KR20060118868A - 유기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 곡선을 포함하는 라운드형 윤곽의 그림 또는 문자에 대한 표시를 더욱 선명하게 할 수 있는 유기 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명에 의한 유기 발광 소자는 투명 기판 위에 한 쪽 방향으로 배열되는 복수의 제 1 전극과, 상기 투명 기판 및 복수의 제 1 전극 위에 복수의 육각형이 모인 벌집 형태로 형성되어 상기 복수의 제 1 전극 상에 육각형 모양의 화소를 정의하는 절연막과, 상기 육각형 모양 화소의 상기 제 1 전극 위에 순차 형성되는 유기 박막층 및 제 2 전극과, 상기 제 1 전극이 배열된 한 쪽 방향을 따라 서로 인접하는 화소 간의 제 2 전극의 단락을 방지하도록 소정 영역의 상기 절연막 위에 형성되는 격벽을 포함한다.
유기 발광 소자, 육각형, 벌집 형태, 화소
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선을 따라 잘라 도시한 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
100 : 투명 기판 110 : 제 1 전극
120 : 절연막 130 : 유기 박막층
140 : 제 2 전극 150 : 격벽
본 발명은 곡선을 포함하는 라운드형 윤곽의 그림 또는 문자에 대한 표시를 더욱 선명하게 할 수 있는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 발광 소자는 평판 디스플레이 소자의 하나로서 투명 기판 상의 양전극층과 음전극층 사이에 유기 발광층을 포함하는 유기 박막층 등을 개재하여 구성하며, 매우 얇은 두께의 매트릭스 형태를 이룬다.
이러한 유기 발광 소자는 15V 이하의 낮은 전압으로 구동이 가능하고, 다른 디스플레이 소자, 예를 들어, TFT-LCD에 비해 휘도, 시야각 및 소비 전력 등에서 우수한 특성을 나타낸다. 더구나, 유기 발광 소자는 다른 디스플레이 소자에 비해 1㎲의 빠른 응답 속도를 가지기 때문에 동영상 구현이 필수적인 차세대 멀티미디어용 디스플레이에 적합한 소자이다.
통상적으로, 이러한 유기 발광 소자에서는 투명 기판 위에 줄무늬 형상으로 배열되는 복수의 양전극층이 형성되어 있고, 이러한 양전극층 위에 상기 양전극층과 직교하도록 줄무늬 형상으로 배열되는 복수의 음전극층이 형성되어 있다. 이와 같이 서로 직교하는 복수의 양전극층과 음전극층이 서로 만나는 부분에서 사각형 모양을 띄는 유기 발광 소자의 각 화소가 정의된다. 또한, 상기 각 화소의 양전극층 및 음전극층 사이에는 유기 발광층 등을 포함하는 유기 박막층이 형성되어 있다.
이러한 구조를 가지는 종래 기술에 의한 유기 발광 소자는, 상기 복수의 양전극층 및 음전극층에 각각 소정의 전기장이 인가되면, 상기 양전극층 및 음전극층으로부터 각각 정공 및 전자가 유기 박막층 중의 유기 발광층으로 전달된다. 이러한 정공과 전자가 유기 발광층 내에서 서로 만나 전자-정공 쌍(electron-hole pair)을 형성하고 높은 에너지를 갖는 여기자를 생성하게 되는데, 이러한 여기자가 낮은 에너지의 바닥상태로 떨어지면서 이 과정에서의 에너지에 의해 사각형 모양의 각 화소가 빛을 발생시키게 된다.
그런데, 상기 종래의 유기 발광 소자에서는 각 화소가 사각형 모양으로 형성되기 때문에, 각 화소의 결합에 의해 직선 및 직각을 포함하는 사각형 윤곽의 글자 또는 그림을 표시하는데는 유리하지만, 곡선을 포함하는 라운드형 윤곽의 글자 또는 그림을 표시하는데에는 불리하다.
특히, 상기 종래 기술에 의한 사각형 모양의 화소를 포함하는 유기 발광 소자로, 곡선을 포함하는 라운드형 윤곽의 글자 또는 그림 등을 표시하게 되면, 곡선 부분이 각 사각형 모양 화소의 조합으로 표시될 수 밖에 없기 때문에, 상기 라운드형 윤곽의 글자 또는 그림 등이 선명하게 표시되지 못하는 문제점이 발생한다.
이러한 종래 기술의 문제점으로 인하여, 곡선을 포함하는 라운드형 윤곽의 그림 또는 글자 또한 선명하게 표시할 수 있도록 하는 신규한 유기 발광 소자의 개발이 계속적으로 요구되어 왔다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 곡선을 포함하는 라운드형 윤곽의 그림 또는 글자 또한 선명하게 표시할 수 있는 유기 발광 소자를 제공하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명 기판 위에 한 쪽 방향으로 배열되는 복수의 제 1 전극과, 상기 투명 기판 및 복수의 제 1 전극 위에 복수의 육각형이 모인 벌집 형태로 형성되어 상기 복수의 제 1 전극 상에 육각형 모양의 화소를 정의하는 절연막과, 상기 육각형 모양 화소의 상기 제 1 전극 위에 순차 형성되는 유기 박막층 및 제 2 전극과, 상기 제 1 전극이 배열된 한 쪽 방향을 따라 서로 인접하는 화소 간의 제 2 전극의 단락을 방지하도록 소정 영역의 상기 절연막 위에 형성되는 격벽을 포함하는 유기 발광 소자를 제공한다.
상기 본 발명에 의한 유기 발광 소자에서는 각 화소가 육각형 모양으로 형성되어 있는 바, 이러한 육각형 모양 화소의 조합에 의해 곡선을 보다 실제 곡선에 가까운 윤곽 형태로 부드럽게 표시할 수 있게 되므로, 곡선을 포함하는 라운드형 윤곽의 글자 또는 그림을 보다 선명하게 표시할 수 있다.
상기 본 발명에 의한 유기 발광 소자에서, 상기 복수의 제 1 전극 상의 육각형 모양의 각 화소는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)를 각각 표시하기 위한 세 개의 부화소를 포함할 수 있는데, 여기서 세 개의 부화소는 동일한 면적으로 형성될 수도 있고, 서로 다른 면적으로 형성될 수도 있다.
그런데, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)를 표시하기 위한 각 부화소를 형성하기 위해서는 각 색채의 빛을 발생시킬 수 있는 형광 또는 인광 물질을 사용하여 유기 박막층 중의 유기 발광층을 형성하지 않으면 안되는데, 현재까지 개발된 청색 형광 또는 인광 물질은 다른 색채의 빛을 내는 형광 또는 인광 물질에 비해 짧은 수명을 가지므로, 청색 부화소를 적색 및 녹색 부화소보다 작은 면적으로 형성함으 로서, 유기 발광 소자의 전체적인 수명을 연장시킬 수 있어서 보다 바람직하다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 또한, 본 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선을 따라 잘라 도시한 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자에서는, 투명한 글라스 또는 플라스틱 등으로 이루어진 투명 기판(100) 위에 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium-doped zinc oxide or IXO) 등의 투명 도전 물질로 이루어지는 복수의 제 1 전극(110)이 양전극층으로서 투명 기판의 어느 한 쪽 방향으로 배열되어 있다.
보다 상세히 설명하면, 본 실시예에 의한 유기 발광 소자에서는 육각형 모양의 각 화소가 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 각각 표시하기 위한 세 개의 부화소를 포함하고 있는데(이러한 화소의 구성에 대해서는 이하에서 보다 상술하기로 한 다.), 상기 복수의 제 1 전극(110)은 세 개씩의 제 1 전극(110)이 한 세트로 되어, 이중 첫 번째 제 1 전극(110)이, 예를 들어, 적색 부화소가 형성될 영역과 대응하도록 각 육각형 모양 화소의 윗변을 따라 지그재그 형태로 투명 기판(100)의 한 쪽 방향으로 배열되어 있고, 두 번째 제 1 전극(110)이, 예를 들어, 녹색 부화소가 형성될 영역과 대응하도록 각 육각형 모양 화소의 중앙부를 가로질러 투명 기판(100)의 한 쪽 방향으로 배열되어 있으며, 세 번째 제 1 전극(110)이, 예를 들어, 청색 부화소가 형성될 영역과 대응하도록 각 육각형 모양 화소의 아랫변을 따라 지그재그 형태로 투명 기판(100)의 한 쪽 방향으로 배열되어 있다.
다만, 본 발명의 다른 실시예로서, 각 육각형 모양의 화소 영역에서 상기 세 개의 각 부화소에 대응하는 세 개의 제 1 전극(110)이 한 세트로 배열되는 상기 본 실시예의 구성과 달리, 각 육각형 모양의 화소 영역에 대응하는 하나씩의 제 1 전극(110)이 투명 기판의 한 쪽 방향으로 늘어선 줄무늬 형태로 배열될 수도 있다.
한편, 상기 투명 기판(100) 및 제 1 전극(110) 위에는 복수의 육각형이 모인 벌집 형태로 절연막(120)이 형성되어 있다. 이러한 절연막(120)에 의해 상기 복수의 제 1 전극(110) 상에 육각형 모양의 개구부가 정의되는데, 이러한 개구부에 바로 유기 발광 소자의 각 화소가 형성된다.
상기 절연막(120)은 제 1 전극(110) 위에 형성되어 있는 유기 박막층(130) 및 제 2 전극(140)이 절연막(120)을 타고 넘어갈 수 있도록, 단면으로 보아 정경사(positive profile)을 가지도록 형성되어 있다(도 2 참조). 이러한 절연막(120)은 통상적인 유기 발광 소자의 구성에 따라, 감광막 등의 절연 물질로 이루어진다.
본 실시예에서는 상기 절연막(120)에 의해 제 1 전극(110) 상의 각 화소가 사각형이 아닌 육각형 모양으로 정의되므로, 이러한 육각형 모양 화소의 조합에 의해 라운드형 윤곽의 글자 또는 그림에 포함된 곡선을 보다 실제 곡선에 가까운 윤곽 형태로 부드럽게 표현할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의한 유기 발광 소자는 곡선을 포함하는 라운드형 윤곽의 글자 또는 그림을 보다 선명하게 표시할 수 있게 된다.
한편, 상기 절연막(120)에 의해 정의된 육각형 모양 화소의 상기 제 1 전극(110) 위에는, 유기 발광층 등을 포함하는 유기 박막층(130) 및 음전극층으로서의 제 2 전극(140)이 순차 형성되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 유기 박막층(130) 및 제 2 전극(140)은 상기 제 1 전극(110)이 배열된 한 쪽 방향과 수직하는 방향으로 정경사를 띄는 절연막(120)을 타고 지그재그로 연결되게 형성되어 있다(도 1의 화살표 - 유기 박막층 및 제 2 전극의 형성 방향 참조).
그리고, 상기 유기 박막층(130)은 유기 발광층 이외에도 제 1 전극(110)으로부터 유기 발광층으로의 정공 전달을 보조하는 정공 주입층 및 정공 수송층과, 제 2 전극으로부터 유기 발광층으로의 전자 전달을 보조하는 전자 주입층 및 전자 전달층 등의 유기 박막을 더 포함할 수도 있다. 이러한 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송층은 당업자에게 자명한 유기 발광 소자의 통상적인 구성에 따라 종래부터 사용되어 오던 모든 물질을 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 유기 박막층(130) 중의 유기 발광층은 Alq3, Anthrancene Ir(ppy)3 와 같은 저분자 형광 또는 인광 물질이나, PPV(p-phenylenevinylene), PT(polythiophene) 또는 이들의 유도체와 같은 고분자 발광 물질을 사용하여 형성할 수 있으며, 기타 종래부터 유기 발광층에 사용되어 오던 유기계 형광 또는 인광 물질을 모두 사용하여 형성할 수 있다.
그리고, 본 실시예에서, 이러한 유기 발광층은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 빛을 내는 형광 또는 인광 물질을 사용하여 세 부분으로 나누어 형성되는데, 이러한 경우 각 색채의 빛을 내는 세 부분의 유기 발광층에 의해 육각형 모양 화소 내의 세 개의 부화소가 정의된다.
즉, 상기 각 육각형 모양 화소 영역에서 한 세트를 이루는 세 개의 제 1 전극(110) 중, 각 육각형 모양의 화소 윗변을 따라 지그재그로 배열되어 있는 첫 번째 제 1 전극(110) 위에, 예를 들어, 적색광을 내는 유기 발광층이 형성됨으로서, 적색 부화소가 정의될 수 있으며, 각 육각형 모양 화소의 중앙부를 가로질러 배열되어 있는 두 번째 제 1 전극(110) 위에, 예를 들어, 녹색광을 내는 유기 발광층이 형성됨으로서, 녹색 부화소가 정의될 수 있고, 각 육각형 모양 화소의 아랫변을 따라 지그재그 형태로 배열되어 있는 세 번째 제 1 전극(110)위에, 예를 들어, 청색광을 내는 유기 발광층이 형성됨으로서 청색 부화소가 정의될 수 있다.
다만, 본 발명의 다른 실시예로서, 각 육각형 모양 화소 영역에 대응하는 줄무늬 형태의 하나씩의 제 1 전극(110)이 형성되어 있는 경우에는, 상기 각 육각형 모양 화소 영역의 하나의 제 1 전극(110) 위에 영역이 나뉘어 적색, 녹색 및 청색의 빛을 내는 각 유기 발광층이 형성됨으로서, 적색, 녹색 및 청색의 각 색채의 빛을 내는 세 개의 부화소가 정의될 수도 있다.
이러한 각 부화소는 동일한 면적으로 형성될 수도 있고, 서로 다른 면적으로 형성될 수도 있는데, 현재까지 개발된 청색 형광 또는 인광 물질은 다른 색채, 즉, 적색 또는 녹색의 빛을 내는 다른 형광 또는 인광 물질에 비해 짧은 수명을 가지므로, 청색 부화소를 적색 및 녹색 부화소보다 작은 면적으로 형성함으로서, 본 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전체적인 수명을 연장시킬 수 있어서 보다 바람직하다.
또한, 상기 제 2 전극(140)은 유기 발광 소자의 음전극층으로서 당업자에게 자명한 통상적인 유기 발광 소자의 구성에 따라, 전기 전도도가 양호한 저저항 금속 물질, 예를 들면 Al, Li/Al, Mg/Ag 또는 Ca 등을 사용하여 형성할 수 있다.
한편, 상기 제 1 전극(110) 상의 육각형 모양 화소를 정의하는 소정 영역의 절연막(120) 위에는, 상기 제 1 전극(110)이 배열된 방향을 따라 서로 인접하는 화소에 각각 형성된 제 2 전극(140) 간의 단락을 방지하기 위한 격벽(150)이 형성되어 있다. 이러한 격벽(150)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전극(110)이 배열된 방향과 수직한 방향으로 연결되도록, 상기 육각형 모양으로 형성된 절연막(120)의 소정 영역 위에 형성되어 있다.
또한, 이러한 격벽(150)은 도 2에 도시된 바와 같이, 단면으로 보아 역경사(negative profile)를 가지는 오버행(overhang) 구조로 형성되어 있다. 이러한 오 버행 구조의 격벽에 의한 그림자 효과에 따라, 제 1 전극(110)이 배열된 방향을 따라 서로 인접하는 화소에 각각 형성된 제 2 전극(140)이 서로 연결 또는 단락될 수 없게 된다.
이러한 격벽(150)은 당업자에게 자명한 통상적인 유기 발광 소자의 구성에 따라, 상기 절연막(120)과 마찬가지로 감광막 등의 절연 물질로 형성될 수 있다.
이러한 본 실시예의 유기 발광 소자의 구성에 따르면, 유기 박막층(130) 중의 정공 주입층 및 정공 수송층의 보조를 받아 제 1 전극(110)으로부터 정공이 유기 발광층으로 이동하고, 전자 주입층 및 전자 수송층의 보조를 받아 제 2 전극(140)으로부터 전자가 유기 발광층으로 이동한다. 이러한 전자가 정공이 유기 발광층 내에서 서로 만나 전자-정공 쌍을 형성하고 높은 에너지를 갖는 여기자를 생성하게 되는데, 이러한 여기자가 낮은 에너지의 바닥상태로 떨어지면서 이 과정에서의 에너지에 의해 유기 발광 소자의 각 화소가 빛을 발생시키게 된다.
그런데, 본 실시예에서는 각 화소가 사각형 모양이 아닌, 육각형 모양을 띄게 됨에 따라, 이러한 육각형 모양 화소의 조합에 의해 곡선을 보다 실제 곡선에 가까운 윤곽으로 부드럽게 표시할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 곡선을 포함하는 라운드형 글자 또는 그림을 보다 선명하게 표시할 수 있게 된다.
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 발명에 따르면, 곡선을 포함하는 라운드형 글자 또는 그림을 보다 선명하게 표시할 수 있으므로, 유기 발광 소자 및 이를 이용한 각종 표시 장치의 품질 향상에 크게 기여할 수 있다.
Claims (5)
- 투명 기판 위에 한 쪽 방향으로 배열되는 복수의 제 1 전극과,상기 투명 기판 및 복수의 제 1 전극 위에 복수의 육각형이 모인 벌집 형태로 형성되어 상기 복수의 제 1 전극 상에 육각형 모양의 화소를 정의하는 절연막과,상기 육각형 모양 화소의 상기 제 1 전극 위에 순차 형성되는 유기 박막층 및 제 2 전극과,상기 제 1 전극이 배열된 한 쪽 방향을 따라 서로 인접하는 화소 간의 제 2 전극의 단락을 방지하도록 소정 영역의 상기 절연막 위에 형성되는 격벽을 포함하는 유기 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 전극은 세 개씩의 제 1 전극이 한 세트로 되어,이 중 첫 번째 제 1 전극이 각 육각형 모양 화소의 윗변을 따라 지그재그 형태로 투명 기판의 한 쪽 방향으로 배열되어 있고,두 번째 제 1 전극이 각 육각형 모양 화소의 중앙부를 가로질러 투명 기판의 한 쪽 방향으로 배열되어 있으며,세 번째 제 1 전극이 각 육각형 모양 화소의 아랫변을 따라 지그재그 형태로 투명 기판의 한 쪽 방향으로 배열되어 있는 유기 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 전극은 각 육각형 모양의 화소 영역에 대응하는 하나씩의 제 1 전극이 투명 기판의 한 쪽 방향으로 늘어선 줄무늬 형태로 배열되어 있는 유기 발광 소자.
- 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 각 육각형 모양 화소는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)를 각각 표시하기 위한 세 개의 부화소를 포함하는 유기 발광 소자.
- 제 4 항에 있어서, 상기 청색을 표시하기 위한 부화소가 상기 적색 및 녹색을 표시하기 위한 부화소보다 작은 면적으로 형성되는 유기 발광 소자.
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