KR20090015698A - 유기전계발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 서로 마주하는 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 형성된 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와; 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되며 제 1 전극과 유기 발광층과 제 2 전극으로 구성된 유기전계발광 다이오드를 포함하며, 상기 제 1 또는 제 2 기판의 외측면에 형성되며, 외부광에 노출시 어둡게 변하는 것을 특징으로 하는 광색변환층을 포함하는 유기전계발광 소자를 제공한다.
유기전계발광 소자, 광색변환층, 전기색변환 소자, 명암대비비, 외부광
Description
본 발명은 유기전계발광 소자(Organic Electroluminescent Device)에 관한 것이며, 특히 외부광에 의한 광누설 전류를 억제하며 명암비 및 소비전력을 개선시킨 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD ; Flat Panel Display)중 하나인 유기전계발광 소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도이기 때문에 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5 내지 15V의 낮은 전압으로 구동가능하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
또한 상기 유기전계발광 소자의 제조공정은 증착(deposition) 및 인캡슐레이션(encapsulation) 장비가 전부라고 할 수 있기 때문에 제조 공정이 매우 단순하다.
이러한 특성을 갖는 유기전계발광 소자는 크게 패시브 매트릭스 타입과 액티브 매트릭스 타입으로 나뉘어지는데, 패시브 매트릭스 방식에서는 주사선(scan line)과 신호선(signal line)이 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하므로, 각각의 픽셀을 구동하기 위하여 주사선을 시간에 따라 순차적으로 구동하므로, 요구되는 평균 휘도를 나타내기 위해서는 평균 휘도에 라인수를 곱한 것 만큼의 순간 휘도를 내야만 한다.
그러나, 액티브 매트릭스 방식에서는, 픽셀(pixel)을 온/오프(on/off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 서브픽셀(sub pixel)별로 위치하고, 이 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극은 서브픽셀 단위로 온/오프되고, 이 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극은 공통전극이 된다.
그리고, 상기 액티브 매트릭스 방식에서는 픽셀에 인가된 전압이 스토리지 캐패시터(CST ; storage capacitor)에 충전되고, 그 다음 프레임(frame) 신호가 인가될 때까지 전원을 인가해 주도록 함으로써, 주사선 수에 관계없이 한 화면동안 계속해서 구동한다. 따라서, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내고, 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점을 가지므로 최근에는 액티브 매트릭스 타입의 유기전계발광 소자가 주로 이용되고 있다.
이하, 이러한 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본적인 구조 및 동작특성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 한 화소에 대한 회 로도이다.
도시한 바와 같이 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 하나의 화소는 스위칭(switching) 박막트랜지스터(STr)와 구동(driving) 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 캐패시터(StgC), 그리고 유기전계발광 다이오드(ED)로 이루어진다.
즉, 제 1 방향으로 게이트 배선(GL)이 형성되어 있고, 이 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되어 화소영역(P)을 정의하며 데이터 배선(DL)이 형성되어 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 형성되어 있다.
또한, 상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)이 교차하는 부분에는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성되어 있으며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있다.
이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극은 상기 유기전계발광 다이오드(ED)의 제 1 전극과 연결되고 있으며, 상기 구동 박막트랜지스터의 소스 전극은 전원배선(PL)과 연결되고 있다. 이때, 상기 전원배선(PL)은 전원전압을 상기 유기전계발광 다이오드(E)로 전달하게 된다.
또한, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에는 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되고 있다.
따라서, 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 온(on) 되고, 상기 데이터 배선(DL)의 신호가 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극에 전달되어 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 되므로 유기 전계발광 다이오드(ED)를 통해 빛이 출력된다. 이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 상태가 되면, 전원배선(PL)으로부터 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며 이로 인해 상기 유기전계발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 되며, 상기 스토리지 커패시터(StgC)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기전계발광 다이오드(ED)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
이러한 구동을 하는 유기전계발광 소자는 유기전계발광 다이오드를 통해 발광된 빛의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉜다.
도 2는 종래의 하부발광방식 유기전계발광 소자에 대한 개략적인 단면도이다.
도시한 바와 같이, 화상표시를 위한 표시영역(DA)과 그 주변의 비표시영역(NA)이 정의되어 있는 제 1, 2 기판(10, 30)이 서로 대향되게 배치되어 있고, 제 1, 2 기판(10, 30)의 가장자리부 즉 비표시영역(NA)에는 씰패턴(40 ; seal pattern)이 형성되어 제 1, 2 기판(10, 30)을 봉지하고 있으며, 상기 제 1 기판(10)의 상부에는 각 화소영역(P)에 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있고, 상기 각각의 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되어 제 1 전극(12)이 형성되어 있고, 상기 제 1 전극(12) 상부에는 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)색을 발광하는 발 광물질로 이루어진 유기 발광층(14)이 형성되어 있고, 상기 유기 발광층(14) 상부에는 전면에 제 2 전극(16)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1, 2 전극(12, 16)은 상기 유기 발광층(14)에 전계를 인가해주는 역할을 한다.
이때 상기 유기 발광층(14)에서 발광된 빛은 투명한 상기 제 1 전극(12)을 통해 상기 제 1 기판(10)을 투과하여 영상을 표시하게 된다.
그리고, 전술한 씰패턴(40)에 의해서 상기 제 1 기판(10) 상에 형성된 제 2 전극(16)과 제 2 기판(30)은 일정간격 이격되어 있으며, 상기 제 2 기판(30)의 내측면에는 외부에서 침투하는 수분을 차단하는 흡습제(32)가 포함되어 있다.
한편, 이러한 구성을 갖는 종래의 유기전계발광 소자(1)는 상기 유기 발광층(14)에서 발광된 빛이 투과되어 화상을 표시하는 제 1 기판(10)의 외측면에는 외부광의 입사를 방지하기 위한 편광판(17)이 더욱 구비되고 있다.
상기 편광판(17) 없이 외부광에 노출된 상태로 유기전계발광 소자(1)를 통해 화상을 시청하는 경우 상기 제 1 기판(10)의 표면에서 외부광에 의한 반사에 의해 표시되는 화상의 명암비(contrast ratio) 등이 저하되어 표시품질이 떨어지게 되므로, 이를 방지하기 위해 최근에는 유기전계발광 소자의 외측면에 값비싼 외부광에 의한 반사 방지용 편광판(17)을 부착하고 있다.
하지만, 유기전계발광 소자에 편광판(17)을 부착하는 경우, 상기 편광판(17) 사용에 의한 제조 비용의 증가와, 상기 부착된 편광판(17)에 의해, 상기 편광판(17)은 그 자체로 광 투과율이 38% 내지 45% 정도가 되므로 외부광 뿐 아니라 내부의 유기 발광층(14)에서 발광하여 사용자의 눈으로 입사되는 빛의 휘도를 전원 온(on) 상태에서는 55% 내지 62% 정도 저감시키는 문제가 발생하고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 편광판없이 외부광이 비치는 상태에서도 명암비(contrast ratio) 저하없이 우수한 품질의 화상을 표현하는 유기전계발광 소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 편광판을 사용하지 않음으로써 제조 비용을 저감시키며, 편광판에 의한 휘도 저하를 방지하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 유기전계발광 소자는, 서로 마주하는 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 형성된 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와; 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되며 제 1 전극과 유기 발광층과 제 2 전극으로 구성된 유기전계발광 다이오드를 포함하며, 상기 제 1 또는 제 2 기판의 외측면에 형성되며, 외부광에 노출시 어둡게 변하는 것을 특징으로 하는 광색변환층을 포함한다.
상기 유기전계발광 다이오드는 상기 제 2 기판의 내측면에 형성되며, 전기적 연결패턴에 의해 상기 유기전계발광 다이오드와 상기 구동 박막트랜지스터가 서로 전기적으로 연결된 것이 특징이며, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 각각의 외측면에 광색변환층이 모두 형성된 것이 특징이다.
상기 광색변환층은, 광활성 물질인 아조벤젠(Azobenzene)계 일례로 Azobenzene, 다이아릴레틴(Diarylethenes)계 일례로 2,3-Bis(2,4,5-trimethyl-3-thienyl)maleimide, 스파이로피란(Spiropyran)계 일례로 1,3,3-Trimethylindolino-6'- bromobenzopyrylospiran, 냅토피란(Naphthopyran), 스파이로 옥사진(Spiro-oxazine), 바이얼로겐(Viologen)계 일례로 1,1'-diheptyl-4,4'-bipyridinium bromide 또는 dibenzo(a,j)perylene-8,16-dione 중 어느 하나의 물질로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 광색변환층은 상기 외부광의 강도에 따라 자동적으로 명암비가 조절되는 것이 특징이며, 상기 제 1 및 제 2 기판의 사이에는 그 가장자리를 두르는 씰패턴을 더욱 포함한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 유기전계발광 소자는, 서로 마주하는 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 형성된 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와; 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되며 제 1 전극과 유기 발광층과 제 2 전극으로 구성된 유기전계발광 다이오드를 포함하며, 상기 제 1 또는 제 2 기판 중 어느 하나의 기판은 할로겐화 금속물질을 포함함으로써 외부광에 노출 시 투명한 상태에서 어둡게 변하는 것을 특징으로 한다.
상기 할로겐화 금속물질은 할로겐 원소인 브롬(Br)과 염소(Cl)가 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 중 하나의 물질과 이온상태에서 결합하여 생성된 것이 특징이다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 유기전계발광 소자는, 서로 마주하는 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상에 형성된 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와; 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되며 제 1 전극과 유기 발광층과 제 2 전극으로 구성된 유기전계발광 다이오드를 포함하며, 상기 제 1 기판의 내측면에 형성되며, 투명한 상태에서 전압인가 시 어둡게 변하는 것을 특징으로 하는 전기색변환 소자를 포함한다.
상기 전기색변환 소자는, 투명 도전성 물질로 이루어진 제 3 및 제 4 전극과, 상기 제 3 및 제 4 전극 사이에 순차 적층된 전해질층 및 전기색변환층으로 구성된 것이 특징이며, 상기 전기색변환 소자는 상기 제 1 기판과 직접 접촉하며 형성된 것이 특징이며, 상기 전기색변환 소자와 상기 구동 및 스위치 박막트랜지스터 사이에 절연층이 더욱 형성된 것이 특징이다.
상기 유기전계발광 다이오드는 상기 제 2 기판의 내측면에 형성되며, 전기적 연결패턴에 의해 상기 유기전계발광 다이오드와 상기 구동 박막트랜지스터가 서로 전기적으로 연결된 것이 특징이며, 상기 제 2 기판의 내측면 제 2 전기색변환층이 더욱 형성되며, 이때 상기 제 2 전기색변환층은, 상기 제 2 기판과 직접 접촉하며 투명 도전성 물질로 형성된 제 5 전극과, 제 2 전해질층과, 제 2 전기색변환층으로 구성되며, 상기 유기전계발광 다이오드의 제 1 전극과 접촉하며 형성된 것이 특징이다.
상기 전해질층 및 상기 제 2 전해질층은, lithium perchlorate(LiClO4) 또는 poly(ethylene oxide)로 이루어진 것이 특징이며, 상기 전기색변환층 및 상기 제 2 전기색변환층은, WO3, In(OH)3, 유기물질로 polypyrrole, polythiophene, polymethylthiophene, PANI 및 Viologen계 물질 일례로 1,1'-diheptyl-4,4'-bipyridinium bromide 중 하나로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 유기전계발광 소자는, 광센서와, 상기 광센서에 의해 측정된 외부광의 강도에 비례하여 0V 내지 1V 사이의 전위차를 갖는 전압을 상기 전기색변환 소자에 인가하는 전압조절 장치를 더욱 포함하는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 유기전계발광 소자는 제 1 기판 또는 제 2 기판에 광색변환층 또는 전기색변환소자가 구비됨으로써 외부광에 노출시의 명암 대비비를 향상시키는 효과를 갖는 동시에 외부광 반사 방지용 편광판을 구비한 것 대비 휘도 향상의 효과를 갖는다.
또한, 광색변환층을 구비한 유기전계발광 소자의 경우, 외부광 반사 방지용 편광판을 구비한 것 대비 제조 비용의 저감의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<제 1 실시예>
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부발광 방식 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부 단면도이다. 이때, 화상을 표시하는 영역을 표시영역(DA), 상기 표시영역(DA) 주위의 씰패턴 및 패드부가 형성되는 영역을 비표시영역(NA)이라 정의한다.
제 1, 2 기판(110, 130)이 서로 대향되게 배치되어 있으며, 상기 제 1, 2 기판(110, 130)의 가장자리부는 씰패턴(140 ; seal pattern)에 의해 봉지되고 있다. 또한, 제 1 기판(110)의 상부의 상기 표시영역(DA)에는 각 화소영역(P)별로 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성되어 있고, 상기 각각의 화소영역(P)에는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되어 제 1 전극(112)이 형성되어 있고, 상기 제 1 전극(112) 상부에는 각 화소영역(P)별로 순차 반복하며 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)색에 대응되는 발광물질을 포함하는 유기 발광층(114)이 형성되어 있고, 상기 유기 발광층(114) 상부로 상기 표시영역(DA) 전면에 대해 제 2 전극(116)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 전극(112)과 유기 발광층(114)과 제 2 전극(116)은 유기전계 발광 다이오드(ED)를 이루게 된다. 이때 도면에 나타나지 않았지만, 상기 표시영역(DA)에는 상기 각 화소영역(P)을 정의하며 서로 교차하는 다수의 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시)은 비표시영역(NA)의 패드부까지 연장 형성되고 있으며, 상기 각 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)은 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와 연결되고 있다.
또한, 상기 비표시영역(NA)에 제 1 및 제 2 기판(110, 130)을 두르며 형성된 씰패턴(140)에 의해서 상기 제 1 기판(110) 상에 형성된 제 2 전극(116)과 제 2 기판(130)은 일정간격 이격되어 있으며, 상기 제 2 기판(130)의 내부면에는 수분을 차단하는 흡습제(132)가 구비되고 있다.
또한, 이러한 구조를 갖는 유기전계발광 소자(101)는 상기 제 1 전극(112)을 양극(anode), 제 2 전극(16)을 음극(cathode)으로 구성할 경우, 상기 제 1 전극(112)은 투명 도전성 물질 중 일함수가 높은 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 형성하고, 상기 제 2 전극(116)은 일함수가 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)으로 형성할 수 있다.
또한, 상기 유기 발광층(114)은 발광 효율을 극대화하기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 가장 중요한 특징적인 것으로 상기 제 1 기판(110)의 외측면에는 광 변색성(photochromic) 물질로서 광색변환층(120)이 더욱 형성되거나 또는 상기 제 1 기판(110) 자체가 광변색성 특성을 갖는 것이 되고 있다.
상기 광변색성 물질은 광활성 특성 즉 자외선 또는 가시광선 등의 외부광이 조사되면 어두운 색을 띠게 되며, 외부광이 제거되면 투명한 상태를 갖게 되는 특성을 가지며, 이러한 광활성 특성을 갖는 물질은 크게 유기 물질과 무기 물질로 나눌 수 있다. 이때, 광활성 특성을 갖는 유기물질로는 아조벤젠(Azobenzene)계 일례 로 Azobenzene, 다이아릴레틴(Diarylethenes)계 일례로 2,3-Bis(2,4,5-trimethyl-3-thienyl)maleimide, 스파이로피란(Spiropyran)계 일례로 1,3,3-Trimethylindolino-6'- bromobenzopyrylospiran, 냅토피란(Naphthopyran), 스파이로 옥사진(Spiro-oxazine), 바이얼로겐(Viologen)계 일례로 1,1'-diheptyl-4,4'-bipyridinium bromide 또는 dibenzo(a,j)perylene-8,16-dione 등이 있으며, 무기 물질로는 금(Au), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 등을 소량 포함하는 할로겐화(halide) 물질이 있다.
상기 무기 물질은 그 자체로는 광조사에 의한 변색이 발생하지 않기 때문에 직접 광색변환층을 형성하지 않고, 할로겐 원소인 브롬(Br) 또는 염소(Cl)를 포함하는 유리 재질인 상기 제 1 기판(110)의 제조 시 0.01% 내지 0.05% 정도의 금(Au), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 등을 섞어 550℃ 이상에서 용융 및 성형하여 제조함으로써 광 조사에 의해 상기 제 1 기판(110) 자체가 광변색성을 갖도록 한다.
따라서, 상기 광색변환층(120)은 실질적으로 전술한 유기 물질로 이루어지게 되며, 무기 물질인 경우 상기 제 1 기판(110)에 포함되어 상기 제 1 기판(110) 자체가 광조사에 의한 변색특성을 갖게 된다. 이는 상기 할로겐 원소 및 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등은 용융되면 이온상태가 되며 이러한 이온화된 상태에서 할로겐 이온과 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 이온이 만나면 할로겐화 물질 일례로 할로겐화은(silver halide)이 생성되는데, 이러한 할로겐화 물질은 광활성 특징을 갖게 되며 강한 자외선 또는 가시광선이 조사되면 변색되는 특성을 갖는다.
이러한 광변색성 물질은 외부 광원이 조사되면 그 광원을 흡수하여 그 조사 되는 광원의 강도에 따라 투명한 상태에서 어두운 색으로 변색되며, 광원이 제거되면 다시 투명한 상태를 갖게 되는 것이 특징이다.
상기 광색변환층(120)을 구비한 하부발광방식 유기전계발광 소자(101) 또는 그 변형예로서 광변색 특성을 갖는 제 1 기판(미도시)을 구비한 하부발광방식 유기전계발광 소자(미도시)는 외부광이 조사되면 광할성 특성에 의해 외부광을 흡수하여 어둡게 변색됨으로써 명암비를 향상시키게 되며 따라서 외부광 조사 상태에서의 사용자의 시인성을 향상시켜 표시 품질을 향상시키는 역할을 하게 된다. 특히 상기 광할성 물질은 외부광원의 강도에 따라 변색의 정도를 달리하는 특성을 갖는 바, 자동적으로 명암이 조절되므로 이를 구비한 유기전계발광 소자(101)의 외부광의 강도에 따른 강약이 조절되어 표시품질을 더욱 좋게 하는 특징이 있다.
또한, 외부광이 없는 상태에서는 외부광 조사에 의해 광흡수가 없으므로 비록 유기 발광층(114)으로부터 발광된 빛이 조사되나 이는 별 영향을 끼치지 않는 바, 투명한 상태를 유지하게 되므로 휘도 저하없이 화상을 표시하게 된다. 따라서 편광판을 구비한 종래의 유기전계발광 소자(도 2의 1)대비 외부광이 없는 상태에서 휘도 특성이 향상되는 장점을 가지며, 외부광에 노출된 상태에서도 본 발명에 따른 유기전계발광소자의 경우 외부광의 강도에 따라 자동적으로 명암이 조절되므로 비록 강한 외부광에 노출되는 조건에서는 휘도가 유사하게 감소한다 하더라도 작은 강도의 외부광원에 노출된 상태에서는 휘도저하가 덜 발생하는 바, 휘도 특성에 있어서 더욱 우수하다 할 수 있다.
<제 2 실시예>
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 듀얼패널 타입 유기전계발광 소자의 일부 단면도이다. 이때 화상을 표시하는 영역을 표시영역(DA), 상기 표시영역(DA) 주위의 씰패턴 및 패드부가 형성되는 영역을 비표시영역(NA)이라 정의한다.
도시한 바와 같이, 제 1, 2 기판(210, 230)이 서로 일정간격 이격되게 배치되어 있고, 상기 제 1 기판(210)의 내측면에는 화소영역(P)별로 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr,미도시)를 포함하는 어레이 소자가 형성되어 있으며, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 일전극과 연결된 연결전극(222)이 형성되어 있다.
상기 제 1 기판(210)과 마주하는 제 2 기판(230)의 내측면에 있어서는 표시영역(DA) 전면에 제 1 전극(233)이 형성되어 있으며, 제 1 전극(233) 하부로 상기 화소영역(P) 간의 경계(CA)에 버퍼패턴(235) 및 격벽(236)이 순차적으로 형성되어 있다.
또한, 상기 격벽(236)에 의해 별도의 패터닝 공정없이 각 화소영역(P)의 상기 제 1 전극(233) 하부에는 단일층 또는 다층 구조의 유기 발광층(237)이 형성되어 있으며, 상기 유기 발광층(237) 하부로 제 2 전극(240)이 형성되어 있다. 상기 제 1 전극(233)과 유기 발광층(237)과 제 2 전극(240)은 유기전계발광 다이오드(ED)를 이룬다.
상기 유기 발광층(237)은 다층으로 구성될 경우, 제 1 실시예에서와 동일하게 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전 자주입층(electron injection layer)으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판(210)과 제 2 기판(230) 사이에는 각 화소영역(P)별로 전기적 연결패턴(250)이 형성되어 있으며, 상기 제 2 기판(230) 하부의 제 2 전극(240)과 상기 제 1 기판(210)의 상기 연결전극(222)과 접촉하며 이들 두 전극(240, 222)을 전기적으로 연결시키고 있다.
또한, 비표시영역(NA)인 상기 제 1, 2 기판(210, 230)의 가장자리에는 씰패턴(260)이 형성됨으로서 이들 두 기판(210, 230)을 봉지하고 있으며, 이때 씰패턴(260)에 의해 봉지된 상기 제 1, 2 기판(210, 230)의 내부 영역은 수분 및 대기 중에 노출되지 않도록 불활성 기체로 채워지거나 또는 진공의 상태를 유지하고 있다.
한편, 이러한 듀얼패널 타입 액정표시장치(201)는 상부 및 하부 발광이 모두 가능한 구조가 되므로, 상기 제 1 기판(210) 또는 제 2 기판(230)의 외측면 중 적어도 한면에 제 1 실시예에 전술한 광활성 물질 즉, 아조벤젠(Azobenzene)계 일례로 Azobenzene, 다이아릴레틴(Diarylethenes)계 일례로 2,3-Bis(2,4,5-trimethyl -3-thienyl)maleimide, 스파이로피란(Spiropyran)계 일례로 1,3,3- Trimethylindolino-6'-bromobenzopyrylospiran, 냅토피란(Naphthopyran), 스파이로 옥사진(Spiro-oxazine), 바이얼로겐(Viologen)계 일례로 1,1'-diheptyl-4,4' -bipyridinium bromide 또는 dibenzo(a,j)perylene-8,16-dione 중 하나의 물질로 이루어진 제 1 광색변환층(225) 또는 제 2 광색변환층(257)이 형성되고 있다. 즉, 화상을 상면 및 하면 즉 듀얼 타입으로 화상을 시청하도록 하는 경우, 상기 제 1, 2 기판(210, 230) 각각의 외측면 모두에 각각 제 1 및 제 2 광색변환층(225, 257)이 형성되며, 상면 및 하면 중 어느 하나의 면을 통해서 화상을 시청하도록 하는 경우, 사용자가 바라보는 제 1 기판(210) 또는 제 2 기판(230)의 외측면에 대해서 상기 광색변환층(225 또는 257)이 형성될 수 있다.
또한 그 변형예로서 도면으로 나타내지 않았지만, 상기 광색변환성(광할성) 유기 물질을 통한 광색변환층의 형성없이 광색변환성 무기 물질을 이용하여 할로겐화 물질을 형성함으로써 외부광 조사에 의해 색변환되는 유리기판을 상기 제 1 또는 제 2 기판으로 이용하여 듀얼패널 타입 유기전계발광 소자를 구성할 수도 있다.
이러한 본 발명의 제 2 실시예에서와 같이 광색변환층(225 또는 257)을 구비한 듀얼패널 타입 유기전계발광소자(201) 또는 그 변형예로서 광색변환성 기판을 구비한 듀얼패널 타입 유기전계발광소자(미도시) 또한 전술한 제 1 실시예와 동일한 효과를 갖게 된다.
이후에는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 유기전계발광 소자의 제조 방법에 대해 간단히 설명한다.
<제 1 및 제 2 실시예 및 그 변형예에 따른 제조 방법>
우선, 도 3을 참조하면, 제 1 실시예에서와 같이 하부발광 방식의 유기전계발광 소자(101)의 경우, 제 1 기판(110)에 대해 게이트 및 데이터 배선(미도시)과 이들 두 배선(미도시)과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)를 형성한 후, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된 제 1 전 극(112)을 각 화소영역(P)별로 형성하고, 상기 제 1 전극(112) 상부로 쉐도우 마스크 등을 이용하여 각 화소영역(P)별로 유기 발광층(114)을 형성한다. 이후 상기 유기 발광층(114) 위로 상기 표시영역(DA) 전면에 제 2 전극(116)을 형성함으로써 어레이 소자 및 유기전계발광 다이오드(ED)가 모두 구성된 제 1 기판(110)을 완성한다. 이후 상기 어레이 소자 및 유기전계발광 다이오드(ED)가 형성된 제 1 기판(110)의 하면 즉 아무런 구성요소가 형성되지 않는 면에 전술한 광활성 특성을 갖는 유기 물질을 스핀 코팅 또는 스크린 프린팅 또는 진공 증착을 통해 전면에 형성함으로써 광색변환층(120)을 형성한다.
이후, 상기 어레이 소자 및 유기전계발광 다이오드(ED)가 구성된 제 1 기판(110)에 대응하여 씰패턴(140)을 상기 표시영역(DA) 주변의 비표시영역(NA)에 형성하고 흡습제(132)를 그 내측면에 부착한 유기재질 또는 금속재질의 제 2 기판(130)을 상기 제 1 기판(110)의 어레이 소자 및 유기전계발광 다이오드(ED)와 마주하도록 한 후, 불활성 기체의 분위기 또는 진공의 분위기에서 합착함으로써 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광색변환층(120)을 포함하는 유기전계발광 소자(101)를 완성할 수 있다.
한편, 제 1 실시예의 변형예로서 제 1 기판 자체가 광색변환이 가능한 기판인 경우, 상기 광색변환층의 형성없이 전술한 제 1 실시예의 제조방법대로 광색변환가능한 제 1 기판에 대해 어레이 소자와 유기전계발광 다이오드(ED)를 형성하고, 씰패턴을 형성한 후 제 2 기판과 합착함으로써 완성할 수 있다.
이때 상기 광색변환이 가능한 제 1 기판의 경우, 유리를 만드는 공정에 있 어 브롬(Br), 염소(Cl) 등의 할로겐 원소를 포함하며 550℃ 이상으로 가열되어 용융된 유리 재질에 금(Au), 은(Ag) 또는 구리(Cu)를 0.01% 내지 0.05% 정도 섞어 상기 이온화된 할로겐 원소와 금(Au), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 등이 반응하여 할로겐화 물질 예를들면 활로겐화 은(silver halide) 등을 형성하도록 함으로써 광 조사에 의해 색변환되는 유리기판을 제조 할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 제 2 실시예에서와 같이 듀얼패널 타입 유기전계발광 소자(201)의 경우, 우선 제 1 기판(210) 상에 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(미도시)과, 각 화소영역(P)별로 이들 배선(미도시)과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 이와 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)를 형성하고, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된 연결전극(222)을 각 화소영역(P)에 형성함으로써 완성한다.
이후, 상기 제 1 기판(210)에 대응하여 마주하는 제 2 기판(230)의 내측면에 표시영역(DA) 전면에 제 1 전극(233)을 형성하고, 상기 제 1 전극(233)의 각 화소영역(P) 경계에 대응하여 버퍼패턴(235)을 형성한다. 이후 상기 버퍼패턴(235) 위로 평면적으로는 이와 동일한 형태(격자형태)를 가지며 상기 제 2 기판의 내측면을 기준으로 그 단면구조가 역테이퍼 형상을 갖는 격벽(236)을 형성하고, 상기 격벽(236)사이로 노출된 제 1 전극(233) 위로 상기 역테이퍼 형태의 격벽(236)에 의해 자연적으로 끊김이 발생하도록 하여 각 화소영역(P)별로 유기 발광층(237) 및 제 2 전극(240)을 순차적으로 형성함으로써 유기전계발광 다이오드(ED)를 갖는 제 2 기판(230)을 형성한다.
한편, 이렇게 완성된 제 1 기판(210) 또는 제 2 기판(230) 중 어느 하나의 기판에 대해 상기 연결전극(222) 또는 제 2 전극(240)과 접촉하는 전기적 연결패턴(250)을 형성하고, 상기 제 1 또는 제 2 기판(210, 230)의 표시영역(DA) 외측의 테두리를 따라 씰패턴(260)을 형성한 후, 상기 전기적 연결패턴(250)이 상기 서로 마주하는 연결전극(222) 및 제 2 전극(240)과 동시에 접촉하도록 하여 불활성 기체 분위기 또는 진공의 분위기에서 합착하여 패널을 형성한다.
이후, 상기 패널을 광활성 물질이 담긴 수조 등에 디핑(dipping)하거나 또는 제 1 및 제 2 기판(210, 230)의 각각의 외측면에 스핀 코팅 또는 스크린 프린팅을 각각 진행하여 상기 패널의 양 외측면에 제 1 광색변환층(225) 및 제 2 광색변환층(257)을 형성함으로써 본 발명의 제 2 실시예에 따른 듀얼패널 타입 유기전계발광 소자(201)를 성할 수 있다.
이때 상기 듀얼패널 타입 유기전계발광 소자(201)가 하부 발광 또는 상부 발광 중 어느 하나의 발광 방식만을 선택적으로 사용하는 경우, 상기 패널의 양 외측면 중 어느 하나의 외측면에 대해 상기 디핑 방법을 제외한 스핀 코팅 또는 스크린 프린팅법을 진행하여 색변환 물질을 형성하여 완성할 수도 있다.
또한, 제 2 실시예의 변형예의 경우, 도면으로 제시하지 않았지만, 제 1 또는 제 2 기판을 제 1 실시예의 변형예에 제시된 방법을 통해 제조된 광변환성 특성을 갖는 유기기판을 이용하여 전술한 제 2 실시예의 제조 방법과 같이 어레이 소자를 형성하고 제 2 기판에 유기전계발광 다이오드 및 전기적 연결패턴을 형성하고 합착함으로써 완성할 수 있다.
<제 3 실시예>
본 발명의 제 3 실시예는 전기에 의한 색변환 물질을 이용한 전기색변환 소자를 구비한 것을 특징으로 한다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 하부발광 방식 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부 단면도이다. 이때 화상을 표시하는 영역을 표시영역(DA), 상기 표시영역(DA) 주위의 씰패턴 및 패드부가 형성되는 영역을 비표시영역(NA)이라 정의한다. 이때, 전기색변환층과 이를 구동하기 위한 전극 이외에는 전술한 제 1 실시예의 구조와 동일하므로 차별점이 있는 부분을 위주로 설명한다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기전계발광 소자(301)는 제 1, 2 기판(310, 330)이 서로 대향되며 상기 제 1, 2 기판(310, 330)의 가장자리부에 씰패턴(360 ; seal pattern)이 형성됨으로서 패널상태를 이루고 있다.
또한, 제 1 기판(310)의 상부의 상기 표시영역(DA)에는 각 화소영역(P)별로 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성되어 있고, 상기 각각의 화소영역(P)에는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되며 제 1 전극(312), 유기 발광층(314)과 제 2 전극(316)으로 구성된 유기전계발광 다이오드(ED)가 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 전극(312) 및 유기 발광층(314)은 화소영역(P)별로 각각 형성되고 있으며, 상기 제 2 전극(316)은 표시영역(DA) 전면에 형성되고 있다.
이러한 구성을 갖는 제 1 기판(310)에 있어 제 1 실시예와 차별점이 있는 부 분은, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 하부로 즉, 상기 제 1 기판(310)의 상면과 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 사이에 상기 표시영역(DA) 전면에 대응하여 상기 제 1 기판(310)의 상면으로부터 순차적으로 투명 도전성 물질로 이루어지진 제 3 전극(322)과 전해질층(324)과 전기색변환층(325)과 투명 도전성 물질로 이루어진 제 4 전극(326)으로 구성된 색변환소자(328)가 더욱 형성되고 있는 것이다. 이때 상기 색변환소자(328)와 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와의 쇼트(short)를 방지하기 위해 이들 구성요소 사이에 절연층(327)이 더욱 형성되고 있다.
이때 상기 전기색변환층(325)은 전기화학적 작용(electrochemical reaction)에 의해 발생하는 산화-환원(oxidation -reduction)에 의해 색이 지속적 가역적으로 변하는 물질 예를들어 무기물질로 WO3, In(OH)3, 유기물질로 polypyrrole, polythiophene, polymethylthiophene, PANI 및 Viologen계 물질 일례로 1,1'-diheptyl-4,4'-bipyridinium bromide 중 하나의 물질로 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 전해질층(324)은 용액 속에서 양이온과 음이온으로 해리되어 전압 발생시 양이온은 음극으로 음이온은 양극으로 끌려 이동하며 전류를 발생시키는 특징을 가지며, 이러한 특성을 갖는 물질로는 lithium perchlorate(LiClO4), poly(ethylene oxide) 등이 있다.
이러한 색변환소자(328)는 상기 제 3 및 제 4 전극(322, 326)에 대해 최대 1V 정도의 전압차를 갖는 전압이 인가됨으로써 투명한 상태에서 어두운 상태로 가 변되며, 전압의 세기에 비례하여 어두운 정도가 결정되는 것이 특징이다.
이러한 구성을 갖는 제 3 실시예에 따른 유기전계발광 소자(301)는 외부광에 노출시 상기 외부광의 강도를 측정할 수 있는 광센서(미도시)를 부착하고 이를 상기 색변환소자(328)의 제 3 또는 제 4 전극(322, 326)과 전압 조절장치(미도시) 등을 통해 간접적으로 연결함으로써 외부광의 강도에 따라 자동적으로 상기 제 3 또는 제 4 전극(322, 326)에 인가되는 전압차를 1V 내에서 달리할 수 있다. 일례로서 한낮의 태양광 하에서 상기 유기전계발광 소자(301)를 시청하는 경우 광센서(미도시)에 의해 측정된 빛 강도가 거의 최대치이므로 상기 전압 조절장치(미도시)를 통해 상기 제 3 또는 제 4 전극(322, 326)에 1V 정도의 전압차를 갖도록 전압을 인가함으로써 표시영상 매우 어둡게 하여 명암비를 상승시키며, 전등빛 등에 노출시에는 0.1 내지 0.2V의 전압차를 갖도록 제 3 및 제 4 전극(322, 326)에 전압을 인가하도록 하여 표시영상을 상대적으로 덜 어둡게 하여 명암비를 상승시킬 수 있다.
외부광이 없는 경우는, 전압 조절장치(미도시)에 의해 상기 제 3 또는 제 4 전극(322, 326)에 전압차가 없도록 함으로써 상기 전기색변환소자(328)가 투명한 상태를 갖도록 한다.
따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기전계발광 소자(301)는 외부광에 의한 반사 방지용 편광판을 대체하여 전기색변환소자(328)를 구성함으로써 전기색변환소자(328)의 작동 유무에 따라 최소한 외부광이 없는 상태에서는 휘도가 증가하는 효과를 갖게 됨을 알 수 있다.
이러한 구성을 갖는 제 3 실시예에 따른 유기전계발광 소자(301)의 제조 방 법의 경우, 제 1 기판(310)상에 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 및 유기전계발광 다이오드(ED)를 이미 전술한 제 1 실시예의 제조방법에 따른 공정을 통해 형성하기 전에, 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하여 상기 제 3 전극(322)을 형성하고, 그 상부로 앞서 언급한 전해물질 및 전기색변환물질을 순차적으로 증착 또는 코팅함으로서 전해질층(324)과 전기색변환층(325)을 형성한다. 무기물질인 경우 증착을 통해, 유기물질의 경우 스핀코팅, 스크린 프린팅 등의 방법을 통해 형성할 수 있다. 이후, 상기 전기색변환층(325) 위로 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하여 제 4 전극(326)을 형성함으로써 전기색변환소자(328)를 형성할 수 있으며, 상기 전기색변환소자(328) 위로 전면에 절연층(327)을 형성하고 그 상부로 게이트 및 데이터 배선(미도시)과 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 및 유기전계발광 다이오드(ED)를 형성하고, 이러한 구성요소가 형성된 제 1 기판(310)과 흡습제(332)를 구비한 제 2 기판(330)을 씰패턴(360)을 이용하여 불활성 가스 분위기 또는 진공의 분위기에서 합착함으로서 완성할 수 있다. 이 경우 패널 상태의 유기전계발광 소자가 완성된 것이며, 최종적인 디스플레이 소자로서 작동시키기 위해서는 PCB 등의 회부 인쇄회로 기판과 커버등을 더욱 구성하여야 하며 이때 광센서 및 색변환소자에 인가되는 전압 조절장치 등을 더욱 구비함으로써 전술한 바와 같이 동작되도록 할 수 있다.
<제 4 실시예>
본 발명의 제 4 실시예 또한 전기색변환 물질을 이용한 전기색변환소자를 구비한 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 듀얼패널타입 유기전계발광 소자의 일부 단면도이다. 이때 화상을 표시하는 영역을 표시영역(DA), 상기 표시영역(DA) 주위의 씰패턴 및 패드부가 형성되는 영역을 비표시영역(NA)이라 정의한다. 이때, 전기색변환층과 이를 구동하기 위한 전극 이외에는 전술한 제 2 실시예의 구조와 동일하므로 차별점이 있는 부분을 위주로 설명한다. 이때 본 발명의 제 4 실시예에 따른 듀얼패널타입 유기전계발광 소자는 듀얼 디스플레이가 가능하도록 상,하면 모두에서 표시되는 것을 일례로 도시하였으며, 제 2 실시예와 비교하여 광변환층을 대신하여 전기색변환소자가 형성된 것을 제외하고 동일한 구조를 갖는 바, 제 2 실시예와 차별점이 있는 부분 위주로 설명한다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 듀얼패널타입 유기전계발광 소자(401)는, 전기적 연결패턴(450)으로 연결된 제 1 및 제 2 기판(410, 430)이 서로 대향하며 테두리를 따라 형성된 씰패턴(460)에 의해 봉지되고 있으며, 상기 제 1 기판(410) 상에 제 1 전기색변환소자(429)와 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 게이트 및 데이터 배선(미도시)과 연결전극(422)이 형성되어 있으며, 상기 제 2 기판(430)에는 제 2 전기색변환소자(474)와 유기전계발광 다이오드(ED)가 형성되어 있다.
이때 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 구비된 제 1 기판 (410)에 형성된 상기 제 1 전기색변환소자(429)는 상기 제 1 기판(410)의 내측면과 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 사이에 형성된 것을 포함하여 제 3 전극(424), 제 1 전해질층(425), 제 1 전기색변환층(423) 및 제 4 전극(427)으로 구성된 구조가 전술한 제 3 실시예의 전기색변환소자와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 유기전계발광 다이오드(ED)를 포함하는 제 2 기판(430)에 형성된 상기 제 2 전기색변환소자(474)의 경우, 제 6 전극(미도시)을 상기 유기전계발광 다이오드(ED)의 제 1 전극(433)으로 대체함으로써 실질적으로 제 5 전극(471)과 제 2 전해질층(472)과 제 2 전기색변환층(473)으로 구성됨을 특징으로 한다. 이때, 이러한 구조를 갖는 제 2 전기색변환소자(474)를 제외하고는 상기 제 2 전기색변환소자(474) 하부에 형성된 상기 유기전계발광 다이오드(ED)의 구조는 전술한 제 2 실시예의 유기전계발광 다이오드와 동일하다.
따라서, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 듀얼패널 타입 유기전계발광 소자(401)의 적층 구조를 살펴보면, 제 1 기판(410) 상에 제 3 전극(424)과 제 1 전해질층(425)과 제 1 전기색변환층(426)과 제 4 전극(427)으로 구성된 제 1 전기색변환소자(429)가 형성되고 있으며, 그 상부로 절연층(428)이 형성되어 있으며, 상기 절연층(428) 위로 게이트 및 데이터 배선(미도시)과 이들 두 배선(미도시)에 의해 정의된 화소영역(P)별로 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 형성되고 있으며, 상기 각 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된 연결전극(422)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제 1 기판(410)과 대응하는 제 2 기판(430)의 내측면에 제 5 전극(471)과 제 2 전해질층(472)과 제 2 전기색변환층(473)으로 구성된 제 2 전기색 변환소자(474)와 그 하부로 제 1 전극(433)과 단층 또는 다층 구조의 유기 발광층(437)과 제 2 전극(440)으로 구성된 유기전계발광 다이오드(ED)가 형성되고 있으며, 상기 제 2 전극(440)과 연결전극(422)과 동시에 접촉하는 전기적 연결패턴(450)이 형성되고 있다.
이때 상기 유기전계발광 다이오드(ED)의 제 1 전극(433)은 유기전계발광 다이오드(ED)의 일전극의 역할과 상기 제 2 전기색변환소자(474)의 제 6 전극의 역할을 동시에 수행하는 것이 특징적인 면이 된다.
제조 방법을 살펴보면, 제 1 및 제 2 기판(410, 430)상에 각각 제 1 및 제 2 전기색변환소자(429, 474)를 전술한 제 3 실시예에 제시된 방법에 따라 형성하고, 연속하여 제 1 기판(410)상에 형성된 제 1 전기색변환소자(429) 위로 제 2 실시예의 제조방법에 제시된 방법과 동일하게 진행하여 게이트 및 데이터 배선(미도시)과 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)를 형성하고 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된 연결전극(422)을 형성한다. 이후, 제 2 기판(430) 상의 상기 제 2 전기색변환소자(474) 위로 제 2 실시예의 제조방법과 동일하게 유기전계발과 다이오드(ED)를 형성하고, 상기 제 1, 2 기판(410, 430) 중 어느 한 기판에 대해 전기적 연결패턴(450)을 형성하고, 상기 제 1 및 제 2 기판(410, 430) 중 어느 한 기판의 가장자리를 따라 씰패턴(460)을 형성한 후 불활성 기체 분위기 또는 진공의 분위기에서 상기 두 기판(410, 430)을 상기 전기적 연결패턴(450)이 상기 제 2 전극(440)과 연결전극(422)과 동시에 접촉하도록 합착함으로써 본 발명의 제 4 실시예에 따른 듀얼패널 타입 유기전계발광 소자(401)를 완성한다.
이러한 듀얼패널 타입 유기전계발광 소자(401)에 있어서도 광센서(미도시) 및 전압 조절장치(미도시)를 더욱 구비함으로써 전술한 바와 같이 외부광에 강도에 따라 명암비가 적절히 상승되도록 구동되도록 할 수 있다.
그리고, 전술한 제 4 실시예에 있어서는 제 1 및 제 2 기판 모두에 제 1 및 제 2 전기색변환소자를 형성한 것을 일례로 보이고 있지만, 하부발광 방식 또는 상부발광방식 중 어느 하나의 방식으로 표시되는 디스플레이이 소자로서 이용하는 경우 상기 제 1 또는 제 2 전기색변환소자 중 하나는 생략될 수 있다.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 한 화소에 대한 회로도.
도 2는 종래의 하부발광방식 유기전계발광 소자에 대한 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하부발광 방식 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 듀얼패널 타입 유기전계발광 소자의 일부 단면도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 하부발광 방식 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 일부 단면도.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 듀얼패널 타입 유기전계발광 소자의 일부 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
210 : 제 1 기판 222 : 연결전극
225 : 제 1 광색변환층 230 : 제 2 기판
233 : 제 1 전극 235 : 버퍼패턴
236 : 격벽 237 : 유기 발광층
240 : 제 2 전극 250 : 전기적 연결패턴
260 : 씰패턴 CA : 화소영역간 경계
DA : 표시영역 DTr : 구동 박막트랜지스터
ED : 유기전계 발광 다이오드 NA : 비표시영역
P : 화소영역
Claims (18)
- 서로 마주하는 제 1 기판 및 제 2 기판과;상기 제 1 기판 상에 형성된 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와;상기 구동 박막트랜지스터와 연결되며 제 1 전극과 유기 발광층과 제 2 전극으로 구성된 유기전계발광 다이오드를 포함하며, 상기 제 1 또는 제 2 기판의 외측면에 형성되며, 외부광에 노출시 어둡게 변하는 것을 특징으로 하는 광색변환층을 포함하는 유기전계발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 유기전계발광 다이오드는 상기 제 2 기판의 내측면에 형성되며, 전기적 연결패턴에 의해 상기 유기전계발광 다이오드와 상기 구동 박막트랜지스터가 서로 전기적으로 연결된 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 기판 및 제 2 기판 각각의 외측면에 광색변환층이 모두 형성된 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 광색변환층은, 광활성 물질인 아조벤젠(Azobenzene)계 일례로 Azobenzene, 다이아릴레틴(Diarylethenes)계 일례로 2,3-Bis(2,4,5-trimethyl-3-thienyl)maleimide, 스파이로피란(Spiropyran)계 일례로 1,3,3-Trimethylindolino-6'- bromobenzopyrylospiran, 냅토피란(Naphthopyran), 스파이로 옥사진(Spiro-oxazine), 바이얼로겐(Viologen)계 일례로 1,1'-diheptyl-4,4'-bipyridinium bromide 또는 dibenzo(a,j)perylene-8,16-dione 중 어느 하나의 물질로 이루어진 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 제 4 항에 있어서,상기 광색변환층은 상기 외부광의 강도에 따라 자동적으로 명암비가 조절되는 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 기판의 사이에는 그 가장자리를 두르는 씰패턴을 더욱 포함하는 유기전계발광 소자.
- 서로 마주하는 제 1 기판 및 제 2 기판과;상기 제 1 기판 상에 형성된 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와;상기 구동 박막트랜지스터와 연결되며 제 1 전극과 유기 발광층과 제 2 전극으로 구성된 유기전계발광 다이오드를 포함하며, 상기 제 1 또는 제 2 기판 중 어느 하나의 기판은 할로겐화 금속물질을 포함함으로써 외부광에 노출 시 투명한 상태에서 어둡게 변하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
- 제 7 항에 있어서,상기 할로겐화 금속물질은 할로겐 원소인 브롬(Br)과 염소(Cl)가 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 중 하나의 물질과 이온상태에서 결합하여 생성된 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 서로 마주하는 제 1 기판 및 제 2 기판과;상기 제 1 기판 상에 형성된 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와;상기 구동 박막트랜지스터와 연결되며 제 1 전극과 유기 발광층과 제 2 전극 으로 구성된 유기전계발광 다이오드를 포함하며, 상기 제 1 기판의 내측면에 형성되며, 투명한 상태에서 전압인가 시 어둡게 변하는 것을 특징으로 하는 전기색변환 소자를 포함하는 유기전계발광 소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 전기색변환 소자는,투명 도전성 물질로 이루어진 제 3 및 제 4 전극과, 상기 제 3 및 제 4 전극 사이에 순차 적층된 전해질층 및 전기색변환층으로 구성된 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 제 10 항에 있어서,상기 전기색변환 소자는 상기 제 1 기판과 직접 접촉하며 형성된 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 제 11 항에 있어서,상기 전기색변환 소자와 상기 구동 및 스위치 박막트랜지스터 사이에 절연층 이 더욱 형성된 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 제 10 항에 있어서,상기 유기전계발광 다이오드는 상기 제 2 기판의 내측면에 형성되며, 전기적 연결패턴에 의해 상기 유기전계발광 다이오드와 상기 구동 박막트랜지스터가 서로 전기적으로 연결된 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 제 13 항에 있어서,상기 제 2 기판의 내측면 제 2 전기색변환층이 더욱 형성된 유기전계발광 소자.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 2 전기색변환층은,상기 제 2 기판과 직접 접촉하며 투명 도전성 물질로 형성된 제 5 전극과, 제 2 전해질층과, 제 2 전기색변환층으로 구성되며, 상기 유기전계발광 다이오드의 제 1 전극과 접촉하며 형성된 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 제 15 항에 있어서,상기 전해질층 및 상기 제 2 전해질층은, lithium perchlorate(LiClO4) 또는 poly(ethylene oxide)로 이루어진 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 제 16 항에 있어서,상기 전기색변환층 및 상기 제 2 전기색변환층은,WO3, In(OH)3, 유기물질로 polypyrrole, polythiophene, polymethylthiophene, PANI 및 Viologen계 물질 일례로 1,1'-diheptyl-4,4'-bipyridinium bromide 중 하나로 이루어진 것이 특징인 유기전계발광 소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 유기전계발광 소자는,광센서와, 상기 광센서에 의해 측정된 외부광의 강도에 비례하여 0V 내지 1V 사이의 전위차를 갖는 전압을 상기 전기색변환 소자에 인가하는 전압조절 장치를 더욱 포함하는 것이 특징인 유기전계발광 소자.
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| KR1020070080246A KR101379907B1 (ko) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | 유기전계발광 소자 |
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| KR100426964B1 (ko) * | 2002-03-20 | 2004-04-13 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 유기전계발광 소자 및 그의 제조방법 |
| KR100683761B1 (ko) * | 2005-02-19 | 2007-02-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전계발광 디스플레이 장치 |
-
2007
- 2007-08-09 KR KR1020070080246A patent/KR101379907B1/ko active IP Right Grant
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| US10296114B2 (en) | 2009-08-18 | 2019-05-21 | Samsung Display Co., Ltd. | Touch screen display apparatus and method of manufacturing the same |
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