다.
최근에는, 수광형 디스플레이의 화면 크기가 대형화됨에 따라서 백라이트 유니트의 대형화도 불가피하다. 백라이트 유니트가 대형화된다는 것은 형광 램프의 길이와 개수가 증가되는 것을 의미한다. 이렇게 대형화에 따라서, 백라이트 유니트의 표면 온도 및 인버터의 트랜스 온도는 상승하게 된다. 표면 온도가 상승하게 되면, 액정 표시 장치가 제 기능을 발휘하지 못하게 된다.
더욱이, 형광 램프로부터 조사되는 빛이 액정 디스플레이로 진행하는 동안 반사판, 도광판, 확산판, 프리즘 쉬트를 경유하면서 형광 램프에서 조사되는 빛이 액정 패널의 표면에 도달할 때에는 30 내지 40% 정도의 효율을 나타낸다.
아울러, 수광형 디스플레이가 점차적으로 대형화됨에 따라서, 다수개의 광원이 배치되고, 이들을 서로 병렬로 연결시켜서 광량을 증대시키게 된다. 이에 따라, 백라이트 유니트는 소비 전력이 증가하게 되므로, 냉음극 형광 램프의 경우에는 형광 램프의 관내 전극이 열화되어 그 수명이 단축되고, 결과적으로는 장시간 사용시 휘도의 균일성이 급격이 저하된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 투명한 애노우드전극과, 일함수가 낮은 캐소우드 전극과, 그 사이에 박막의 유기 발광막을 개재한 유기 전계 발광 소자를 수광형 디스플레이의 광원으로서 이용하여 광의 효율을 향상시킨 유기 전계 발광 소자를 적용한 백라이트 유니트와, 이의 제조 방법과, 이의 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 유기 전계 발광 소자를 순차적으로 구동하여 액정 패널로 빛을 조사하여서 저전력과, 수광 디스플레이의 대형화가 가능한 유기 전계 발광 소자를 적용한 백라이트 유니트와, 이의 제조 방법과, 이의 구동 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 유기 전계 발광 소자를 적용한 백라이트 유니트는,
수광형 디스플레이의 광원으로 사용되는 백라이트 유니트에 관한 것으로서,
상기 광원은 저분자 또는 고분자로 된 유기물이나, 유기물과 무기물을 하이브리드화한 유기 전계 발광 소자로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유기 전계 발광 소자는,
투명한 기판;과,
상기 기판의 상면에 형성된 애노우드 전극;과,
상기 애노우드 전극의 상부에 형성된 정공 수송 기능층과, 발광층과, 전자 수송 기능층이 순차적으로 적층되어서 픽셀을 형성하는 유기 발광막;과,
상기 유기 발광막상에 형성된 캐소우드 전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광층은 모노의 색으로 발광하는 유기 저분자 발광 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 한다.
게다가, 상기 발광층은 모노의 색으로 발광하는 적어도 하나 이상의 유기 저분자 발광 물질을 혼합하여 백색으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 유기 전계 발광 소자 상에는 이로부터 발광된 빛을 액정 패널로 확산시키도록 확산판이 더 설치된 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 유기 전계 발광 소자는 각 픽셀이 X행과 Y열로 된 이차원의 배열로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 백라이트 유니트의 제조 방법은,
저분자 또는 고분자로 된 유기물이나, 유기물과 무기물을 하이브리드한 유기 전계 발광 소자를 제조하여 수광형 디스플레이의 광원으로 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 투명한 기판을 준비하는 단계;와,
상기 기판의 상면에 애노우드 전극을 형성하는 단계;와,
상기 애노우드 전극의 상부에 정공 수송 기능층과, 발광층과, 전자 수송 기능층을 순차적으로 적층시켜서 유기 발광막을 형성하는 단계;와,
상기 유기 발광막상에 캐소우드 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 유기 발광막을 형성하는 단계에서는,
상기 발광층은 모노의 색으로 발광하는 유기 저분자 발광 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 유기 발광막을 형성하는 단계에서는,
상기 발광층은 모노의 색으로 발광하는 적어도 하나 이상의 유기 저분자 발광 물질을 혼합하여 백색으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 유기 발광막을 형성하는 단계에서는,
정공 수송 기능층, 발광층 및 전자 수송 기능층은 고정세 파인 메탈 마스크를 이용한 인쇄법이나, 레이저 빔을 이용한 증착법이나, 잉크 젯을 이용한 증착법이나, 칼라 패터닝을 이용한 증착법중 어느 하나를 선택하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 백라이트 유니트의 구동 방법은,
수광형 디스플레이의 광원으로 사용되며, 저분자 또는 고분자로 된 유기물이나, 유기물과 무기물을 하이브리드화한 유기 전계 발광 소자의 각 픽셀이 X행과 Y열로 이차원적으로 배열되며, 각 픽셀이 순차적이며, 주기적으로 구동하는 것에 의하여 발광되는 것을 특징으로 한다.
또한, 각 X행과 Y열중 적어도 어느 한 행열에 배열된 픽셀을 공히 발광시키는 동안에 다른 행열에 배열된 픽셀을 발광시키지 않는 제 1 구동 단계와,
제 1 구동 단계에서 발광되지 않은 행열에 배열된 픽셀을 발광시키고, 발광된 행열에 배열된 픽셀을 발광시키지 않는 제 2 구동 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 적용한 백라이트 유니트와, 이의 제조 방법과, 이의 구동 방법을 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유니트(30)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 백라이트 유니트(30)는 유기물, 즉, 저분자나, 고분자를 이용한 발광 소자나 유기물과 무기물을 하이브리드한 유기 전계 발광 소자이다. 상기 백라이트 유니트(30)는 기판(310) 상에 형성되는 애노우드 전극(320)과, 유기 발광막(330 내지 350)과, 캐소우드 전극(360)을 포함하고 있다.,
보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 백라이트 유니트(300)에는 기판(310)이 마련되어 있다. 상기 기판(310)은 투명한 기판으로 이루저져 있다.
상기 기판(310)의 윗면에는 애노우드 전극(320)이 패턴화되어 있다. 상기 애노우드 전극(320)은 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명한 도전막으로 된 것이 바람직하다.
상기 애노우드 전극(320) 상에는 정공 수송 기능층(330)이 코팅되어 있다. 상기 정공 수송 기능층(330)은 정공 주입층(HIL,331)과, 정공 수송층(HTL,332)이 순차적으로 적층되어 이루어져 있다.
상기 정공 주입층(331)은 CuPc(Phthalocyanine Copper)와 같은 소재를 이용하여 상기 애노우드 전극(320)의 윗면에 증착되어 있으며, 상기 정공 수송층(332)은 aNPD(풀네임 기재요망) 이나, TPD(풀네임 기재요망) 와 같은 소재를 이용하여 상기 정공 주입층(331)의 윗면에 증착되어 있다.
상기 정공 수송 기능층(330)의 상부에는 유기 발광층(EML,340)이 형성되어 있다. 상기 유기 발광층(340)은 모노 색상의 적,녹,청색의 유기 저분자 발광 물질뿐만 아니라, 기타색, 이를테면 노란색의 유기 저분자 발광 물질이거나, 상기 색상의 유기 저분자 발광 물질을 적어도 하나 이상 혼합하여 백색으로 제조하여 이용할 수가 있을 것이다.
즉, 상기 유기 발광층(340)이 적색의 유기 저분자 발광 물질로 이루어질 경우에는 DCJTB(풀네임 기재요망) 이나, DCM 계열(풀네임 기재요망) 이나, Nile Red(상품명인지? 확인요망) 에서 선택된 어느 하나에다가 적색 도펀트(dopant)를 소량 첨가하여 형성되는 것이 바람직하다.
상기 유기 발광층(340)이 녹색의 유기 저분자 발광 물질로 이루어질 경우에는 IrPPy3(Iridium tris (phenylpyridine))이나, Alq3(Aluminium tris quinolate)나, C6(상품명인지? 확인요망) 이나, C545T(상품명인지? 확인요망) 에서 선택된 어느 하나에다가 녹색 도펀트를 소량 첨가하여 형성하는 것이 바람직하다.
상기 유기 발광층(340)이 청색의 유기 저분자 발광 물질로 이루어질 경우에는 DPVBi(풀네임 기재요망) 이나, DCS(풀네임 기재요망) 이나, aNPD(풀네임 기재요망) 에서 선택된 어느 하나에다가 청색 도펀트를 소량 첨가하여 형성하는 것이 바람직하다.
상기 유기 발광층(340)이 기타, 이를테면 노란색의 유기 저분자 발광 물질로 이루어질 경우에는 Rubrene(상품명인지? 확인요망) 에다가 노란색 도펀트를 소량 첨가하여 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 유기 발광층(340)이 적,녹,청색등의 유기 저분자 발광 물질의 혼합에 의하여 백색을 띌 경우에는 대략 3가지의 제조 방법을 이용할 수 있을 것이다.
첫째로는, 상호 보색 관계에 있는 색상의 유기 저분자 발광 물질을 이용하여 2파장의 백색으로 제조할 수가 있다. 즉, 청색의 유기 저분자 발광 물질인 DPVBi에 적색 도펀트인 DCJTB를 소량 첨가하여 제조하면 백색으로 제조할 수가 있다.
둘째로는, 적,녹,청색의 유기 저분자 발광 물질을 공히 혼합하여 3파장의 백색으로 제조할 수가 있다. 즉, 청색의 유기 저분자 발광 물질인 DPVBi에다가 적색 도펀트인 DCJTB를 소량 첨가한 다음에 녹색의 유기 저분자 발광 물질인 Alq3를 주입하여 제조하면 백색으로 제조할 수가 있다.
셋째로는, Exciplex(용어의 의미는?기재요망) 를 이용한 방법을 들 수 있다. 즉, 청색-청색의 유기 저분자 발광 물질을 소정의 두께로 적층하게 되면 Exciplex 효과가 생겨서 빛의 파장이 450 나노미터에서 700 나노미터까지 확장된다.
상기 유기 발광층(340)의 윗면에는 전자 수송 기능층(350)이 형성되어 있다. 상기 전자 수송 기능층(350)은 정공 배리어층(HBL,351)과, 전자 수송층(ETL,352)과, 전자 주입층(EIL,353)이 순차적으로 적층되어 이루어져 있다.
상기 정공 배리어층(351)은 BAlq(풀네임 기재요망) 이나, BCP(풀네임 기재요망) 와 같은 소재를 이용하여 상기 유기 발광층(340)의 윗면에 증착되어 있으며, 상기 정공 배리어층(351)의 윗면에는 Alq3(녹색의 유기 저분자 발광 물질과 동일함? 확인요망) 이나, PBD(풀네임 기재요망) 를 이용하여 전자 수송층(352)이 증착되어 있다. 상기 전자 수송층(352)의 윗면에는 LiF(Lithium fluoride)나, CeF(풀네임 기재요망) 를 이용하여 전자 주입층(353)이 증착되어 있다.
이러한 정공 수송 기능층(330), 유기 발광층(340) 및 전자 수송 기능층(350)을 포함하는 유기 발광막을 형성하기 위해서는 고정세 파인 메탈 마스크를 이용한 인쇄법이나, 레이저 빔을 이용한 증착법이나, 잉크 젯(ink-jet)을 이용한 증착법이나, 칼라 패터닝을 이용한 증착법등이 있으며, 상술한 방법중 특별히 어느 하나의 방법에 한정되지 않는다.
상기 전자 수송 기능층(350) 상에는 일함수가 낮은 소재로 된 캐소우드 전극(360)이 형성되어 있다. 상기 캐소우드 전극(360)은 반투과성을 가진 금속막, 예컨대 마그네슘막이나, 은막이나, 마그네슘막과 은막의 혼합물로 이루어져 있다. 상기 캐소우드 전극(360)의 윗면에는 투과형 전도성 산화물로 된 보호막, 이를테면, ITO막이나, IZO막을 추가적으로 증착시킬 수가 있다.
상기와 같은 구조를 가지는 유기 전계 발광 소자로 된 백라이트 유니트(300)는 소자에 순방향으로 전류를 가하면 애노우드 전극(320)으로부터 정공(正孔)이 유기 발광층(340)으로 주입되고, 캐소우드 전극(360)으로부터 전자가 주입되어 유기 발광층(340)에서 재결합하여 화살표로 표시한 바와 같이 액정 패널이 설치된 측으로 발광하게 된다.
한편, 상기 백라이트 유니트(300)의 발광 원리를 이용하여 후술할 실시예에처럼 순차적, 단순 구동에 의하여 다양한 구동 방법으로 구동시킬 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유니트의 구동 방법을 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 기판(400) 상에는 M × N 개의 픽셀(410)이 배치되어 있다. 상기 픽셀(410)은 제각기 기판상에 애노우드 전극, 정공 수송 기능층, 발광층, 전자 수송 기능층, 캐소우드 전극이 순차적으로 적층되어 이루어져 있다. 상기 픽셀(410)은 원형이나, 사각형의 형상을 가질 수 있으며, 각각의 면적은 수 ㎛2부터 수 ㎡ 정도가 적당하다. 또한, 이러한 백라이트 유니트를 구동하는 방식은 수동 방식과 능동 방식중 선택하여 수행할 수 있다.
상기와 같은 구조를 가지는 백라이트 유니트는 3 단계의 주기적인 순차구동을 하게 된다.
즉, 제 1 구동시에는 도 4에 도시된 바와 같이 기판(400)의 좌측을 기준으로 하여 흑색으로 표시한 부분인 제 1 열(411), 제 4 열(414), 제 7 열(417)....3N-2 열에 위치한 픽셀들만 발광시키게 된다. 이때, 다른 열에 있는 픽셀들은 발광을 시키지 않게 된다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이 제 2 열(412), 제 5 열(415), 제 8 열(418)....3N-1 열에 위치한 픽셀들만 발광시켜서 제 2 구동을 수행하게 된다. 이때, 다른 열에 있는 픽셀들은 발광을 시키지 않게 된다.
이어서, 일정 시간이 흐른 다음에 도 6에 도시된 바와 같이 제 3 열(413), 제 6 열(416), 제 9 열(419)...3N 열에 위치한 픽셀들만 발광시켜서 제 3 구동을 수행하게 된다. 이때, 다른 열에 있는 픽셀들이 발광되지 않는 것은 물론이다.
상기와 같이 제 1, 2 및 3 구동순으로 순차적이고, 주기적으로 반복 구동하게 되면, 백라이트 유니트는 면광원으로서의 역할을 하게 된다. 이때, 백라이트 유니트의 최상부에는 유기 전계 발광 방식을 이용한 픽셀들으로부터 발생된 빛을 패널로 균일하게 확산시키기 위하여 확산판이 설치되어 있는 것이 바람직하다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유니트의 구동 방법을 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 기판(700) 상에는 P × Q 개의 픽셀(710)이 배치되어있다. 상기 백라이트 유니트는 기판상에 애노우드 전극, 정공 수송 기능층, 발광층, 전자 수송 기능층, 캐소우드 전극이 순차적으로 적층되어 있으며, 액정 디스플레이의 일측에 부착되어 있다.
이와 같은 구조를 가지는 백라이트 유니트는 2 단계의 주기적인 순차 구동을 수행하여서 광원으로서 역할을 하게 된다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이 기판(700)의 좌측 상단을 기준으로 하여 제 1 행에서 제 1 열(711), 제 3 열(713), 제 5 열(715)...2P-1 열에 위치한 픽셀을 발광시키게 된다. 이와 동시에, 제 2 행에서 제 2 열(722), 제 4 열(724), 제 6 열(726)...2P 열에 위치한 픽셀을 발광시키게 된다.
정리하면, 제 1 행(711), 제 3 행(731), 제 5 행(751)...2Q-1 행에 위치한 픽셀은 제 1 열(711), 제 3 열(713), 제 5 열(715)...2P-1 열에 위치한 픽셀을 발광시키게 되고, 제 2 행(721), 제 4 행(741), 제 6 행(761)...2Q-1 행에 위치한 픽셀은 제 2 열(722), 제 4 열(724), 제 6 열(726)...2P 열에 위치한 픽셀을 발광시키게 된다.
이에 따라, 제 1 구동시에는 상기 기판(700) 상에 흑색으로 표시한 부분과 같이 격자 패턴으로 발광하게 된다. 그 이외의 다른 행열에 위치한 다른 격자 패턴의 픽셀들은 발광되지 않는다.
다음으로, 일정한 시간이 지난 후에는 도 8에 도시된 바와 같이 이미 발광된 부분은 발광되지 않고, 발광되지 않은 부분에 위치한 픽셀들이 발광하게 된다.
제 1 행에서 제 2 열(712), 제 4 열(714), 제 6 열(716)...2P 열에 위치한 픽셀을 발광시키게 된다. 이와 동시에, 제 2 행에서 제 1 열(721), 제 3 열(723), 제 5 열(725)...2P-1 열에 위치한 픽셀을 발광시키게 된다.
이를 정리하면, 제 1 행(711), 제 3 행(731), 제 5 행(751)...2Q-1 행에 위치한 픽셀은 제 2 열(712), 제 4 열(714), 제 6 열(716)...2P-1 열에 위치한 픽셀을 발광시키게 되고, 제 2 행(721), 제 4 행(741), 제 6 행(761)...2Q 행에 위치한 픽셀은 제 1 열(721), 제 3 열(723), 제 5 열(725)...2P-1 열에 위치한 픽셀을 발광시키게 된다.
따라서, 제 2 구동시에는 상기 기판(700) 상에 흑색으로 표시한 부분과 같이 격자 패턴으로 발광하게 되고, 이 격자 패턴은 제 1 구동시에 발광된 격자 패턴과는 다른 위치에 해당되는 픽셀로 이루어져 있으며, 그 이외의 다른 행렬에 위치한 픽셀들은 발광되지 않는다.
상기와 같이, 제 1 및 제 2 구동순으로 계속하여 순차적으로 구동하여서 확산판 상에 보면 면광원으로서 백라이트 역할을 수행할 수 있다 할 것이다. 이러한 순차 구동시 소요되는 시간은 수 마이크로미터초 정도이고, 확산판에 의하여 픽셀로부터 발광되는 빛은 액정 디스플레이로 확산되는 효과가 있으므로, 휘도의 영향으로부터 비교적 자유롭다 할 것이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백라이트 유니트의 구동 방법을 도시한 것이다.
본 실시예에서는 백라이트 유니트가 대면적일 경우에 상술한 바 있는 제 1 또는 제 2 실시예를 하나의 모듈로 간주하고, 이들을 다수개 부착하여 구동하는 것을 도시하고 있다. 이에 따라, 제 1 기판(910), 제 2 기판(920), 제 3 기판(930), 제 4 기판(940)...S개의 기판이 마련되어 있으며, 각 기판상의 픽셀(911 내지 941)은 제 1 또는 제 2 실시예의 구동 방법인 순차적이고 주기적인 방법으로 발광시키게 된다. 이때, 백라이트 유니트의 상부에는 확산판이 설치되어 있다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명의 유기 전계 발광 소자를 적용한 백라이트 유니트와, 이의 제조 방법과, 이의 구동 방법은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 수광 디스플레이의 광원으로서, 유기 전계 발광 소자를 이용함으로써 표면 온도의 상승을 방지하고, 저전력 구동이 가능하다.
둘째, 유기 전계 발광 소자를 하나의 모듈로 제조하고, 다수개의 모듈을 상호 연결하게 됨으로써, 백라이트 유니트의 대형화가 가능하다.
셋째, 반사판, 프리즘 쉬트, 도광판등을 사용하지 않게 됨으로써, 빛의 손실을 최소화시키게 되고, 결과적으로 빛의 효율을 향상시킬 수가 있다.
넷째, 유기 전계 발광 소자를 순차적으로 구동함에 따라서 백라이트 유니트의 수명을 극대화시킬 수가 있다.
다섯째, 유기 전계 발광 소자의 두께가 얇아짐에 따라서, 백라이트 유니트의 두께를 줄일 수 있고, 결과적으로 수광형 디스플레이의 박형화가 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 일 예에 따른 백라이트 유니트를 도시한 단면도,
도 2는 종래의 다른 예에 따른 백라이트 유니트를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유니트를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유니트의 제 1 구동 상태를 도시한 개략도,
도 5는 도 4의 백라이트 유니트의 제 2 구동 상태를 도시한 개략도,
도 6은 도 4의 백라이트 유니트의 제 3 구동 상태를 도시한 개략도,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백라이트 유니트의 제 1 구동 상태를 도시한 개략도,
도 8은 도 7의 백라이트 유니트의 제 2 구동 상태를 도시한 개략도,
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백라이트 유니트가 구동한 상태를 도시한 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300...유기 전계 발광 소자 310...기판
320...애노우드 전극 330...정공 수송 기능층
331...정공 주입층 332...정공 수송층
340...발광층 350...전자 수송 기능층
351...정공 배리어층 352...전자 수송층
353...전자 주입층 360...캐소우드 전극

Claims (32)

  1. 수광형 디스플레이의 광원으로 사용되는 백라이트 유니트에 관한 것으로서,
    상기 광원은 저분자 또는 고분자로 된 유기물이나, 유기물과 무기물을 하이브리드한 유기 전계 발광 소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 전계 발광 소자는,
    투명한 기판;과,
    상기 기판의 상면에 형성된 애노우드 전극;과,
    상기 애노우드 전극의 상부에 형성된 정공 수송 기능층과, 발광층과, 전자 수송 기능층이 순차적으로 적층되어서 픽셀을 형성하는 유기 발광막;과,
    상기 유기 발광막상에 형성된 캐소우드 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 애노우드 전극은 투명한 도전막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 정공 수송 기능층은 상기 애노우드 전극상에 형성된 정공 주입층과, 상기 정공 주입층상에 형성된 정공 수송층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 정공 주입층은 CuPc(Phthalocyanine Copper)인 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 정공 수송층은 aNPD(풀네임 기재요망) 이나, TPD(풀네임 기재요망) 에 서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 발광층은 모노의 색으로 발광하는 유기 저분자 발광 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광층은 DCJTB(풀네임 기재요망) 이나, DCM 계열(풀네임 기재요망) 이나, Nile Red(상품명인지? 확인요망) 에서 선택된 어느 하나에다가 적색 도펀트(dopant)를 소량 첨가하여 형성된 적색의 유기 저분자 발광 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광층은 IrPPy3(Iridium tris (phenylpyridine))이나, Alq3(Aluminium tris quinolate)나, C6(상품명인지? 확인요망) 이나, C545T(상품명인지? 확인요망) 에서 선택된 어느 하나에다가 녹색 도펀트를 소량 첨가하여 형성된 녹색의 유기 저분자 발광 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광층은 DPVBi(풀네임 기재요망) 이나, DCS(풀네임 기재요망) 이나, aNPD(풀네임 기재요망) 에서 선택된 어느 하나에다가 청색 도펀트를 소량 첨가하여 형성된 청색의 유기 저분자 발광 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광층은 Rubrene(상품명인지? 확인요망) 에다가 노란색 도펀트를 소량 첨가하여 형성된 노란색의 유기 저분자 발광 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 발광층은 모노의 색으로 발광하는 적어도 하나 이상의 유기 저분자 발광 물질을 혼합하여 백색으로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 수송 기능층은 상기 발광층상에 형성된 정공 배리어층과, 상기 정공 배리어층상에 형성된 전자 수송층과, 상기 전자 수송층상에 형성된 전자 주입층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 정공 배리어층은 BAlq(풀네임 기재요망) 이나, BCP(풀네임 기재요망) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 전자 수송층은 Alq3(녹색의 유기 저분자 발광 물질과 동일함? 확인요망) 이나, PBD(풀네임 기재요망) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 전자 주입층은 LiF(Lithium fluoride)나, CeF(풀네임 기재요망) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  17. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐소우드 전극은 일함수가 낮은 반투과성을 가진 금속막으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 금속막은 마그네슘막이나, 은막이나, 마그네슘막과 은막의 혼합물중 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 전계 발광 소자 상에는 이로부터 발광된 빛을 액정 패널로 확산시키도록 확산판이 더 설치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 전계 발광 소자는 각 픽셀이 X행과 Y열로 된 이차원의 배열로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  21. 저분자 또는 고분자로 된 유기물이나, 유기물과 무기물을 하이브리드한 유기 전계 발광 소자를 제조하여 수광형 디스플레이의 광원으로 이용하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트를 제조하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    투명한 기판을 준비하는 단계;와,
    상기 기판의 상면에 애노우드 전극을 형성하는 단계;와,
    상기 애노우드 전극의 상부에 정공 수송 기능층과, 발광층과, 전자 수송 기능층을 순차적으로 적층시켜서 유기 발광막을 형성하는 단계;와,
    상기 유기 발광막상에 캐소우드 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트를 제조하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 유기 발광막을 형성하는 단계에서는,
    상기 발광층은 모노의 색으로 발광하는 유기 저분자 발광 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트를 제조하는 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 유기 발광막을 형성하는 단계에서는,
    상기 발광층은 모노의 색으로 발광하는 적어도 하나 이상의 유기 저분자 발광 물질을 혼합하여 백색으로 제조하는 것을 특징으로 백라이트 유니트를 제조하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 발광층은 상호 보색 관계를 유지하는 유기 저분자 발광 물질을 이용하여 2 파장의 백색으로 제조하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트를 제조하는 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 발광층은 적,녹,청색의 유기 저분자 발광 물질을 공히 혼합하여서 3파장의 백색으로 제조하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트를 제조하는 방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 발광층은 Exciplex(용어의 의미는?기재요망) 를 이용한 방법으로 제조하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트를 제조하는 방법.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 유기 발광막을 형성하는 단계에서는,
    정공 수송 기능층, 발광층 및 전자 수송 기능층은 고정세 파인 메탈 마스크를 이용한 인쇄법이나, 레이저 빔을 이용한 증착법이나, 잉크 젯을 이용한 증착법이나, 칼라 패터닝을 이용한 증착법중 어느 하나를 선택하여 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트를 제조하는 방법.
  29. 수광형 디스플레이의 광원으로 사용되며, 저분자 또는 고분자로 된 유기물이나, 유기물과 무기물을 하이브리드화한 유기 전계 발광 소자의 각 픽셀이 X행과 Y열로 이차원적으로 배열되며, 각 픽셀이 순차적이며, 주기적으로 구동하는 것에 의하여 발광되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트를 구동하는 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    각 X행과 Y열중 적어도 어느 한 행열에 배열된 픽셀을 공히 발광시키는 동안에 다른 행열에 배열된 픽셀을 발광시키지 않는 제 1 구동 단계와,
    제 1 구동 단계에서 발광되지 않은 행열에 배열된 픽셀을 발광시키고, 발광된 행열에 배열된 픽셀을 발광시키지 않는 제 2 구동 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트를 구동하는 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 X행과 Y열에 배열된 픽셀은 격자 패턴으로 교대로 발광하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트를 구동하는 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 X행과 Y열에 배열된 픽셀은 일정한 행 또는 열에 위치한 픽셀이 교대로 발광하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트를 구동하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100820378B1 (ko) * 2006-11-01 2008-04-21 엘지.필립스 엘시디 주식회사 전계발광소자 및 그를 포함하는 광원장치

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KR100820378B1 (ko) * 2006-11-01 2008-04-21 엘지.필립스 엘시디 주식회사 전계발광소자 및 그를 포함하는 광원장치

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