KR20080108808A - 유기전계발광소자 - Google Patents

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KR20080108808A
KR20080108808A KR1020070056833A KR20070056833A KR20080108808A KR 20080108808 A KR20080108808 A KR 20080108808A KR 1020070056833 A KR1020070056833 A KR 1020070056833A KR 20070056833 A KR20070056833 A KR 20070056833A KR 20080108808 A KR20080108808 A KR 20080108808A
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Abstract

본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자는 제 1 전극이 형성된 발광영역 및 스페이서가 형성된 비발광영역을 포함하는 제 1 기판, 방열판을 포함하는 제 2 기판, 제 1 전극과 스페이서 상에 형성되는 유기층 및 유기층 상에 형성되는 제 2 전극을 포함하며, 방열판과 제 2 전극은 상호 접촉할 수 있다.
방열판, 스페이서, 유기전계발광소자

Description

유기전계발광소자{Organic light emitting device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 열전달 메커니즘을 설명하는 도이다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 제조방법 설명하는 도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
110 : 제 1 기판 130 : 제 1 전극
140 : 유기층 160 : 방열판
본 발명은 디스플레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기전계발광소자에 관한 것이다.
최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자 중 하나로서 유기전계발광소자가 주목되고 있다.
유기전계발광소자는 전자주입전극과 정공주입전극으로부터 각각 전자와 정공을 발광부내로 주입시켜 주입된 전자와 홀이 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.
유기전계발광소자는 넓은 시야각, 고속응답성, 고콘트라스트 등의 뛰어난 특징을 갖고 있으므로 그래픽 디스플레이의 픽셀, 텔레비전 영상 디스플레이나 표면광원의 픽셀로서 사용될 수 있으며, 얇고 가벼우며 색감이 좋기 때문에 차세대 평면 디스플레이에 적합한 소자이다.
하지만 유기전계방광소자는 구동시 발광층에 주입된 전하의 일부만이 발광에 이용되며 나머지는 대부분 열로 손실된다. 대부분의 유기물질은 열에 매우 약하기 때문에 소자 동작시 발생하는 열을 적절히 방출시킬 수 있는 소자의 구조 및 물질 설계가 매우 중요한 연구과제로 대두되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 패널 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출시켜 소자의 내구성을 향상시키고, 소자의 저항을 줄이는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자는 제 1 전극이 형성된 발광영역 및 스페이서가 형성된 비발광영역을 포함하는 제 1 기판, 방열판을 포함하는 제 2 기판, 제 1 전극과 스페이서 상에 형성되는 유기층; 및 유기층 상에 형성되는 제 2 전극을 포함하며, 방열판과 제 2 전극은 상호 접촉할 수 있다.
또한, 발광영역에 위치하며 제 1 기판상에 형성되는 박막트랜지스터를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 전극은 박막트랜지스터와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 방열판은 알루미늄 또는 구리 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 방열판과 제 2 전극은 발광영역에서 접촉할 수 있다.
또한, 발광영역에서 방열판과 제 2 전극 사이에는 질소를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 제조방법은 제 1 전극 및 스페이서가 형성된 제 1 기판을 마련하는 단계, 제 1 전극 및 스페이서 상에 유기층을 형성하는 단계, 유기층 상에 제 2 전극을 형성시키는 단계, 제 2 기판상에 방열판을 형성시키는 단계 및 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함한다.
또한, 방열판은 알루미늄 또는 구리 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 방열판과 제 2 전극은 스페이서가 형성된 영역에서 접촉될 수 있다.
또한, 방열판과 제 2 전극 사이에는 질소를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광소자를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자(100)의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제 1 기판(110)상에 반도체층(192)이 형성되며, 게이트 절연막인 제 1 절연막(182), 게이트 전극(194) 및 소스(196) /드레인(198) 전극을 포함하는 박막트랜지스터(190)가 위치한다.
반도체층(192)은 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 반도체층(192) 내에 불순물 이온을 주입함으로써, 소스/드레인/채널 영역을 형성할 수 있다. 게이트 전극(194)은 반도체층(192)의 일정 영역과 대등되도록 제 1 절연막(182) 상에 위치하며, 게이트 전극(194) 및 소스(196) /드레인(198) 전극은 층간절연막인 제 2 절연막(184)에 의하여 절연된다. 그리고 소스/드레인 전극은 제 1 절연막(182) 및 제 2 절연막(184) 내에 위치한 콘택홀을 통하여 반도체층(192)과 전기적으로 연결된다.
상기와 같은 구조를 갖는 박막트랜지스터(190) 상에 패시베이션막인 제 3 절 연막(186)이 위치하며, 제 3 절연막(186) 내에는 박막트랜지스터(190)의 드레인 전극을 노출시키는 비어홀이 위치한다. 제 1 전극은 제 3 절연막(186) 상에 위치하고 비어홀을 통하여 박막트랜지스터(190)의 드레인 전극과 연결된다.
제 1 전극 상에는 제 4 절연막(140)을 형성하고, 상기 제 1 전극상에 빛이 나올 수 있는 발광영역(B)을 만들기 위해 개구부를 형성시킬 수 있다. 제 4 절연막(140)은 화소정의막이 될 수 있다. 제 4 절연막(140)에서 발광영역(B)이 아닌 비발광영역(A) 상에는 제 4 절연막(140)과 동일한 물질로 이루어져 높게 돌출 형성된 스페이서(170)가 형성된다.
상술한 스페이서(170)와 제 1 전극상에는 유기층(140)이 형성되고, 유기층(140) 상에는 제 2 전극(150)이 형성될 수 있다.
제 2 기판(120)상에는 방열판(160)이 형성된다. 방열판(160)은 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 등 열전도도가 우수한 금속을 박막의 형태로 구성되어, 패널 내부에서 발생하는 열을 패널 외부로 방출시키는 역할을 한다.
제 2 기판(120)상에 형성된 방열판(160)은 제 1 기판(110)과 합착될 수 있다. 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)의 합착시 비발광영역(A)상에 형성된 스페이서(170)는 높게 돌출되어 있으므로 방열판(160)은 스페이서(170) 상에 형성된 제 2 전극(150)과 맞닿을 수 있다.
따라서, 제 2 전극(150)과 방열판(160)은 서로 접촉되어 패널 내부에서 발생한 열을 외부로 방출시킬 수 있다.
제 2 기판(120)과 제 2 기판(120)의 합착시 제 1 전극이 형성된 발광영역(B) 은 높게 돌출된 스페이서(170)가 형성된 비발광영역(A)의 사이에 위치하게 되므로 제 2 전극(150)과 방열판(160) 사이는 빈 공간일 수 있다.
이 때, 빈 공간에 질소를 주입하여 질소 가스의 대류에 의해서도 상기 방열판(160)으로의 열방출이 동시에 일어날 수 있다.
즉, 비발광영역(A)에서는 방열판(160)과 제 2 전극(150)이 서로 접촉되어 패널 내부에서 발생한 열을 전도에 의해 외부로 방출시킬 수 있고, 발광영역(B)에서는 방열판(160)과 제 2 전극(150) 사이에 주입된 질소가스가 패널 내부에서 발생한 열을 대류에 의해 외부로 방출시킬 수 있다.
유기전계발광소자(100)에서 유기층(140)은 대부분 열에 취약하므로, 상술한 구조를 통해 열을 외부로 쉽게 방출시킬 수 있으므로 소자의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 비발광영역(A)에서 제 2 전극(150)과 방열판(160)은 서로 접촉되어, 단면적이 넓어지게 되므로 전극의 저항을 낮출 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 열전달 메커니즘을 설명하는 도이다.
도 2를 참조하면, 유기전계발광소자의 동작시 유기층(240)에서는 주입된 전하는 일부만이 발광하게 되고 나머지는 대부분 열로 소실된다. 이 때 발생하는 열은 유기층(240)에서 제 2 전극(250)상으로 전달된다.
비발광영역(A)에서는 제 2 전극(250)과 방열판(260)이 맞닿아 있는 접촉구조 이므로 제 2 전극(250)에서 방열판(260)으로 열이 전도될 수 있다. 또한 발광영역(B)에서는 제 2 전극(250)에 전달된 열이 질소 가스의 대류 현상에 의해 방열판(260)으로 다시 전달될 수 있다. 이렇게 패널 내부에서 발생한 열은 방열판(260)을 통해 패널 외부로 전달될 수 있다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자(300)의 제조방법을 설명하는 도이다.
도 3a를 참조하면, 제 1 기판(310)상에 반도체층(392) 및 게이트 절연막인 제 1 절연막(382)을 형성시킨다. 상기 제 1 절연막(382) 상에 게이트 전극(394) 및 소스(396), 드레인(398) 전극을 포함하는 박막트랜지스터(390)를 형성한다.
반도체층(392)은 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 반도체층(392) 내에 불순물 이온을 주입함으로써, 소스/드레인/채널 영역을 만들 수 있다. 게이트 전극(394)은 반도체층(392)의 일정 영역과 대응되도록 제 1 절연막(382) 상에 위치한다.
상기 게이트 전극(394)과 제 1 절연막(382) 상에는 제 2 절연막(284)을 형성하여 게이트 전극(394) 및 소스/드레인 전극을 절연시킬 수 있다. 소스/드레인 전극은 제 1 절연막(382) 및 제 2 절연막(384) 내에 위치한 콘택홀을 통하여 반도체층(392)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 박막트랜지스터(390) 상에 패시베이션막인 제 3 절연막(386)을 형성시킨다. 제 3 절연막(386) 내에는 박막트랜지스터(390)의 드레인 전극을 노출시키기 위한 비어홀을 형성한 후 제 1 전극(330)을 상기 비어홀을 통해 박막트랜지스터(390)의 드레인 전극과 연결시켜, 제 3 절연막(386) 상에 형성한다.
제 1 전극(330) 및 제 3 절연막(386) 상에 제 4 절연막(388)을 형성하고, 상기 제 1 전극(330)상에 빛이 발광할 수 있는 발광영역(B)을 만들기 위하여 개구부를 형성시킬 수 있다.
제 4 절연막(388)상에서 발광영역(B)이 아닌 부분은 제 4 절연막(388)과 동일한 물질로 이루어져 높게 돌출되어 형성된 스페이서(370)가 형성된다.
도 3b 내지 도 3c를 참조하면, 상술한 단계를 거친 제 1 기판(310)의 제 1 전극(330) 및 스페이서(370) 상에 유기층(340)을 형성하고, 유기층(340) 상에는 제 2 전극(350)을 형성시킨다.
도 3d 내지 도 3e를 참조하면, 제 2 기판(320)을 준비하고, 상기 제 2 기판(320)상에 방열판(360)을 형성시킨다. 방열판(360)은 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 등 열전도도가 우수한 금속을 박막의 형태로 구성되어, 패널 내부에서 발생하는 열을 패널 외부로 방출시키는 역할을 한다.
제 2 기판(320) 상에 형성된 방열판(360)을 제 1 기판(310)과 합착시킨다. 제 1 기판(310)과 제 2 기판(320)의 합착시 비발광영역(A) 상에 형성된 스페이서(370)는 높게 돌출되어 있으므로 방열판(360)은 스페이서(370) 상에 형성된 제 2 전극(350)과 맞닿을 수 있다.
따라서, 제 2 전극(350)과 방열판(360)은 서로 접촉되어 패널 내부에서 발생한 열을 외부로 방출시킬 수 있다.
도 3f를 참조하면, 제 2 기판(320)과 제 2 기판(320)의 합착시 제 1 전극(330)이 형성된 발광영역(B)은 높게 돌출된 스페이서(370)가 형성된 비발광영역(A)의 사이에 위치하게 되므로 제 2 전극(350)과 방열판(360) 사이는 빈 공간이 되므로 여기에 질소 가스를 주입한다.
주입된 질소 가스의 대류에 의해서도 상기 방열판(360)으로의 열방출이 동시에 일어날 수 있다.
즉, 비발광영역(A)에서는 방열판(360)과 제 2 전극(350)이 서로 접촉되어 패널 내부에서 발생한 열을 전도에 의해 외부로 방출시킬 수 있고, 발광영역(B)에서는 방열판(360)과 제 2 전극(350) 사이에 주입된 질소가스가 패널 내부에서 발생한 열을 대류에 의해 외부로 방출시킬 수 있다.
유기전계발광소자(300)에서 유기층(340)은 대부분 열에 취약하므로, 상술한 구조를 통해 열을 외부로 쉽게 방출시킬 수 있으므로 소자의 수명이 늘어날 수 있다.
또한, 비발광영역(A)에서 제 2 전극(350)과 방열판(360)은 서로 접촉되어, 단면적이 넓어지게 되므로 전극의 저항을 낮출 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자는 , 패널 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출시켜 소자의 내구성을 향상시키고, 소자의 저항을 줄이는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 제 1 전극이 형성된 발광영역 및 스페이서가 형성된 비발광영역을 포함하는 제 1 기판;
    방열판을 포함하는 제 2 기판;
    상기 제 1 전극과 상기 스페이서 상에 형성되는 유기층; 및
    상기 유기층 상에 형성되는 제 2 전극;
    을 포함하며, 상기 방열판과 상기 제 2 전극은 상호 접촉하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광영역에 위치하며, 상기 제 1 기판상에 형성되는 박막트랜지스터를 포함하는 유기전계발광소자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 비어홀을 통해 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열판은 알루미늄 또는 구리 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열판과 상기 제 2 전극은 상기 발광영역에서 접촉하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광영역에서, 상기 방열판과 상기 제 2 전극 사이에는 질소를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자
  7. 제 1 전극 및 스페이서가 형성된 제 1 기판을 마련하는 단계;
    상기 제 1 전극 및 상기 스페이서 상에 유기층을 형성하는 단계;
    상기 유기층 상에 제 2 전극을 형성시키는 단계;
    제 2 기판상에 방열판을 형성시키는 단계; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 방열판은 알루미늄 또는 구리 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 방열판과 상기 제 2 전극은 상기 스페이서가 형성된 영역에서 접촉되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 방열판과 상기 제 2 전극 사이에는 질소를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8405119B2 (en) 2011-04-18 2013-03-26 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting diode lighting apparatus
US8766323B2 (en) 2010-10-04 2014-07-01 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting display apparatus and method of manufacturing the same

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