KR20060060254A - 유기 전계발광 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 전계발광 소자에 관한 것으로, 특히, 유리 기판 내에 형성되어 있으며, 유리 기판의 표면에 대하여 소정의 경사각을 가지는 트렌치의 경사면을 이용하여 유기 전계발광 소자 내부에서 발생하는 빛 중 이웃하는 화소로 향하는 빛을 해당 화소의 중심부를 향하도록 굴절시킴으로써, 해당 화소의 방출하는 빛의 양을 최대화하여 디스플레이의 색감뿐만 아니라 콘트라스트 또한 향상시킬 수 있는 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.

유리기판, 트렌치, 경사각, 굴절, 소멸, 휘도, 색감

Description

유기 전계발광 소자{Organic electro luminescence device}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이고,

도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

100 : 유리 기판 110 : 트렌치

120 : 양전극층 130 : 절연층

140 : 격벽층 150 : 유기 박막층

160 : 음전극층

본 발명은 유기 전계발광 소자에 관한 것으로, 특히 유기 전계발광 소자 내부에서 발생하는 빛 중 내부 반사로 인하여 굴절되거나 소멸되는 빛을 최소화하여 디스플레이의 휘도를 향상시킬 수 있는 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.

일반적으로, 유기 전계발광 소자는 평판 디스플레이 소자 중 하나로 유리 기판 상의 양전극층(anode layer)과 음전극층(cathode layer) 사이에 유기 전계 발광층인 유기 박막층을 개재하여 구성하며, 매우 얇은 두께의 매트릭스 형태를 이룬다.

이러한 유기 전계발광 소자는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형 등의 장점이 있다. 또한, 좁은 광 시야각, 느린 응답 속도 등 종래에 LCD에서 문제로 지적되어 온 결점을 해결할 수 있으며, 다른 형태의 디스플레이와 비교하여, 특히, 중형 이하에서 다른 디스플레이와 동등하거나(예를 들어, "TFT LCD") 그 이상의 화질을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 제조 공정이 단순화하다는 점에서, 차세대 평판 디스플레이로 주목받고 있다.

그런데, 종래의 유기 전계발광 소자는 색감을 증가시키기 위해 인접 화소 간의 서로 다른 빛의 간섭을 방지하여야 하는 동시에 유기 전계발광 소자의 패널에 대한 휘도 및 수명을 향상시키기 위해 콘트라스트(contrast)를 증가시켜야만 하기 때문에 색감 및 콘트라스트를 증가시키기 위한 방법이 절실히 요구되고 있다.

이에 따라, 종래에는 유기 전계발광 소자의 색감 및 콘스라스트를 증가시키기 위한 방법으로 유기 전계발광 소자를 제작한 다음 후속 공정으로 유기 전계발광 소자의 디스플레이부에 편광판을 부착하는 방법과, 유기 전계발광 소자를 제작하는 중간 공정으로 유기 전계발광 소자 내부에 광흡수층을 형성하는 방법을 주로 이용한다.

그러나, 상기와 같은 유기 전계발광 소자의 색감 및 콘트라스트를 증가 방법 중 유기 전계발광 소자의 디스플레이부에 편광판을 부착하는 방법은 편광판을 통해 교차되는 x,y의 수직파장중 단일축의 파장을 갖는 빛만을 방출하여 인접 화소 간의 서로 다른 빛의 간섭을 방지하여 색감을 증가시킬 수 있는 있었으나, 방출되는 빛의 량이 편광판의 특성상 유기 전계발광 소자의 내부에서 발생한 빛의 최대 50% 이상을 넘지 못하기 때문에 디스플레이의 휘도가 감소하는 문제가 있다.

또한, 유기 전계발광 소자의 내부에 광흡수층을 형성하는 방법의 경우 전체 패널의 두께를 증가시키게 되며 또한, 광흡수층이 유기 전계발광 소자의 주변광을 흡수하는 동시에 유기 전계발광 소자의 내부 발광 또한 일부분을 흡수하기 때문에 디스플레이의 전체 휘도가 감소하는 바, 콘트라스트를 증가시키는데 한계가 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 유기 전계발광 소자의 내부에서 발생하는 빛을 최대한 많이 단위 화소의 중앙부에 맞게 방출하여 색감뿐만 아니라 콘트라스트 또한 향상시킬 수 있으며, 트렌치형태를 취함으로서 화소가 형성될 면적을 증가시켜 패널의 휘도를 증가시킬 수 있는 유기 전계발광 소자를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 유리 기판 위에 어느 한 방향으로 길게 형성되어 있는 복수의 제1전극과, 상기 복수의 제1 전극과 직교하는 제1 영역과 상기 복수의 제1 전극과 평행하는 제2 영역 위에 형성되어 있는 절연층과, 상기 절연층의 제1 영역 위에 형성되어 있는 복수의 격벽층과, 상기 복수의 제1 전극 위에 형성되어 있는 복수의 유기 박막층 및 상기 복수의 유기 박막층 위에 형성되어 있는 복수의 제2 전극을 포함하고, 상기 유리 기판은 상기 절연층과 대응하는 영역에 상기 유리 기판 표면에 대하여 소정의 경사각으로 파인 트렌치를 구비하고, 상기 트렌치의 상부 폭은 상기 절연층의 하부 폭보다 크게 형성되어 있는 유기 전계발광 소자를 제공한다.

여기서, 상기 트렌치는 상기 유리 기판 표면에 대하여 10°~40°의 경사각으로 파여져 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 트렌치의 중심은 상기 절연층의 중심과 일치하며, 상기 트렌치의 상부 폭은 상기 절연층 하부 폭의 2 배 이하의 폭을 가지는 것이 바람직하다.

이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광 소자의 구조에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계발광 소자의 구조에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 유리 기판(100) 내에는 유리 기판(100)의 표면에 대하여 소정의 경사각(θ) 예컨대, 10°~45°의 경사각으로 파여진 트렌치(110)가 형성되어 있다. 트렌치(110)는 후술하는 절연층, 즉 개구부를 가지는 격자 형상으로 이루어져 있으며 개구부를 통해 화소 영역을 정의하는 절연층의 위치와 대응하는 영역의 유리 기판(100) 내에 형성되어 있다. 이때, 트렌치(110)의 상부 폭은 절연층 하부 폭보다 크게 형성하되, 2 배 이하의 폭을 가지게 형성하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 본 발명은 상기 트렌치(100)의 10°~45°의 경사각을 가지는 경사면은 절연층에 의해 정의되는 화소의 끝단 일부분을 이룸으로써, 유기 전계발광 소자의 구동 시, 화소의 면적을 평면으로 이루어진 화소에 비해 발광 면적을 증가시켜 발광 효율을 증가시킨다.

또한, 본 발명은 유기 전계발광 소자의 구동 시, 유기 전계발광 소자의 내부에서 발생하는 빛 중 이웃하는 화소를 향하는 빛을 내부 반사시키거나 소멸시키지 않고 상기 트렌치(100)의 경사각을 이용하여 해당 화소로 굴절시킴으로써, 해당 화소를 통해 방출하는 빛의 양을 최대화하여 디스플레이의 휘도를 향상 시킨다.

상기 트렌치(110)가 형성된 유리 기판(100) 위에는 복수의 제1 전극(120)이 형성되어 있다. 제1 전극(120)은 양전극층(anode)으로 ITO와 같은 투명 전극으로 이루어져 있으며, 어느 한 방향으로 길게 뻗어 있는 줄무늬 형상(stripe type)을 가진다.

상기 복수의 제1 전극(120)과 유리 기판(100)의 일부분 즉, 복수의 제1 전극(120)과 직교하는 제1 영역과 복수의 제1 전극(120)과 평행하는 제2 영역 위에 절연층(130)이 형성되어 있다. 이때, 절연층(130)은 개구부를 가지는 격자 형상을 가지고 있고, 개구부는 제1 전극(120)이 노출된 부분으로 화소 형성 영역을 정의한다.

그리고, 상기 절연층(130) 위에는 전기적인 절연 물질로 이루어진 격벽층(140)이 형성되어 있다. 격벽층(140)은 제1 전극(120)과 직교하며 도트 형태의 개구부 사이의 절연층(130) 위에 일정 간격을 두고 배열되어 있다. 또한, 상기 격벽층(140)은 측벽이 역경사면을 가지는 역테이퍼 구조로 형성되어 있으며, 이는 후술하는 제2 전극(160)이 인접하는 구성 요소, 예를 들어 인접하는 화소와 단락되는 것을 방지하는 역할을 한다.

그리고, 상기 절연층(130)에 의해 노출된 제1 전극(120) 위에는 제2 전극(160)이 형성되어 있으며. 제1 전극(120)과 제2 전극(160) 사이에는 유기 전계 발광층인 유기 박막층(150)이 삽입되어 있다. 이때, 제2 전극(160)은 음전극층(cathode)으로 일함수가 낮은 금속인 Ca, Li, Al/Li, Mg/Ag 등으로 이루어진다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광 소자는 유리 기판 내에 형성되어 있으며, 유리 기판의 표면에 대하여 소정의 경사각을 가지는 트렌치의 경사면을 이용하여 유기 전계발광 소자 내부에서 발생하는 빛 중 이웃하는 화소로 향하는 빛을 해당 화소를 향하게 굴절시킴으로써, 해당 화소의 빛의 방출 양을 최대화하는 동시에 경사면으로 인하여 해당 화소의 발광 면적을 증가시키는 것이 가능하다.

이와 같이 유기 전계발광 소자이 내부에서 발생하는 빛을 최대한 많이 해당 화소를 통해 방출하게 되면, 인접 화소 간의 서로 다른 빛 간섭 현상을 방지하여 색감을 증가시키는 동시에 디스플레이의 콘트라스트 또한 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 유리 기판의 표면에 대하여 소정의 경사각을 가지는 트렌치의 경사면을 이용하여 일정 면적 내에서 유기 전계발광 소자의 발광 면적을 증가시켜 발광 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 유기 전계발광 소자의 내부에서 발생하는 빛 중 이웃하는 화소로 향하는 빛을 해당 화소를 향하게 굴절시켜, 해당 화소의 빛의 방출 양을 최 대화함으로써, 콘트라스트를 증가시켜 유기 전계발광 소자의 휘도 및 수명을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 유리 기판 위에 어느 한 방향으로 길게 형성되어 있는 복수의 제1전극과,

   상기 복수의 제1 전극과 직교하는 제1 영역과 상기 복수의 제1 전극과 평행하는 제2 영역 위에 형성되어 있는 절연층과,

   상기 절연층의 제1 영역 위에 형성되어 있는 복수의 격벽층과,

   상기 복수의 제1 전극 위에 형성되어 있는 복수의 유기 박막층 및

   상기 복수의 유기 박막층 위에 형성되어 있는 복수의 제2 전극을 포함하고,

   상기 유리 기판은 상기 절연층과 대응하는 영역에 상기 유리 기판 표면에 대하여 소정의 경사각으로 파인 트렌치를 구비하고, 상기 트렌치의 상부 폭은 상기 절연층의 하부 폭보다 크게 형성되어 있는 유기 전계발광 소자.
2. 제1항에 있어서,

   상기 트렌치는 상기 유리 기판 표면에 대하여 10°~40°의 경사각으로 파인 유기 전계발광 소자.
3. 제1항에 있어서,

   상기 트렌치의 중심은 상기 절연층의 중심과 일치하며, 상기 트렌치의 상부 폭은 상기 절연층 하부 폭의 2 배 이하인 유기 전계발광 소자.

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