KR20080114263A - 유기전계발광소자 - Google Patents

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KR20080114263A
KR20080114263A KR1020070063637A KR20070063637A KR20080114263A KR 20080114263 A KR20080114263 A KR 20080114263A KR 1020070063637 A KR1020070063637 A KR 1020070063637A KR 20070063637 A KR20070063637 A KR 20070063637A KR 20080114263 A KR20080114263 A KR 20080114263A
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박홍기
권승호
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은, 기판 상에 위치하는 다수의 서브 픽셀을 포함하는 표시부; 표시부 외곽에 위치하며 밀봉부재가 형성되도록 정의된 밀봉부재 형성영역; 및 표시부에 연결되며 표시부 외측에 배치된 다수의 배선들을 포함하되, 다수의 배선들 중 밀봉부재 형성영역에 위치하는 배선의 일부 이상은 다른 영역에 위치하는 배선보다 10% 내지 50% 범위의 좁은 선 폭을 갖는 유기전계발광소자를 제공한다.
유기전계발광소자, 전원배선, 봉지

Description

유기전계발광소자{Organic Light Emitting Diode}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 개략적인 평면도.
도 2는 도 1의 표시부에 포함된 서브 픽셀의 단면도.
도 3은 도 1의 "Z" 영역에 대한 확대도.
도 4는 제2전원배선의 구조도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110: 기판 120: 서브 픽셀
130: 표시부 140: 다수의 배선들
160: 구동부 170: 패드부
180: 밀봉부재 S: 밀봉부재 형성영역
본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것이다.
유기전계발광표시장치에 사용되는 유기전계발광소자는 기판 상에 위치하는 두 개의 전극 사이에 발광층이 형성된 자발광소자였다.
또한, 유기전계발광소자는 빛이 방출되는 방향에 따라 전면발광(Top-Emission) 방식과 배면발광(Bottom-Emission) 방식 등이 있고, 구동방식에 따라 수동매트릭스형(Passive Matrix)과 능동매트릭스형(Active Matrix) 등으로 나누어져 있다.
이러한 유기전계발광소자는 수분이나 산소 등에 취약하여 소자를 보호하기 위해 봉지 기판을 구비하고 실란트 등과 같은 밀봉부재를 이용하여 기판과 봉지 기판을 봉지 하는 봉지 공정을 하였다. 봉지 공정 시, 밀봉부재의 일례로 선택된 실란트는 통상 조사된 UV(Ultra Violet)에 의해 경화됨으로써 기판과 봉지 기판을 기밀하게 된다.
한편, 실란트가 위치함은 물론 UV가 조사되는 밀봉부재 형성영역에는 기판 상에 형성된 다수의 배선들이 배선되어 있는데, 이러한 배선들 중 일부는 실란트가 기판 상에 균일하게 도포되는 것을 방해하거나, UV가 실란트에 효과적으로 조사되는 것을 방해하기도 하여 소자 제조시 악영향을 초래하기도 하였다.
게다가 이와 같은 문제는 실란트가 아닌 다른 밀봉부재를 선택하여 밀봉했을 때에도 유발하고 있으므로 이는 실란트에만 해당되는 것이 아니라 밀봉부재를 사용하여 봉지하는 공정에 해당되는 사항이므로 밀봉부재를 형성하는 영역 전반에 개선이 요구된다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 유기전계발광소자의 배선구조를 달리하여 소자를 더욱 기밀하게 밀봉함은 물론 소자의 수명을 향상시키는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 기판 상에 위치하는 다수의 서브 픽셀을 포함하는 표시부; 표시부 외곽에 위치하며 밀봉부재가 형성되도록 정의된 밀봉부재 형성영역; 및 표시부에 연결되며 표시부 외측에 배치된 다수의 배선들을 포함하되, 다수의 배선들 중 밀봉부재 형성영역에 위치하는 배선의 일부 이상은 다른 영역에 위치하는 배선보다 10% 내지 50% 범위의 좁은 선 폭을 갖는 유기전계발광소자를 제공한다.
좁은 선 폭을 갖는 배선의 폭은 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 일 수 있다.
좁은 선 폭을 갖는 배선은 전원배선일 수 있다.
전원배선은 밀봉부재 형성영역의 경계선을 기준으로 200 ㎛ 내지 300 ㎛ 범위 이격된 영역에서부터 점차 좁아질 수 있다.
전원배선은 배선의 내측으로 110˚ 내지 175˚ 범위의 기울기를 갖고 점차 좁아질 수 있다.
전원배선은 배선의 내측으로 150˚ 내지 175˚ 범위의 기울기를 갖고 점차 좁아질 수 있다.
서브 픽셀은 하나 이상의 커패시터 및 트랜지스터를 포함할 수 있다.
<일 실시예>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 개략적인 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자는 기판(110) 상에 다수의 서브 픽셀(120)을 포함하는 표시부(130)가 위치한다.
표시부(130)에 포함된 서브 픽셀(120)은 기판(110) 상에 위치하는 트랜지스터 어레이에 포함된 구동 트랜지스터의 소스 또는 드레인에 연결된 애노드 또는 캐소드 사이에 유기 발광층이 위치하게 된다. 참고로, 앞서 설명한 트랜지스터 어레이에는 서브 픽셀(120)과 대응하는 영역에서 하나 이상의 트랜지스터 및 커패시터가 포함된다.
표시부(130)에 포함된 서브 픽셀(120)은 각각 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 3개의 서브 픽셀들(120R,120G,120B)을 포함하며, 이와 같은 서브 픽셀들은 하나의 단위 픽셀로도 정의될 수 있다.
도시된 도면에는 서브 픽셀(120)이 적색, 녹색 및 청색만 포함하는 것으로 표기되어 있으나 이는 실시예의 일환일 뿐 서브 픽셀(120)은 백색과 같은 발광 색을 더 포함하여 4개 이상으로도 형성할 수 있으며, 이 밖에 다른 색(예를 들면, 주황색, 노랑색 등)을 발광할 수도 있다.
참고로, 서브 픽셀(120)은 적어도 유기 발광층을 포함하며, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 또는 전자 주입층 중 하나 이상을 더 포함할 수 있고, 이 밖에 버퍼층, 블록킹층 등이 더 포함되어 애노드와 캐소드 간의 정공 또는 전자의 흐름을 조절할 수도 있음은 물론이다.
표시부(130) 외곽 기판(110)에는 소자를 외부로부터 보호하기 위해 봉지공정을 할 수 있도록 밀봉부재(180)를 형성하는 밀봉부재 형성영역(S)이 위치한다. 여기서, 밀봉부재 형성영역(S)은 밀봉부재(180)를 형성할 수 있도록 정의된 가상의 공간이나, 이는 도시된 바와 같이 실제 밀봉부재(180)가 형성되는 위치이기도 하다.
한편, 표시부(130) 외측 기판(110)에는 서브 픽셀(120)에 연결되는 다수의 배선들(140)이 배선된다. 특히, 배치된 다수의 배선들(140) 중 일부 이상은 밀봉부재 형성영역(S)에서 다른 영역에 위치하는 배선보다 10% 내지 50% 범위의 좁은 선 폭을 갖는 것이 유리하다.
여기서, 다수의 배선들(140)이라 함은 서브 픽셀(120)에 양의 전원을 공급하는 제1전원 배선(예:VDD)(146)과 양의 전원 이하의 낮은 전원을 공급하는 제2전원 배선(예:GND)(144), 그리고 이 밖에 서브 픽셀(120)에 데이터 신호를 공급하는 데이터 배선(142)과 스캔 신호를 공급하는 스캔 배선(미도시) 등을 포함한다.
한편, 표시부(130)의 외측 기판(110) 상에는 구동부(160)가 위치하고, 구동부(160)와 인접된 영역의 기판(110) 외곽에는 패드부(170)가 위치한다.
여기서, 패드부(170)는 외부장치와의 연결을 목적으로 하며, 구동부(160)는 패드부(170)로부터 공급된 신호를 드라이빙 하여 표시부(130) 내에 위치하는 서브 픽셀(120)에 공급하는 역할을 한다.
앞서 설명한 다수의 배선들(140) 중 스캔 배선(미도시) 및 데이터 배선(142) 은 구동부(160)에 연결되어 외부장치로부터 공급된 신호를 표시부(130)에 전달하게 된다.
참고로, 구동부(160)는 표시부(130)에 포함된 각각의 서브 픽셀들(120R,120G,120B)에 스캔신호를 공급하는 스캔 구동부와 스캔된 서브 픽셀들(120R,120G,120B)에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부로 구분될 수 있다.
또한, 스캔 구동부 및 데이터 구동부에 대한 위치는 자세하게 도시되어 있진 않지만, 스캔 구동부의 경우 표시부(130)의 외 측면 좌측 또는 우측에 위치할 수 있고, 데이터 구동부의 경우 표시부(130)의 외 측면 상측 또는 하측에 위치할 수도 있다.
본 발명에서는 유기전계발광소자가 능동 매트릭스형인 것을 일례로 하고, 도 1의 표시부(130)에 포함된 서브 픽셀의 구조에 대한 설명을 이하, 도 2를 참조하여 더욱 자세히 한다.
도 2는 도 1의 표시부에 포함된 서브 픽셀의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 제1기판(110)은, 유리판, 금속판, 세라믹판 또는 플라스틱판(폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 염화비닐 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 불소 수지 등) 등을 예로 들 수 있다.
제1기판(110) 상에는 버퍼층(111)이 위치한다. 버퍼층(111)은 제1기판(110)에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 후속 공정에서 형성되는 박막 트랜지스터를 보호하기 위해 형성하는 것으로, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용하여 선택적으로 형성한다.
버퍼층(111) 상에는 반도체층(112)이 위치한다. 반도체층(112)은 비정질 실리콘 또는 이를 결정화한 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 여기서 도시하지는 않았지만, 반도체층(112)은 채널 영역, 소오스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있으며, 소오스 영역 및 드레인 영역에는 P형 또는 N형 불순물이 도핑될 수 있다.
반도체층(112)을 포함하는 제1기판(110) 상에는 게이트 절연막(113)이 위치한다. 게이트 절연막(113)은 실리콘 산화물(SiO2) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용하여 선택적으로 형성할 수 있다.
반도체층(112)의 일정 영역에 대응되도록, 즉 채널 영역에 대응되도록 게이트 절연막(113) 상에 게이트 전극(114)이 위치한다. 게이트 전극(114)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 티타늄(Ti), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(Mo alloy), 텅스텐(W), 텅스텐 실리사이드(WSi2) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
게이트 전극(114)을 포함한 제1기판(110) 상에는 층간절연막(115)이 위치한다. 층간절연막(115)은 유기막 또는 무기막일 수 있으며, 이들의 복합막일 수도 있다.
층간절연막(115)이 무기막인 경우 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 SOG(silicate on glass)를 포함할 수 있으며, 유기막인 경우 아크릴 계 수지, 폴리이미드계 수지 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene,BCB)계 수지를 포함할 수 있다.
층간절연막(115) 및 게이트 절연막(113) 내에는 반도체층(112)의 일부를 노출시키는 제 1 및 제 2 콘택홀(125a, 125b)이 위치할 수 있다.
층간절연막(115) 상에는 제1전극(116a)이 위치한다. 제1전극(116a)은 애노드일 수 있으며 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전층을 포함할 수 있고, 제1전극(126a)은 ITO/Ag/ITO와 같은 적층구조를 가질 수도 있다.
층간절연막(115) 상에는 소오스 전극 및 드레인 전극(116b, 116c)이 위치한다. 소오스 전극 및 드레인 전극(116b, 116c)은 제1 및 제 2 콘택홀(115a, 115b)을 통하여 반도체층(112)과 전기적으로 연결되며, 드레인 전극(116c)의 일부는 제1전극(116a) 상에 위치하여, 제1전극(116a)과 전기적으로 연결된다.
소오스 전극 및 드레인 전극(116b, 116c)은 배선 저항을 낮추기 위해 저저항 물질을 포함할 수 있으며, 몰리 텅스텐(MoW), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)으로 이루어진 다층막일 수 있다. 다층막으로는 티타늄/알루미늄/티타늄(Ti/Al/Ti) 또는 몰리 텅스텐/알루미늄/몰리 텅스텐(MoW/Al/MoW)의 적층구조가 사용될 수 있다.
제1전극(116a) 상에는 제1전극(116a)의 일부를 노출시키는 뱅크층(117)이 위치한다. 뱅크층(117)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene,BCB)계 수지, 아크릴계 수지 또는 폴리이미드 수지 등의 유기물을 포함할 수 있다.
노출된 제1전극(116a) 상에는 발광층(118)이 위치하고 발광층(118) 상에는 제2전극(119)이 위치한다. 제2전극(119)은 발광층(118)에 전자를 공급하는 캐소드일 수 있으며, 마스네슘(Mg), 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 앞서 설명한 다수의 배선들(140) 중 밀봉부재 형성영역(S)에서 좁은 선 폭을 갖는 배선을 제2전원배선(144)으로 하고 이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 이에 대한 설명을 더욱 자세히 한다.
도 3은 도 1의 "Z" 영역에 대한 확대도 이다. "180"은 밀봉부재.
도 3의 "Z" 영역에 도시된 바와 같이, 밀봉부재 형성영역(S)에 위치하는 제2전원배선(144)은 다른 영역에 위치하는 배선보다 좁은 선 폭을 갖도록 배선되어 있음을 알 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 밀봉부재 형성영역(S)을 기준으로 내측과 외측에 위치하는 제2전원배선(144)의 폭과, 밀봉부재 형성영역(S)에 인접하면서 점차 좁아지도록 배선되는 구조에 대한 설명을 더욱 자세히 한다.
도 4는 제2전원배선의 구조도 이다. "180"은 밀봉부재.
도 4를 참조하면, 밀봉부재 형성영역(S)의 외측에 위치하는 제2전원배선(144a)의 폭 "L1"이 예를 들어 100 ㎛ 이면, 밀봉부재 형성영역(S) 내에 위치하는 제2전원배선(144b)의 폭 "L2"는 대략 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 로 형성될 수 있다.
이는 앞서 설명하였듯이, 밀봉부재 형성영역(S) 내에 위치하는 제2전원배 선(144b)의 폭은 외측에 위치하는 배선의 폭보다 10 % 내지 50 %로 좁은 폭으로 형성할 수 있기 때문이다.
여기서, "L2"의 배선 폭을 10 ㎛ 내지 50 ㎛보다 더 얇게 형성할 경우, 배선 저항이 상승하게 되어 소비전력이 상승할 뿐만 아니라 신호의 외곡 현상에 의해 휘도가 감소하는 영향을 초래하게 된다. 또한, "L2"의 배선 폭을 10 ㎛ 내지 50 ㎛보다 더 두껍게 형성할 경우, 밀봉부재 형성영역(S)에 형성되는 밀봉부재(180)가 경화되지 않을 수 있으므로 이를 고려한 것이다.
한편, 밀봉부재 형성영역(S)의 외측에 위치하는 제2전원배선(144a)의 폭은 밀봉부재 형성영역(S)의 경계선을 기준으로 점차 좁아지도록 배선된다. 이때, 제2전원배선(144a)가 좁아지는 구간 "L3"는 200 ㎛ 내지 300 ㎛ 범위 이격된 영역이 된다.
여기서, "L3"와 같이 배선의 폭을 밀봉부재 형성영역(S)의 경계선을 기준으로 200 ㎛ 내지 300 ㎛ 범위 이격된 영역에서부터 점차 좁아지도록 하는 것은 배선 저항 문제와 신호 외곡 현상을 고려한 것이다.
여기서, 제2전원배선(144)은 배선의 내측으로 110˚ 내지 175˚ 범위의 기울기를 갖고 점차 좁아지게 된다. 이때, 제2전원배선(144)이 기울어지는 각도(r)는 "L1"과 "L2"의 배선 폭에 비례하므로, 각도(r)는 최소 150˚ 내지 175˚ 범위를 가질 수 있게 될 것이다.
일례로, 제2전원배선(144)이 "L1" = 100 ㎛, "L2" = 10 ㎛, "L3" = 200 ㎛ 과 같이 형성되어 있다면, 각도(r)는 대략 167˚ 정도 될 것이고, 제2전원배 선(144)이 "L1" = 100 ㎛, "L2" = 50 ㎛, "L3" = 300 ㎛ 과 같이 형성되어 있다면, 각도(r)는 대략 175˚ 정도 될 것이다. 그리고, "L1"이 100 ㎛로 고정되어 있는 상태라면 배선은 최소 167˚최대 175˚정도의 각도(r) 범위를 갖고 접차 좁아지게 배선될 것이다.
이상 본 발명은 효과적인 봉지 공정을 위해, 다수의 배선들(140) 중 가장 두꺼운 배선 폭을 갖는 제2전원배선(144)이 밀봉부재 형성영역(S)을 지날 때, 배선의 폭이 좁아지도록 형성한 것이다.
이와 같이, 밀봉부재 형성영역(S)을 지나는 제2전원배선(144)의 선 폭을 좁히게 되면, 밀봉부재(180)로 실란트 등을 선택했을 시 UV(Ultra Violet)가 실란트에 조사되는 량이 증가하게 된다. 이에 따라, 봉지 공정 시, 소자의 기밀성을 더욱 높일 수 있게 되어 외부로부터 침투되는 수분이나 산소 등에 취약한 유기전계발광소자 단점을 보강할 수 있게 되고 아울러 소자의 수명을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모 든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 유기전계발광소자의 배선구조를 달리하여 소자를 더욱 기밀하게 밀봉함은 물론 소자의 수명을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 기판 상에 위치하는 다수의 서브 픽셀을 포함하는 표시부;
    상기 표시부 외곽에 위치하며 밀봉부재가 형성되도록 정의된 밀봉부재 형성영역; 및
    상기 표시부에 연결되며 상기 표시부 외측에 배치된 다수의 배선들을 포함하되,
    상기 다수의 배선들 중 상기 밀봉부재 형성영역에 위치하는 배선의 일부 이상은 다른 영역에 위치하는 배선보다 10% 내지 50% 범위의 좁은 선 폭을 갖는 유기전계발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 좁은 선 폭을 갖는 배선의 폭은 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 인 유기전계발광소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 좁은 선 폭을 갖는 배선은 전원배선인 유기전계발광소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전원배선은 상기 밀봉부재 형성영역의 경계선을 기준으로 200 ㎛ 내지 300 ㎛ 범위 이격된 영역에서부터 점차 좁아지는 유기전계발광소자.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전원배선은 배선의 내측으로 110˚ 내지 175˚ 범위의 기울기를 갖고 점차 좁아지는 유기전계발광소자.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 전원배선은 배선의 내측으로 150˚ 내지 175˚ 범위의 기울기를 갖고 점차 좁아지는 유기전계발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서브 픽셀은 하나 이상의 커패시터 및 트랜지스터를 포함하는 유기전계발광소자.
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