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KR101294843B1 - 전계발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

전계발광소자 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101294843B1
KR101294843B1 KR1020050129703A KR20050129703A KR101294843B1 KR 101294843 B1 KR101294843 B1 KR 101294843B1 KR 1020050129703 A KR1020050129703 A KR 1020050129703A KR 20050129703 A KR20050129703 A KR 20050129703A KR 101294843 B1 KR101294843 B1 KR 101294843B1
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Abstract

본 발명은 기판과, 기판 상에 교차하는 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성된 발광부로 구성되는 픽셀 회로부를 포함하되, 제 1 및 제 2 전극은 픽셀 회로부에 전기 신호를 전달하는 배선부와 연결되며, 전술한 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나 또는 하나 이상은 부분적으로 두께가 달리 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자를 제공한다.
전계발광소자

Description

전계발광소자 및 그 제조방법{Light Emitting Diodes and Method of Manufacturing for the same}
도 1은 종래 기술의 일실시예에 따른 전계발광소자의 구조 평면도.
도 2는 도 1 상의 E영역의 투시 확대도.
도 3은 도 2의 B-B' 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전계발광소자의 구조 평면도.
* 도면의 주요부호에 대한 설명 *
12 : 기판 14 : 픽셀 회로부(A1, A2, A3, A4)
16 : 애노드 전극 18 : 발광부
20 : 캐소드 전극 32 : 기판
34 : 픽셀 회로부 36 : 애노드 전극
38 : 발광부 40 : 제 1 캐소드 전극
42, 44 : 제 2 캐소드 전극 52 : 기판
54 : 픽셀 회로부 C : 구동부
D : 데이터 배선부 S : 스캔 배선부
본 발명은 배선 및 전극 구조를 효율적으로 형성한 것을 특징으로 하는 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
단, 이하 종래 기술 및 본 발명을 설명함에 있어, 전계발광소자의 발광층을 유기물로 형성한 경우로 예를 들어 설명할 것이다.
통상적으로, 유기전계발광소자(OLED; Organic Light Emitting Diodes)는 형광성 유기화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 자발광형 디스플레이에 응용된다. 이런 유기전계발광소자는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형 등의 장점을 갖고있다. 또한, 유기전계발광소자는 넓은 광시야각과 빠른 응답속도 등 액정표시장치에서 문제로 지적되던 단점을 해결할 수 있는 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
유기전계발광소자는 서브픽셀을 구동하는 방식에 따라 패시브 매트릭스형 유기전계발광소자(Passive Matrix OLED, PMOLED)와 박막트랜지스터(TFT)를 이용하여 구동하는 방식인 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자(Active Matrix OLED, AMOLED)로 구분할 수 있다.
이하 종래 기술 및 본 발명을 패시브 매트릭스형 유기전계발광소자(이하, 전계발광소자 또는 소자로 약칭함.)의 경우로 예를 들어 설명한다. 단, 각 도를 도시 및 설명함에 있어, 동일 기능 구성요소에 대하여는 동일 부호를 부여하며, 설명의 흐름에 따라 중복되는 내용은 생략하기로 한다.
도 1은 종래 기술의 일실시예에 따른 전계발광소자의 구조 평면도로, 하프 타입(Half-Type)의 전계발광소자의 구조를 도시한다.
도 1을 참조하면, 기판(12) 상에 두 개의 전극과 그 사이에 형성된 발광부로 구성되는 픽셀 회로부(14)가 형성되어 있었고, 기판(12) 상 전술한 픽셀 회로부(14)와 인접한 영역에 전술한 픽셀 회로부(14)에 스캔 신호 및 데이터 신호를 송신하는 구동부(C)가 구비되어 있었다. 또한, 전술한 기판(12) 상 측부에는 전술한 구동부(C)에 전기적으로 연결되어 스캔 신호를 픽셀 회로부(14)에 전달하는 스캔 배선부(S)와, 데이터 신호를 전달하는 데이터 배선부(D)가 배치되어 있었다.
도 2는 도 1 상의 E영역의 투시 확대도이고, 도 3은 도 2의 B-B' 단면도이다.
도 2를 참조하면, 픽셀 회로부(도 1의 14)의 A3 및 A4 영역에는 애노드 전극(16)과 캐소드 전극(20)이 교차 형성되어 있었다.
상세하게는, 도 3을 참조하면, 기판(12) 상에 예를 들어, 전술한 데이터 배 선부(도 1의 D)와 전기적으로 연결된 애노드 전극(16)과 발광부(18) 및 전술한 스캔 배선부(도 1의 S)와 연결된 캐소드 전극(20)이 순차적으로 적층되어 있었다.
이상과 같은 배선 및 전극의 구조를 따르는 종래 전계발광소자는 전기 신호 즉, 스캔 신호 또는 데이터 신호를 픽셀 회로부(도 1의 14)에 전달함에 있어, 전술한 애노드 전극(도 3의 16) 및 캐소드 전극(도 3의 20)의 비저항 때문에 소자 구동시 전술한 픽셀 회로부(도 1의 14)가 상대적으로 밝은 영역(도 1의 A1, A4)과 어두운 영역(도 1의 A2, A3)으로 구분되었다.
이와 같은 종래 픽셀 회로부의 휘도 불균일은 디스플레이 적용시 화면의 얼룩얼룩한 무늬(Dark Spot) 또는 줄무늬 불량이 발생하였고, 더 나아가 픽셀의 부분 열화로 인한 소자 및 제품의 수명 단축 문제 또한 발생하였다.
이러한 디스플레이상의 문제들은 소자의 대면적화시 더욱 심화되었다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명은 전계발광소자의 배선 및 전극 구조를 효율적으로 개선하여 픽셀 회로부의 휘도를 균일하게 함으로써 디스플레이 상의 불량과 소자 및 제품의 수명 단축 문제를 해결할 수 있는 전계발광소자를 제공하는 데 그 목적이 있다.
다른 측면에서 본 발명은 전술한 전계발광소자의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기판과, 기판 상에 교차하는 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성된 발광부로 구성되는 픽셀 회로부를 포함하되, 제 1 및 제 2 전극은 픽셀 회로부에 전기 신호를 전달하는 배선부와 연결되며, 전술한 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나 또는 하나 이상은 부분적으로 두께가 달리 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자를 제공한다.
전술한 전계발광소자에 있어서, 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나 또는 하나 이상은 배선과 연결된 일단에서 상대적으로 가까운 영역인 제 1 영역과 배선과 연결된 일단에서 전술한 제 1 영역보다 상대적으로 더 먼 영역인 제 2 영역을 포함하고, 제 2 영역이 제 1 영역보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다.
전술한 제 1 전극 또는 제 2 전극은 스캔 전극인 것을 특징으로 한다.
다른 측면에서 이상과 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 기판과, 기판 상에 교차하는 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성된 발광부로 구성되는 픽셀 회로부를 포함하되, 제 1 및 제 2 전극은 픽셀 회로부에 전기 신호를 전달하는 배선부와 연결되며, 전술한 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나 또는 하나 이상은 부분적으로 다른 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자를 제공한다.
전술한 전계발광소자에 있어서, 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나 또는 하나 이상은 배선과 연결된 일단에서 상대적으로 가까운 영역인 제 1 영역과 배선과 연결된 일단에서 전술한 제 1 영역보다 상대적으로 더 먼 영역인 제 2 영역을 포함하고, 제 2 영역이 상기 제 1 영역보다 비저항이 작은 것을 특징으로 한다.
전술한 제 1 전극 또는 제 2 전극은 스캔 전극인 것을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서 이상과 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 기판 상에 교차하는 제 1 및 제 2 전극을 형성하되, 발광부를 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성하여 픽셀 회로부를 구성하는 픽셀회로부 형성단계와, 픽셀 회로부에 전기 신호를 전달하는 배선부와 연결되는 전술한 제 1 전극 또는 제 2 전극을 부분적으로 두께를 달리 형성하는 전극 형성단계를 포함하는 전계발광소자의 제조방법을 제공한다.
전술한 전계발광소자의 제조방법에 있어서, 전극 형성단계에서는 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나 또는 하나 이상에 있어서 배선과 연결된 일단에서 상대적으로 먼 영역인 제 2 영역을 전술한 배선과 연결된 일단에서 제 2 영역보다 상대적으로 더 가까운 영역인 제 1 영역보다 두껍게 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전술한 전극 형성단계에서는 제 1 전극 또는 제 2 전극을 스캔 배선과 연결되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서 이상과 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 기판 상에 교차하는 제 1 및 제 2 전극을 형성하되, 발광부를 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성하여 픽셀 회로부를 구성하는 픽셀회로부 형성단계와, 픽셀 회로부에 전기 신호를 전달하는 배선부와 연결되는 전술한 제 1 전극 또는 제 2 전극을 부분적으로 재료를 다르게 적용하여 형성하는 전극 형성단계를 포함하는 전계발광소자의 제조방법 을 제공한다.
전술한 전계발광소자의 제조방법에 있어서, 전극 형성단계에서는 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나 또는 하나 이상에 있어서 배선과 연결된 일단에서 상대적으로 먼 영역인 제 2 영역을 전술한 배선과 연결된 일단에서 제 2 영역보다 상대적으로 더 가까운 영역인 제 1 영역보다 비저항이 작은 물질로 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전술한 전극 형성단계에서는 제 1 전극 또는 제 2 전극을 스캔 배선과 연결되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 다양한 실시예를 도시 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도로 전술한 도 5와 동일한 스케일이다.
도 4를 참조하면, 기판(32) 상에 애노드 전극(36)이 형성되고, 그 위에 정공 주입/수송층, 발광층 및 전자 주입/수송층으로 구성되는 발광부(38)가 형성되며, 전술한 발광부(38) 상에 제 1 캐소드 전극(40)이 형성된다.
또한, 픽셀 회로부(도 1의 14참조) 상의 상대적으로 어두운 영역(A3)에 대응되는 제 1 캐소드 전극(40) 상에는 추가로 제 2 캐소드 전극(42)이 형성된다.
이때, 제 2 캐소드 전극(42)은 제 1 캐소드 전극(40)과 동일한 재료로 형성되거나, 다른 재료로 형성될 수 있다.
상세하게는 전술한 제 2 캐소드 전극(42)이 제 1 캐소드 전극(40)과 다른 재료인 경우, 제 1 캐소드 전극(40)에 상대적으로 전기 전도도가 크거나 비저항이 작은 재료가 적용될 수 있다.
이와 같은 전극 구조를 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자는 휘도 불균일 문제를 해결할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 4와 동일한 스케일로 픽셀회로부의 적층구조를 도시한다.
도 5를 참조하면, 기판(32) 상에 애노드 전극(36)이 형성되고, 그 위에 정공 주입/수송층, 발광층 및 전자 주입/수송층으로 구성되는 발광부(38)가 형성되며, 전술한 발광부(38) 상에 제 1 캐소드 전극(40)이 형성된다.
또한, 제 1 캐소드 전극(40) 상에는 추가로 제 2 캐소드 전극(44)이 형성되며, 이때 제 2 캐소드 전극(44)은 픽셀 회로부(도 1의 14 참조)에 전기 신호를 전달하는 배선부(도 1의 S, D 참조)와 연결된 부분을 기준으로 멀어질수록 점차적으로 두껍게 형성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 캐소드 전극 구조(40,44)는 전극의 면저항을 점차적으로 저하시키므로, 이에 대응되도록 발광효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 제 2 캐소드 전극(44)은 제 1 캐소드 전극(40)과 동일한 재료로 형성되거나, 제 1 캐소드 전극(40)에 상대적으로 전기 전도도가 크거나 비저항이 작은 재료로 형성될 수 있다.
이상 도 5에서 제 2 캐소드 전극(44)의 형상은 선형으로 완만하게 두께가 증가한 경우로 예시하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않으며 제 2 캐소드 전극(44)의 형상은 계단형으로 단층부가 있도록 형성되거나, 상호 간 소정 간격 이격되며 그 두께가 증가하도록 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 기판(32) 상에 애노드 전극(36)이 형성되고, 그 위에 정공 주입/수송층, 발광층 및 전자 주입/수송층으로 구성되는 발광부(38)가 형성되며, 전술한 발광부(38) 상에 제 1 캐소드 전극(40)이 형성된다.
이때, 제 1 캐소드 전극은(40a, 40b)은 특정 영역을 기준으로 구분되어 서로 다른 재료로 형성된다. 상세하게는, 픽셀 회로부(도 1의 14 참조) 상에서 상대적으로 어두운 부분(A3)에 대응되는 캐소드 전극(40a)이 상대적으로 밝은 부분(A4)에 대응되는 캐소드 전극(40b)보다 전기 전도도가 크거나 비저항이 작은 재료로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예 중 어느 하나에 따르는 전술한 발광층과 제 1 또는 제 2 캐소드 전극의 적층과정은 예를 들어, 포토리소그라피(PhotoLithography), 또는 프린팅(screening printing, inkjet printing, contact printing), 또는 몰딩(Molding) 중 어느 하나의 방법에 의해 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전계발광소자의 구조 평면도로, 예를 들어, 전술한 바 제 1 내지 제 3 실시예 중 어느 하나의 패턴을 따르는 픽셀 회로부가 적용된 홀수-짝수 교번 타입(Odd-Even Type)의 전계발광소자를 도시한다.
도 7을 참조하면, 기판(52) 상에는 제 1 전극, 발광부 및 제 2 전극으로 구성되는 픽셀 회로부(54)가 형성되며, 전술한 픽셀 회로부(54)와 근접한 영역에 전술한 픽셀 회로부(54)에 전기 신호 즉, 스캔 신호 및 데이터 신호를 전달하는 구동부(C)가 구비되며, 전술한 구동부(C)가 스캔 배선부(S)와 데이터 배선부(D)로 픽셀 회로부(54)의 전술한 제 1 및 제 2 전극과 각각 연결된다.
이때, 제 1 또는 제 2 전극과 전술한 배선부와의 위치 관계에 따른 저항의 증가로 상대적으로 어두운 영역(F)이 발생하므로, 이 어두운 영역(F)에 본 발명의 다양한 실시예에 따른 픽셀 회로부가 적용된다.
이상과 같은 본 발명에 따르는 전계발광소자 및 그 제조 방법은 전극의 부분적 면저항 및 비저항의 조절이 가능하므로, 균일한 휘도로 발광하는 전계발광소자의 구현을 가능하게 되어 소기 목적을 달성할 수 있다.
이상 본 발명에서는 캐소드 전극을 부분적으로 두껍게 형성하거나, 순차적으로 두껍게 형성할 때 예를 들어 제 1 캐소드 전극 상에 제 2 캐소드 전극을 추가로 형성하는 형태로 배선 구조를 도시 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않으 며, 제 1 캐소드 전극의 형성영역과 근접한 영역에 제 2 캐소드 전극을 추가로 형성하는 배선 구조도 가능하다.
이상 종래 기술 및 본 발명을 설명함에 있어, 발광부에 유기물 발광층을 채택 적용한 유기전계발광소자의 경우로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 발광부에 유기물뿐만 아니라 무기물 또한 이용 가능한 전계발광소자(LED)의 범주로 이해하여야 한다.
이상 일실시예를 들어 본 발명에 대하여 서술하였으나, 본 발명의 범위는 전술한 상세 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전계발광소자의 배선 및 전극 구조를 효율적으로 개선하여 면저항 및 비저항의 부분적 조절이 가능하므로, 픽셀 회로부의 휘도를 균일하게 함으로써 디스플레이 상의 불량과 소자 및 제품의 수명 단축 문제를 해결할 수 있는 전계발광소자를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 전술한 바와 같이 픽셀 회로부의 휘도를 균일하게 함으로써 디스플레이 상의 불량과 소자 및 제품의 수명 단축 문제를 해결할 수 있는 전계발광소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 기판과;
    상기 기판 상에 교차하는 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성된 발광부로 구성되는 픽셀 회로부를 포함하되,
    상기 제 1 및 제 2 전극은 상기 픽셀 회로부에 전기 신호를 전달하는 배선부와 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 전극 중 하나 이상은 부분적으로 두께가 달리 형성되며,
    상기 제 1 및 제 2 전극 중 하나 이상은 상기 배선과 연결된 일단에서 상대적으로 가까운 영역인 제 1 영역과 상기 배선과 연결된 일단에서 상기 제 1 영역보다 상대적으로 더 먼 영역인 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 2 영역이 상기 제 1 영역보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극은 스캔 전극인 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극 중 하나 이상은 부분적으로 다른 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 비저항이 작은 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  6. 삭제
  7. 기판 상에 교차하는 제 1 및 제 2 전극을 형성하되, 발광부를 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성하여 픽셀 회로부를 구성하는 픽셀회로부 형성단계와;
    상기 픽셀 회로부에 전기 신호를 전달하는 배선부와 연결되는 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극을 부분적으로 두께를 달리 형성하는 전극 형성단계를 포함하되,
    상기 전극 형성단계에서는 상기 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나 또는 하나 이상에 있어서 상기 배선과 연결된 일단에서 상대적으로 먼 영역인 제 2 영역을 상기 배선과 연결된 일단에서 상기 제 2 영역보다 상대적으로 더 가까운 영역인 제 1 영역보다 두껍게 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 전극 형성단계에서는 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극을 스캔 배선과 연결되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 전극 형성단계에서는 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극을 부분적으로 재료를 다르게 적용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 비저항이 작은 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극은 선형으로 완만하게 두께가 증가하는 형상, 계단형으로 단층부를 갖고 두께가 증가하는 형상 및 소정 간격 이격되며 두께가 증가하는 형상 중 하나인 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  14. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극은 선형으로 완만하게 두께가 증가하는 형상, 계단형으로 단층부를 갖고 두께가 증가하는 형상 및 소정 간격 이격되며 두께가 증가하는 형상 중 하나인 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
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