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KR100796601B1 - 유기전계발광표시장치 - Google Patents

유기전계발광표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기전계발광표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 유기전계발광표시장치가 영상을 디스플레이하는 경우, 상기 영상이 표현되는 배면을 착색시켜 휘도 콘트라스트를 향상시키는 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.
본 발명은 기판; 상기 기판 상에 위치하며, 제 1 전극, 하나 또는 다수개의 발광층을 포함하는 유기막층 및 제 2 전극을 포함하는 유기전계발광소자; 및 상기 유기전계발광소자의 일측에 위치하며, 제 3 전극, 전해질층 및 제 4 전극을 포함하는 일렉트로 크로믹 소자를 포함하는 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.
일렉트로 크로믹 소자, 휘도, 콘트라스트

Description

유기전계발광표시장치{Organic Electroluminescence Display Device}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기전계발광표시장치의 단면도이다.
<도면부호에 대한 간단한 설명>
100 : 기판 110 : 제 1 전극
120 : 유기막층 130 : 제 2 전극
140 : 제 3 전극 150 : 전해질층
160 : 제 4 전극
본 발명은 유기전계발광표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 유기전계발광표시장치가 영상을 디스플레이하는 경우, 상기 영상이 표현되는 배면을 착색시켜 휘도 및 콘트라스트를 향상시키는 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.
평판표시장치(Flat Panel Display Device)는 경량 및 박형 등의 특성으로 인해, 음극선관 표시장치(Cathode-ray Tube Display Device)를 대체하는 표시장치로서 사용되고 있다. 이러한 평판표시장치의 대표적인 예로서 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD)와 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diode; OLED)가 있다. 이 중, 유기전계발광표시장치는 액정표시장치에 비하여 휘도 특성 및 시야각 특성이 우수하고 백라이트(Back Light)를 필요로 하지 않아 초박형으로 구현할 수 이는 장점이 있다.
이와 같은 유기전계발광표시장치는 유기박막에 음극(Cathode)과 양극(Anode)을 통하여 주입된 전자(Electron)와 정공(Hole)이 재결합하여 여기자를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상을 이용한 표시장치이다.
상기 유기전계발광표시장치는 구성 요소, 기능 및 발광된 빛이 발산하는 방향 등에 따라 여러 가지로 나눠질 수 있으며, 그 중에는 투과율이 높아, 영상을 디스플레이 하지 않는 경우에는 일반 유리처럼 보여지는 투명 유기전계발광표시장치 등이 있다.
그러나, 상기 투명 유기전계발광표시장치는 영상을 디스플레이 하는 경우, 상기 영상이 표시되지 않는 영역으로 빛이 투과하게 되어, 상기 디스플레이되는 영상의 휘도 및 콘트라스트를 저하하는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기전계발광장치가 영상을 디스플레이하는 경우, 상기 영상이 디스플레이되는 배면을 착색시켜 상기 영상의 휘도 및 콘트라스트를 향상시키는 유기전계발광표시장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 기판; 상기 기판 상에 위치하며, 제 1 전극, 하나 또는 다수개의 발광층을 포함하는 유기막층 및 제 2 전극을 포함하는 유기전계발광소자; 및 상기 유기전계발광소자의 일측에 위치하며, 제 3 전극, 전해질층 및 제 4 전극을 포함하는 일렉트로 크로믹 소자를 포함하는 유기전계발광표시장치에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 또한 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명에 따른 유기전계발광표시장치는 유기전계발광소자의 일측에 하나 또는 다수 개의 일렉트로 크로믹 물질층으로 형성된 전해질층을 포함하는 일렉트로 크로믹 소자가 위치한다. 상기 일렉트로 크로믹 소자는 상기 유기전계발광표시장치의 구동 시 착색되어져, 상기 유기전계발광표시장치가 디스플레이하는 영상의 휘도 및 콘트라스트를 향상시킨다.
일반적으로 상기 일렉트로 크로믹 소자는 작동 전극, 전해질층 및 카운터 전극을 포함하며, 상기 작동 전극 및 카운터 전극에 전원전압이 공급되면, 상기 작동 전극과 카운터 전극 사이에 위치한 상기 전해질층에 전류가 흐르게 되고, 상기 전해질층 내부에서 전기화학적 산화/환원 반응에 의해 가역적으로 착색된다. 일 예로 상기 전해질층이 WO3으로 형성되고, 상기 작동 전극이 리튬 이온을 함유하는 경우, 상기 전해질층에 흐르는 전류는 하기와 같은 반응이 일어난다.
Figure 112006056770959-pat00001
상기 반응에 의해 형성된 LixWO3는 푸른색을 발현하므로, 상기 일렉트로 크로믹 소자는 전원전압이 인가됨에 따라 푸른색을 발현하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 일렉트로 크로믹 소자의 특성을 이용하여, 유기전계발광표시장치가 영상을 디스플레이하는 경우, 상기 일렉트로 크로믹 소자에 전기적 신호를 인가하여 착색되도록 하고 있다.
(실시 예)
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기전계발광표시장치의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기전계발광표시장치는 제 1 전극, 유기막층 및 제 2 전극을 포함하는 유기전계발광소자의 상기 제 2 전극 상에 제 3 전극, 전해질층 및 제 4 전극을 포함하는 일렉트로 크로믹 소자가 위치하고 있다.
상기 유기전계발광소자는 유리나 합성 수지, 스테인레스 스틸 등의 재질로 형성된 기판(100) 상에 제 1 전극(110)이 형성된다. 상기 제 1 전극(110)은 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전성 물질 또는 Al, Al 합금, Cu/Ag 또는 Mg/Ag 등의 금속 물질로 형성될 수 있으며, 상기 제 1 전극(110)이 ITO, IZO 등의 투명 도전성 물질로 형성된 경우, 상기 제 1 전극(110) 하부에 Al, Al 합금, Ag 등의 금속 물질로 반사 막 패턴(미도시)이 형성될 수도 있다.
여기서, 도 1에 도시되지는 않았지만, 상기 기판(100) 상에 소오스/드레인 영역 및 채널 영역을 포함하는 반도체층, 게이트 절연막, 게이트 전극 및 소오스/드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터(미도시) 등의 유기전계발광표시장치가 영상을 디스플레이하는 데 필요한 구성 요소가 형성된 후, 상기 제 1 전극(110)이 형성될 수도 있다.
다음으로, 상기 제 1 전극 상에 하나 또는 다수 개의 발광층을 포함하는 유기막층(120)이 형성되며, 상기 유기막층(120)은 도시된 바와는 달리 상기 제 1 전극(110) 상부에 발광영역이 정의되는 화소정의막(미도시)이 형성되고, 상기 화소정의막에 의해 정의된 발광 영역 상에 상기 유기막층(120)이 형성될 수도 있다. 이때, 상기 화소정의막 물질은 폴리이마이드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutens series resin), 페놀계 수지(phenol resin) 및 아크릴레이트(acrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 물질로 형성할 수 있다. 상기 유기막층(120)은 발광 효율을 향상시키기 위하여, 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 전자수송층(ETL) 또는 전자주입층(EIL)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 다수 개의 층이 포함될 수 있다.
계속해서 상기 유기막층(120) 상에 제 2 전극이 형성된다. 상기 제 2 전극(130)은 상기 제 1 전극(110)과 마찬가지로 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전성 물질 또는 Al, Al 합금, Cu/Ag 또는 Mg/Ag 등의 금속 물질로 형성될 수 있으며, SnO2, In2O3, ITO 또는 SnO2 또는 In2O3을 코팅한 막에 Sn 또는 Sb를 도핑하여 형성될 수도 있다.
이어서, 상기 유기전계발광소자의 제 2 전극 상에 제 3 전극(140), 전해질층(150) 및 제 4 전극(160)을 포함하는 일렉트로 크로믹 소자(200)가 형성된다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 일렉트로 크로믹 소자(200)가 상기 제 2 전극(130) 상에 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 상기 일렉트로 크로믹 소자(200)가 상기 제 1 전극(110) 또는 기판(100) 하부에 형성될 수도 있다.
상기 전해질층(150)은 하나 또는 다수 개의 일렉트로 크로믹 물질층(미도시)을 포함하며, 상기 일렉트로 크로믹 물질층은 WO3, MoO3, In(OH)3, In4O2, Fe(OH)2 및 Nb2O3 등의 무기 산화물, Bi 금속, 콜로이드 등의 무기/금속/착화합물, 또는 유기물등으로 형성될 수 있으며, 효율적인 휘도 및 콘트라스트를 위해서는 In(OH)3 등의 검정색으로 착색될 수 있는 일렉트로 크로믹 물질층이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제 3 전극은 일렉트로 크로믹 소자의 작동 전극으로 활성 원소로 수소 이온을 함유하는 산화 텅스텐으로 형성될 수 있으며, 신뢰성을 향상시키기 위하여 리튬 이온을 함유하는 산화 텅스텐으로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 리튬 이온과 산화 텅스텐의 반응 속도를 향상시키기 위하여, 상기 산화 텅스텐을 일반식 KOxWO3+x/2(여기서, x는 1미만의 양수)로 표현되는 산화 텅스텐의 포타슘 화합물을 증착하는 방법에 의해 형성되도록 하여, 상기 산화 텅스텐이 일정한 방향성의 결정 구조를 가지도록 할 수도 있다. 여기서 상기 산화 텅스텐의 포타슘 화합물의 일반식에 사용된 x의 값은 0.3인 것이 바람직하다.
이와는 달리, 상기 제 3 전극을 상기 제 2 전극과 동일 물질인 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전성 물질 또는 Al, Al 합금, Cu/Ag 또는 Mg/Ag 등의 금속 물질로 형성될 수 있으며, SnO2, In2O3, ITO 또는 SnO2 또는 In2O3을 코팅한 막에 Sn 또는 Sb를 도핑하여 형성될 수도 있다.
상기 제 4 전극은 일렉트로 크로믹 소자의 카운터 전극으로 산화 니켈을 이용하여 형성될 수 있으며, ITO 또는 IZO 등의 투명 도전성 물질 또는 Al, Al 합금, Cu/Ag 또는 Mg/Ag 등의 금속 물질로 형성될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 실시 예에 따른 유기전계발광표시장치는 제 1 전극, 유기막층 및 제 2 전극을 포함하는 유기전계발광소자의 상기 제 2 전극 상에 제 3 전극, 전해질층 및 제 4 전극을 포함하는 일렉트로 크로믹 소자가 위치하고, 상기 유기전계발광소자에 전압이 인가되어 상기 유기전계발광표시장치가 영상을 디스플레이하는 경우, 상기 일렉트로 크로믹 소자에 전압을 인가하여 착색되도록 함으로써, 상기 유기전계발광표시장치에 의해 디스플레이되는 영상의 휘도 및 콘트라스트를 향상시키고 있다.
본 발명의 실시 예에서는 일렉트로 크로믹 소자가 유기전계발광소자의 제 2 전극 상에 위치하는 것으로 설명하였으나, 상기 일렉트로 크로믹 소자는 상기 유기전계발광소자의 제 1 전극 하부 또는 기판 하부에 위치할 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치는 유기전계발광소자의 일측에 일렉트로 크로믹 소자가 형성되어, 상기 유기전계발광표시장치가 영상을 디스플레이하는 경우, 상기 영상의 배면을 착색시켜 상기 영상의 휘도 및 콘트라스트를 향상시키는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 위치하며, 제 1 전극, 하나 또는 다수개의 발광층을 포함하는 유기막층 및 제 2 전극을 포함하는 유기전계발광소자; 및
    상기 유기전계발광소자의 일측에 위치하며, 제 3 전극, 전해질층 및 제 4 전극을 포함하는 일렉트로 크로믹 소자를 포함하는 유기전계발광표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 전해질층은 하나 또는 다수 개의 일렉트로 크로믹 물질층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서
    상기 일렉트로 크로믹 물질층은 WO3, MoO3, In(OH)3, In4O2, Fe(OH)2 및 Nb2O3로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서
    상기 제 3 전극은 산화 텅스텐으로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발 광표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서
    상기 산화 텅스텐은 일반식 KOxWO3+x/2(여기서, x는 1미만의 양수)로 표현되는 산화 텅스텐의 포타슘 화합물을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서
    상기 산화 텅스텐의 일반식에서 x값은 0.3인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서
    상기 일렉트로 크로믹 소자는 상기 유기전계발광소자의 제 2 전극 상에 위치하며, 상기 일렉트로 크로믹 소자의 제 3 전극과 상기 유기전계발광소자의 제 2 전극은 동일 물질인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서
    상기 제 3 전극은 리튬 이온을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서
    상기 유기전계발광표시장치는 반도체층, 게이트 전극, 게이트 절연막 및 소오스/드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
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