KR20110018234A

KR20110018234A - 유기전계발광소자

Info

Publication number: KR20110018234A
Application number: KR1020090075931A
Authority: KR
Inventors: 이재혁; 오두환
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2011-02-23
Also published as: KR101564629B1

Abstract

본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 특히, 유기전계발광소자를 방열하기 위한 방열부재가 구비된 유기전계발광소자에 관한 것이다.

본 발명은 구동 박막트랜지스터와 유기전계발광 다이오드가 형성된 제 1 기판과 제 2 기판을 접착성을 갖는 보호층을 통해 인캡슐레이션하고, 이의 보호층 내부에 방열필름을 구비하거나, 보호층 자체가 열전도성을 갖도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, OLED로부터 발생된 고온의 열을 효과적으로 방열하는 동시에 경량 및 박형의 모습을 유지할 수 있다.

유기전계발광소자, 방열, 인캡슐레이션

Description

유기전계발광소자{Organic electro-luminescence device}

최근까지, CRT(cathode ray tube)가 표시장치로서 주로 사용되었다. 그러나, 최근에 CRT를 대신할 수 있는, 플라즈마표시장치(plasma display panel : PDP), 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 유기전계발광소자(organic electro-luminescence device : OLED)와 같은 평판표시장치가 널리 연구되며 사용되고 있는 추세이다.

위와 같은 평판표시장치 중에서, 유기전계발광소자(이하, OLED라 함)는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.

그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요 소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.

특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.

이러한 특성을 갖는 OLED는 크게 패시브 매트릭스 타입(passive matrix type)과 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)으로 나뉘어 지는데, 패시브 매트릭스 타입은 신호선을 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하는 반면, 액티브 매트릭스 타입은 화소를 온/오프(on/off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터와 전류를 흘려보내주는 구동 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터에 한 프레임 동안 전압을 유지해 주는 캐패시터가 화소 별로 위치하도록 한다.

최근에는 패시브 매트릭스 타입은 해상도나 소비전력, 수명 등에 많은 제한적인 요소를 가지고 있어, 고해상도나 대화면을 구현할 수 있는 액티브 매트릭스 타입 OLED의 연구가 활발히 진행되고 있다.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스 타입 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도면이며, OLED는 하부 발광방식이다.

도시한 바와 같이, OLED(10)는 제 1 기판(1)과, 제 1 기판(1)과 마주하는 제 2 기판(2)으로 구성되며, 제 1 및 제 2 기판(1, 2)은 서로 이격되며, 이의 가장자리부는 실패턴(seal pattern : 20)을 통해 봉지되어 합착된다.

이를 좀더 자세히 살펴보면, 제 1 기판(1)의 상부에는 각 화소영역(P) 별로 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있고, 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하는 제 1 전극(11)과, 유기발광층(13)과, 제 2 전극(15)이 순차적으로 형성되어 있다. 제 1 전극(11)은 구동 박막트랜지스터(DTr)와 전기적으로 연결된다.

이와 같은 경우에, 제 1 전극(11)은 투명한 도전성물질로 이루어지며, 제 2 전극(15)은 불투명한 도전성물질로 이루어 질 수 있다. 이에 따라, 유기발광층(13)에서 발광된 빛은 제 1 전극(11) 방향으로 방출되게 된다.

그리고, 제 2 기판(2)의 내부면에는 외부로부터 침투된 수분을 제거하는 흡습제(17)가 형성된다.

한편, 이러한 OLED(10)는 구동시 발생하는 열과 구동 박막트랜지스터(DTr)의 열화에 의해 수명이 급격히 감소되는 단점이 있다.

이에 최근에는 이러한 단점을 해소하기 위하여 OLED(10)를 모듈화화는 기구물에 팬(fan)이나 히트파이프(heat pipe)와 같은 방열판(30)을 구성하는 것이 제안되었으나, 이와 같은 방열판(30)은 어느 정도의 효과는 있으나 가격대비 효과가 미미하며, 설치과정 중 OLED(10)의 손상을 가져오게 되는 문제점을 갖는다.

즉, 방열판(30)은 라미네이션(lamination)공정을 통해 OLED(10)의 제 2 기판(2)의 외면에 부착되는데, 여기서, 라미네이이션 공정은 제 2 기판(2) 상에 방열판(30)을 라미네이터로 가압하면서 방열판(30)과 제 2 기판(2)을 부착하는 것이다.

이때, 라미네이터로 방열판(30)을 가압하는 과정에서 제 2 기판(2)의 휨(bending)을 유발하게 되고, 이를 통해 제 2 기판(2)의 내부면에 형성된 흡습제(17)가 제 1 기판(1) 상에 형성된 유기전계발광 다이오드(E)와 접촉함으로써, 첨부한 도 2의 사진과 같이 유기전계발광 다이오드(E)의 손상(C, D)을 가져오게 되는 것이다.

또한, 이와 같은 방열구조는 디스플레이장치의 경량 및 박형화 추세를 거스르는 문제점을 야기하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, OLED를 효과적으로 방열하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.

또한, 경량 및 박형의 OLED를 제공하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 구동 박막트랜지스터와 유기전계 발광다이오드가 형성된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판과 보호층을 사이에 두고 이격되어 합착되는 제 2 기판을 포함하며, 상기 보호층은 방열부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자를 제공한다.

상기 방열부재는 상기 제 2 기판의 내부면에 부착되는 방열필름이며, 상기 방열필름은 기재필름 상에 흑연 또는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag) 등의 금속입자가 코팅된다.

여기서, 상기 방열필름의 두께는 상기 보호층 두께의 50% 이상이다.

또한, 상기 방열필름의 사이즈는 평면적으로 화상이 구현되는 액티브영역에 비해 크며, 상기 보호층의 사이즈에 비해 작으며, 상기 방열부재는 흑연입자, 실리콘옥사이드(SiO₂), 알루미늄옥사이드(Al₂O₃), 티타늄옥사이드(TiO₂), 징크옥사이드(ZnO)등의 비금속입자 또는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag) 등의 금속입자 중 선택된 하나로, 상기 보호층은 상기 방열부재를 통해 열전도성을 갖는다.

이때, 상기 보호층은 상기 구동 박막트랜지스터와 유기전계 발광다이오드를 덮으며, 상기 보호층은 소수성을 갖거나, 또는 흡습물질인 바륨 옥사이드(BaO) 또는 칼슘 옥사이드(CaO)를 포함한다.

또한, 상기 제 2 기판은 금속호일(metal foil)이다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제 1 및 제 2 기판을 인캡슐레이션하는 보호층 내부에 방열필름을 구비하거나, 보호층 자체가 열전도성을 갖도록 구성함으로써,이를 통해, OLED로부터 발생된 고온의 열을 효과적으로 방열하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 OLED에서는, 기존의 팬(fan)이나 히트파이프(heat pipe)를 구성하는 것에 비해 방열효과가 뛰어나며 경량 및 박형의 모습을 유지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 4는 도 3의 일부를 확대 도시한 단면도이다.

한편, OLED(100)는 발광된 빛의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 이하 본 발명에서는 하부 발광방식을 일예로 설명하도록 하겠다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 OLED(100)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계 발광다이오드(E)가 형성된 제 1 기판(101)과, 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(102)으로 구성되고 있다.

여기서, 제 1 기판(101) 상에는 반도체층(201)이 형성되는데, 반도체층(201)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(201a) 그리고 액티브영역(201a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(201b, 201c)으로 구성된다.

이러한 반도체층(201) 상부로는 게이트절연막(203)이 형성되어 있다.

게이트절연막(203) 상부로는 반도체층(201a)에 대응하여 게이트전극(205)과 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트배선이 형성되어 있다.

또한, 게이트전극(205)과 게이트배선(미도시) 상부 전면에 제 1 층간절연막(207a)이 형성되어 있으며, 이때 제 1 층간절연막(207a)과 그 하부의 게이트절연막(203)은 액티브영역(201a) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(201b, 201c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(209a, 209b)을 구비한다.

다음으로, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(209a, 209b)을 포함하는 제 1 층간절연막(207a) 상부로는 서로 이격하며 제 1, 2 반도체층 콘택홀(209a, 209b)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(201b, 201c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(211, 213)이 형성되어 있다.

그리고, 소스 및 드레인전극(211, 213)과 두 전극(211, 213) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(207a) 상부로 드레인전극(213)을 노출시키는 드레인콘택홀(215)을 갖는 제 2 층간절연막(207b)이 형성되어 있다.

이때, 소스 및 드레인 전극(211, 213)과, 이들 전극(211, 213)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(201b, 201c)을 포함하는 반도체층(201)과, 반도체층(201) 상부에 형성된 게이트절연막(203) 및 게이트전극(205)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다.

한편, 구동 박막트랜지스터(DTr)는 도면에서는 폴리실리콘 반도체층을 포함하여 탑 게이트(top gate) 타입을 예로써 보이고 있으며, 이의 변형예로써 순수 및 불순물의 비정질질실리콘(107a, 107b)으로 이루어진 보텀 케이트(bottom gate) 타입으로 형성될 수도 있다.

또한, 제 2 층간절연막(207b) 상부의 실질적으로 화상을 표시하는 영역에는 유기전계 발광다이오드(E)를 구성하는 제 1 전극(111)과 유기발광층(113) 그리고 제 2 전극(115)이 순차적으로 형성되어 있다.

제 1, 2 전극(111, 115)과 그 사이에 형성된 유기발광층(113)은 유기전계 발광다이오드(E)를 이루게 된다.

제 1 전극(111)은 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(213)과 연결된다.

이와 같은 경우에, 제 1 전극(111)은 양극(anode) 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 비교적 큰 투명 도전성 물질 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로서 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 제 2 전극(115)은 음극(cathode) 전극의 역할을 하도록 불투명한 도전성물질로 이루어질 수 있다.

여기서, 제 2 전극(115)은 제 1 전극(111)에 비해 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질인 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄 마그네슘 합금(AlMg) 중에서 선택된 하나의 물질로 형성하는 것이 바람직하다.

이에 따라 유기발광층(113)에서 발광된 빛은 제 1 전극(111) 방향으로 방출되는 하부 발광방식으로 구동된다.

여기서, 유기발광층(113)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 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.

그리고, 각 화소영역(P) 별로 형성된 제 1 전극(111) 사이에는 뱅크(bank : 221)가 위치한다.

즉, 뱅크(221)는 제 1 기판(101) 전체적으로 격자 구조의 매트릭스 타입으로 형성되어, 뱅크(221)를 각 화소영역(P) 별 경계부로 하여 제 1 전극(111)이 화소영역(P) 별로 분리된 구조로 형성되어 있다.

이러한 OLED(100)는 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극(111)과 제 2 전극(115)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(111)으로 주입된 정공과 제 2 전극(115)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(113)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.

이때, 발광된 빛은 투명한 제 1 전극(111)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, OLED(100)는 임의의 화상을 구현하게 된다.

이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E) 상부에는 제 2 기판(102)을 구비하여, 제 1 및 제 2 기판(101, 102)은 접착성을 갖는 보호층(120)을 통해 서로 이격되어 합착된다.

이를 통해, OLED(100)는 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

이때, 보호층(120)은 소수성 성질을 갖거나 내부에 흡습 특성을 갖는 바륨 옥사이드(BaO) 또는 칼슘 옥사이드(CaO)가 포함될 수 있다. 이로 인하여, 보호층(120) 자체가 소수성을 띠게 되어 수분 침투를 방지하거나 또는 보호층(120) 내부로 수분이 침투한다 하여도 흡습 특성에 의해 유기발광층(113)과의 접촉을 방지할 수 있다.

또한, 유기전계발광 다이오드(E) 상부에 바로 보호층(120)이 형성됨으로써, 기존의 실패턴(도 1의 20)을 생략할 수 있다.

이에, 기존에 고분자물질로 이루어져, 온도가 가열되거나 장시간 보관함에 따라 실패턴(도 1의 20)을 통해 외부로부터 수분이나 가스(gas)와 같은 오염원이 OLED(100) 내부로 침투하게 되는 문제점을 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 OLED(100)는 외부로부터 누름 등의 압력이 가해져도 보호층(120)에 의해 OLED(100)의 눌림이 발생되지 않아, 유기전계발광 다이오드(E)의 제 1 및 제 2 전극(111, 115) 또는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 크랙(crack)을 방지할 수 있다.

이에 따라 암점불량 등의 문제점이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 휘도나 화상 특성의 불균일이 발생되었던 문제점을 방지하게 된다.

특히, 본 발명의 제 2 기판(102)의 내부면에는 OLED(100)의 효율적인 방열 설계를 위한 방열필름(200)이 양면테이프와 같은 접착성물질(미도시)을 통해 부착되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 OLED(100)는 방열필름(200)을 통해 효율적인 방열설계를 갖게 된다.

이로 인하여, OLED(100) 내부로부터 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출하는 동시에 경량 및 박형의 OLED(100)를 제공하게 된다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, OLED(100)는 구동 시 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E)의 열화와 함께 발생하는 열에 의해 OLED(100)의 특정영역은 약 80 ~ 90℃정도 까지 온도가 상승하게 된다. 이와 같이 집중된 고온의 열에 의해 OLED(100)의 수명이 급격히 감소하게 된다.

그러나, 본 발명의 OLED(100)는 제 2 기판(102)의 내부면에 방열필름(200)을 부착함으로써, OLED(100) 내부로부터 발생하는 고온의 열이 OLED(100)의 특정영역에 집중되지 않고 넓게 확산되어 방열효과를 갖게 된다.

여기서, 방열필름(200)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질의 기재필름에 열전도성이 우수한 물질을 코팅함으로써 형성할 수 있는데, 일예로 흑연(graphite)을 진공증착 또는 스퍼터링 공정에 의해 고진공하에서 기재필름 상에 증착함으로써 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 방열필름(200)을 흑연 재질로 형성할 경우, 방열필름(200)은 겹겹이 흑연층이 적층된 구조를 갖는 것이 바람직하고, 적층된 흑연층은 편상구조의 흑연을 발포하고 고압으로 압연함으로써 방열필름(200)을 형성하게 된다.

이때, 흑연 재질의 방열필름(200)은 검은색을 띠게 되므로, 열흡수율이 증가하게 되고, 이에 따라 방열필름(200)은 높은 열전도특성을 갖게 된다.

따라서, 방열필름(200)으로 전달된 열은 방열필름(200) 전체로 효과적으로 확산되게 된다.

또는 흑연 외에도 열전도성이 우수한 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag) 등의 금속입자 또는 고무 계열 또는 아크릴 계열 등의 재질로도 형성할 수도 있다.

이때, 알루미늄(Al)으로 방열필름(200)을 형성할 경우, 알루미늄은 순도 99.5%를 갖는 것이 바람직하며, 애노다이징(anodizing)처리를 통해, 검은색의 산화피막이 표면에 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 방열필름(200)의 사이즈는 도 5에 도시한 바와 같이 OLED(100)의 화상이 구현되는 액티브영역(A/A)을 모두 덮도록 형성하는데, 이때, 방열필름(200)은 액티브영역(A/A)보다 0.05 ~ 0.1mm 이상의 폭(d)을 더욱 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 방열필름(200)의 사이즈는 보호층(120)의 사이즈에 비해 작게 형성함으로써, 보호층(120) 가장자리를 노출하도록 하는 것이 바람직하다. 이로 인하여 노출된 보호층(120)에 의해 외부로부터 OLED(100) 내부로 수분이나 가스(gas)와 같은 오염원이 침투하지 못하게 하는 동시에 제 1 및 제 2 기판(101, 102)이 서로 합착됨에 영향을 미치지 않도록 하기 위함이다.

그리고, 방열필름(200)의 두께(h2)는 보호층(120) 두께(h1) 즉, 제 1 및 제 2 기판(101, 102)이 이격된 사이두께의 50% 이상이 되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 제 1 기판(101) 상에 구성된 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E)로부터 발생되는 고온의 열이 제 2 기판(102)의 내부면에 부착되는 방열필름(200)으로 빠르게 전도되도록 하기 위함이다.

일예로, 보호층(120)의 두께(h1)를 5㎛이상으로 구성할 때, 외부로부터 OLED(100) 내부로 수분이나 가스(gas)와 같은 오염원의 침투를 방지하는 뛰어난 효과를 갖게 되는데, 이때 방열필름(200)의 두께는 3㎛이상으로 구성하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 제 2 기판(102)의 내부면에는 방열필름(200)을 부착함으로써, OLED(100) 내부로부터 발생하는 열을 보다 효과적으로 외부로 방열하여, OLED(100)의 수명이 급격히 감소되는 문제점을 방지하게 된다.

특히, 방열필름(200)을 제 2 기판(102)의 내부면에 부착함으로써, 기존의 OLED(100)의 방열을 위해 팬(fan : 미도시)이나 히트파이프(heat pipe : 미도시)와 같은 방열판(도 1의 30)을 구성하는 것에 비해 경량 및 박형을 구현할 수 있다.

또한, 방열판(도 1의 30)을 OLED(100)에 부착하기 위해 진행하는 라미네이션공정을 통해 유기전계발광 다이오드(E)가 손상(도 2의 C, D)되었던 문제점을 방지하게 된다.

한편, 제 1 기판(101)은 유리, 플라스틱 재질, 스테인리스 스틸(stainless steel) 등을 재료로 하여 형성할 수 있는데, 본 발명의 OLED(100)는 하부 발광방식 OLED(100)이므로 투명한 유리 또는 플라스틱 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 제 2 기판(102)은 유리 또는 금속호일(metal foil)등을 재료로 하여 형성할 수 있는데, 본 발명의 OLED(100)는 제 2 기판(102)을 금속호일로 형성하여 OLED(100)의 방열 특성이 더욱 향상되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명의 OLED(100)는 방열필름(200)과 금속호일 재질의 제 2 기판(102)을 통해 2차에 걸친 보다 효율적인 방열설계를 갖게 되는 것이다.

이렇게, 제 2 기판(102)을 금속호일로 형성함으로써, OLED(100)의 방열 특성을 더욱 향상시키는 효과 외에도, 유리로 제 2 기판(102)을 형성하는 경우에 비해 제 2 기판(102)을 얇은 두께로 형성할 수 있어, OLED(100)의 전체적인 두께를 줄일 수 있다. 또한, OLED(100)의 두께를 줄임에도 불구하고 OLED(100) 자체의 내구성을 향상시킬 수 있다.

이때, 금속호일 재질의 제 2 기판(102)의 열전도율은 제 1 기판(101)의 열전도율과 동일하거나 10 ㅧ 10^-2/℃ 이내의 차이를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

이는, 제 2 기판(102)을 금속호일로 형성하는 경우, 제 2 기판(금속호일 : 102)과 제 1 기판(유리 : 101)이 서로 다른 물질로 형성됨에 따라, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이의 열팽창율 차이로 인해 발생되는 비틀림(curl) 또는 휨(bending) 현상이 발생할 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위함이다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 7은 도 6의 일부를 확대 도시한 단면도이다.

이의 설명에서도 하부 발광방식(bottom emission type)의 OLED를 일예로 설명하며, 중복된 설명을 피하기 위해 앞서 설명한 제 1 실시예의 도 3 및 도 4의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 전술하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.

여기서, 제 1 기판(101) 상에는 소스 및 드레인 전극(211, 213)과 이들 전극(211, 213)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(201b, 201c)을 포함하는 반도체층(201)과 반도체층(201) 상부에 형성된 게이트절연막(203) 및 게이트전극(205)은 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되며,

여기서, 미설명 부호201a는 반도체층(201)의 액티브영역이며, 207a, 207b는 제 1 및 제 2 층간절연막이며, 209a, 209b는 소스 및 드레인영역(201b, 201c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀이며, 215는 드레인전극(213)을 노출시키는 드레인콘택홀이다.

이러한 구동 박막트랜지스터(DTr) 상부의 실질적으로 화상을 표시하는 영역에는 유기전계 발광다이오드(E)가 형성되는데, 유기전계 발광다이오드(E)는 제 1 전극(111)과 유기발광층(113) 그리고 제 2 전극(115)으로 이루어진다.

제 1 전극(111)은 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(213)과 연결되며,유기발광층(113)에서 발광된 빛은 제 1 전극(111) 방향으로 방출되는 하부 발광방식으로 구동된다.

그리고, 각 화소영역(P) 별로 형성된 제 1 전극(111) 사이에는 뱅크(bank : 221)가 위치하여 제 1 전극(111)이 화소영역(P) 별로 분리된 구조로 형성되어 있다.

이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E) 상부에는 제 2 기판(102)을 구비하여, 제 1 및 제 2 기판(101, 102)은 접착성을 갖는 보호층(300)을 통해 서로 이격되어 합착된다.

이를 통해, OLED(100)는 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

이때, 보호층(300)은 소수성 성질을 갖거나 내부에 흡습 특성을 갖는 바륨 옥사이드(BaO) 또는 칼슘 옥사이드(CaO)가 포함되도록 함으로써, 외부로부터 OLED(100) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 기존의 실패턴(도 1의 20)을 생략할 수 있어, 실패턴(도 1의 20)에 의해 발생하는 불량을 방지할 수 있으며, 외부로부터 누름 등의 압력에도 유기전계발광 다이오드(E)의 제 1 및 제 2 전극(111, 115) 또는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 크랙(crack)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 보호층(300)은 열전도성이 우수한 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 보호층(300)은 열전도성이 우수한 흑연(graphite)입자(310)를 포함하는데, 이를 통해 보호층(300)은 열전도성을 갖게 된다.

따라서, OLED(100) 구동 시 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E)의 열화와 함께 발생하는 고온의 열은 흑연입자(310)를 통해 보호층(300)으로 전도되고, 보호층(300)으로 전달된 고온의 열은 보호층(300) 전체로 효과적으로 확산되게 된다.

이로 인하여, OLED(100) 내부로부터 발생하는 열을 보다 효과적으로 외부로 방열하여, OLED(100)의 수명이 급격히 감소되는 문제점을 방지하게 된다.

이때, 흑연입자(310) 외에도 열전도성이 우수한 실리콘옥사이드(SiO₂), 알루미늄옥사이드(Al₂O₃), 티타늄옥사이드(TiO₂), 징크옥사이드(ZnO) 비금속입자 또는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag) 등의 금속입자를 사용할 수도 있다.

특히, 본 발명의 OLED(100)는 고온의 열을 효과적으로 방열하는 동시에 경량 및 박형을 구현할 수 있다.

즉, 기존의 OLED(100)의 방열을 위해 팬(fan : 미도시)이나 히트파이프(heat pipe : 미도시)와 같은 방열판(도 1의 30)을 삭제함으로써, 경량 및 박형을 구현할 수 있다.

또한, 방열판(도 1의 30)을 OLED(100)에 부착하기 위해 진행하는 라미네이션공정을 통해, 유기전계발광 다이오드(E)가 손상(도 2의 C, D)되었던 문제점을 방지하게 된다.

한편, 제 2 기판(102)을 금속호일로 형성하여 OLED(100)의 방열 특성이 더욱 향상되도록 한다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스 타입 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 유기전계발광 다이오드가 손상된 모습을 나타낸 사진.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED를 개략적으로 도시한 단면도.

도 4는 도 3의 일부를 확대 도시한 단면도.

도 5는 방열필름의 사이즈를 개략적으로 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED를 개략적으로 도시한 단면도.

도 7은 도 6의 일부를 확대 도시한 단면도.

Claims

구동 박막트랜지스터와 유기전계 발광다이오드가 형성된 제 1 기판과;

상기 제 1 기판과 보호층을 사이에 두고 이격되어 합착되는 제 2 기판

을 포함하며, 상기 보호층은 방열부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제 1 항에 있어서,

상기 방열부재는 상기 제 2 기판의 내부면에 부착되는 방열필름인 유기전계발광소자.
제 2 항에 있어서,

상기 방열필름은 기재필름 상에 흑연 또는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag) 등의 금속입자가 코팅되는 유기전계발광소자.
제 2 항에 있어서,

상기 방열필름의 두께는 상기 보호층 두께의 50% 이상인 유기전계발광소자.
제 2 항에 있어서,

상기 방열필름의 사이즈는 평면적으로 화상이 구현되는 액티브영역에 비해 크며, 상기 보호층의 사이즈에 비해 작은 유기전계발광소자.
제 1 항에 있어서,

상기 방열부재는 흑연입자, 실리콘옥사이드(SiO₂), 알루미늄옥사이드(Al₂O₃), 티타늄옥사이드(TiO₂), 징크옥사이드(ZnO)등의 비금속입자 또는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag) 등의 금속입자 중 선택된 하나로, 상기 보호층은 상기 방열부재를 통해 열전도성을 갖는 유기전계발광소자.
제 1 항에 있어서,

상기 보호층은 상기 구동 박막트랜지스터와 유기전계 발광다이오드를 덮는 유기전계발광소자.
제 7 항에 있어서,

상기 보호층은 소수성을 갖거나, 또는 흡습물질인 바륨 옥사이드(BaO) 또는 칼슘 옥사이드(CaO)를 포함하는 유기전계발광소자.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 기판은 금속호일(metal foil)인 유기전계발광소자.