KR100773935B1

KR100773935B1 - 유기 발광 소자 패널

Info

Publication number: KR100773935B1
Application number: KR1020050125785A
Authority: KR
Inventors: 최승우
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-11-06
Also published as: KR20070065093A

Abstract

본 발명은 유기 발광 소자로부터 발생한 빛의 손실을 최소화할 수 있도록 하는 유기 발광 소자 패널에 관한 것이다.

상기 본 발명에 의한 유기 발광 소자 패널은, 끝단부의 측면이 발광 방향 쪽의 평면과 41-43°의 각을 이루고 있는 기판; 및 상기 기판 위에 형성되어 있는 유기 발광 소자를 포함한다.

유기 발광 소자, 전반사

Description

유기 발광 소자 패널{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE PANEL}

도 1은 종래 기술에 의한 유기 발광 소자 패널 및 그 문제점을 나타내는 간략화된 도면이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 패널을 나타내는 간략화된 도면이다.

일반적으로, 유기 발광 소자는 평판 디스플레이 소자의 하나로서 양전극층과 음전극층 사이에 유기 발광층을 포함하는 유기 박막층 등을 개재하여 구성하며, 매우 얇은 두께의 매트릭스 형태를 이룬다.

이러한 유기 발광 소자는 15V 이하의 낮은 전압으로 구동이 가능하고, 다른 디스플레이 소자, 예를 들어, TFT-LCD에 비해 휘도, 시야각 및 소비 전력 등에서 우수한 특성을 나타낸다. 더구나, 유기 발광 소자는 다른 디스플레이 소자에 비해 1㎲의 빠른 응답 속도를 가지기 때문에 동영상 구현이 필수적인 차세대 멀티미디어용 디스플레이에 적합한 소자이다.

이러한 유기 발광 소자의 장점으로 인해, 종래부터 상기 유기 발광 소자를 이용하여 제조한 유기 발광 소자 패널을 휴대폰, 자동차용 룸미러 및 컴퓨터 모니터 등 다양한 분야의 표시 장치로서 이용하고 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 종래 기술에 의한 유기 발광 소자 패널의 구성과 이의 문제점에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 유기 발광 소자 패널 및 그 문제점을 나타내는 간략화된 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 종래 기술에 의한 유기 발광 소자 패널(100)은 투명 기판(102)과, 상기 투명 기판(102) 위에 형성되어 있는 유기 발광 소자(104)를 포함한다.

또한, 도 1에 도시하지는 않았으나, 상기 유기 발광 소자(104)는 통상적인 구성에 따라, 투명 기판(102) 위에 어느 한 방향으로 배열되어 있고 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전 물질로 이루어진 복수의 양전극층과, 상기 복수의 양전극층 상에 복수의 화소 개구부를 정의하도록 상기 투명 기판(102) 및 복수의 양전극층 위에 형성되어 있는 격자 형상의 절연막과, 상기 복수의 화소 개구부의 양전극층 위에 형성되어 있고 유기 발광층 등을 포함하고 있는 유기 박막층과, 상기 유기 발광층 위에 형성되어 있는 음전극층 등을 포함한다.

이러한 구성을 가진 유기 발광 소자 패널(100)에 있어서는, 각 화소 개구부에서 유기 박막층과 접하고 있는 양전극층으로부터 정공이 유기 박막층 중의 유기 발광층으로 이동하고, 마찬가지로 음전극층으로부터 전자가 유기 박막층 중의 유기 발광층으로 이동한다. 이러한 정공 및 전자는 유기 발광층 내에서 서로 만나 전자-정공 쌍(electron-hole pair)을 형성하고 높은 에너지를 갖는 여기자를 생성하게 되는데, 이러한 여기자가 낮은 에너지의 바닥상태로 떨어지면서 이 과정에서의 에너지에 의해 빛을 발생하게 된다. 그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 이렇게 유기 발광 소자(104)로부터 발생한 빛은 투명한 양전극층 및 투명 기판(102)을 통해 발광하며, 바로 이러한 원리 및 과정을 통해 상기 유기 발광 소자 패널(100)이 발광하여 화면을 표시할 수 있게 된다.

그런데, 도 1을 참조하면, 상기 유기 발광 소자 패널(100)에서는, 상기 유기 발광 소자(104)에 발생한 빛이 투명한 양전극층 및 투명 기판(102)을 통과하여 발광하기 때문에, 이러한 빛의 통과 과정에서 상기 투명 기판(102) 및 투명한 양전극층 등에 의한 빛의 굴절이 발생한다. 이 때문에, 유기 발광 소자(104)에 발생한 빛의 일부가 투명 기판(102)을 통과해 정상적으로 발광하지 않고, 투명 기판(102)의 측면으로 발광하게 된다(도 1의 점선부 내의 화살표 참조). 이와 같이, 투명 기판(102)의 측면을 통해 발광하는 빛은 상기 유기 발광 소자 패널(100)에서 화면을 표시하는데 사용되지 못하고 그대로 소모되는 것이므로, 상기 종래 기술에 의한 유기 발광 소자 패널(100)에 있어서는 불가피한 빛의 손실이 발생하여 전체적인 발광 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여, 유기 발광 소자로부터 발생한 빛의 손실을 최소화할 수 있도록 하는 유기 발광 소자 패널을 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 끝단부의 측면이 발광 방향 쪽의 하면과 예각을 이루고 있는 투명 기판; 및 상기 투명 기판 위에 형성되어 있는 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 소자 패널을 제공한다.

상기 본 발명에 의한 유기 발광 소자 패널에 있어서, 상기 투명 기판에서, 상기 끝단부 측면은 발광 방향 쪽의 하면과 41-43°의 각을 이루고 있음이 바람직하고, 42°의 각을 이루고 있음이 보다 바람직하다.

또한, 상기 본 발명에 의한 유기 발광 소자 패널에서, 상기 투명 기판의 끝단부 측면이 상기 발광 방향 쪽의 하면에서 보아 오목 형상을 띄고 있음이 바람직하다.

그리고, 상기 본 발명에 의한 유기 발광 소자 패널에서, 상기 투명 기판의 끝단부 측면 상에 고반사율 물질이 형성되어 있음이 바람직하다.

이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 패 널의 구조에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 또한, 본 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 패널(100)은 투명 기판(102)을 구비하고 있는데, 이러한 투명 기판(102)은 그 끝단부 측면이 발광 방향 쪽의 하면과 예각을 이루고 있다(도 2의 점선부 참조). 이 때, 상기 예각은 바람직하게는 41-43°, 보다 바람직하게는, 약 42°의 각으로 된다.

여기서, 상기 투명 기판(102)의 끝단부 측면이 발광 방향 쪽의 하면과 예각, 예를 들어, 41-43°의 각을 이루도록 한 것은 다음과 같은 이유 때문이다.

굴절률이 서로 다른 두 물질이 인접하고 있는 경우, 소정의 입사각으로 입사되어 어느 한 물질을 통과한 빛은, 그 일부의 빛이 상기 소정의 입사각에 대응하는 반사각으로 상기 두 물질의 경계면에서 반사되는 한편, 나머지의 빛이 상기 두 물질의 경계면에서 굴절되어 상기 소정의 입사각과 다른 굴절각으로 상기 어느 한 물질과 인접하고 있는 다른 물질을 통과하게 된다.

그런데, 스넬의 굴절율 법칙에 따르면, 상술한 경우에서 상기 입사각을 일정 한 값으로 조절하면, 이러한 입사각으로 입사되어 어느 한 물질을 통과한 빛이, 이와 인접하고 있는 다른 물질을 통과하지 못하고, 모든 빛이 상기 두 물질의 경계면에서 전반사하게 된다. 이러한 경우에 상기 입사각을 임계각이라 하고, 이러한 임계각은 하기 수학식에 의해 계산될 수 있다.

[수학식]

n12 = n2/n1 ...........(1)

Sin a = 1/n12 ...........(2)

상기 수학식에서, n1, n2는 서로 인접하고 있는 두 물질의 굴절율 값을 각각 나타내고, n12는 스넬의 법칙을 이용해 구한 두 물질의 경계면에서의 굴절율 값을 나타내며, a는 임계각을 나타낸다.

한편, 상기 유기 발광 소자 패널(100)에서 투명 기판(102)은 통상적으로 유리로 이루어져 있으며, 이러한 유리의 굴절율(n1)은 2/3이고, 유기 발광 소자 패널(100)이 사용될 때 상기 유리로 이루어진 투명 기판(102)과 인접하는 공기의 굴절율(n2)은 1이다. 따라서, 유기 발광 소자 패널(100)이 실제 사용될 때, 서로 인접하는 투명 기판(102)과 공기의 경계면에서의 굴절율은 상기 (1)에 따라 n12 = 3/2이 되며, 이러한 값을 (2)에 대입하여 임계각을 구하면 Sin a = 2/3가 되어 임계각 a는 41.81°, 즉, 대략 42°가 된다.

즉, 본 실시예에서는, 상기 투명 기판(102)의 끝단부 측면이 발광 방향 쪽의 하면과 예각을 이루도록 함으로서, 상기 투명 기판(102) 위에 형성되어 있는 유기 발광 소자로부터 발생한 빛의 일부가 투명 기판(102)을 통과해 정상적으로 발광하지 않고, 투명 기판(102) 또는 투명한 양전극층 등에 의해 굴절되어 투명 기판(102)의 측면으로 향하더라도, 이러한 빛을 되도록 유기 발광 소자 패널(100)의 정상적인 발광 방향 쪽으로 반사시켜, 이러한 빛이 유기 발광 소자 패널(100)에 의한 화면 표시에 활용되게 할 수 있다(도 2의 점선부 내의 화살표 참조).

특히, 상기 투명 기판(102)의 끝단부 측면이 발광 방향 쪽의 하면과 대략 41-43°, 가장 바람직하게는, 약 42°의 임계각을 이루도록 함으로서, 상기 투명 기판(102) 또는 투명한 양전극층 등에 의해 굴절되어 투명 기판(102)의 측면으로 향하는 빛을 유기 발광 소자 패널(100)의 정상적인 발광 방향 쪽으로 전반사시켜, 이러한 빛의 거의 대부분이 유기 발광 소자 패널(100)에 의한 화면 표시에 활용되게 할 수 있다. 이로서, 본 실시예의 유기 발광 소자 패널(100)은 유기 발광 소자에서 발생한 빛을 최대한 활용하여 패널 자체의 발광 효율을 극대화시킬 수 있다.

한편, 상기 투명 기판(100)의 끝단부 측면은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 발광 방향 쪽의 하면에서 보아 직선 형상을 띌 수 있지만, 이와 달리, 상기 발광 방향 쪽의 하면에서 보아 오목 형상을 띌 수도 있다. 이와 같이, 상기 투명 기판(100)의 끝단부 측면이 오목 형상을 띄게 됨으로서, 상기 끝단부 측면에서 반사된 빛이 유기 발광 소자(104)가 형성된 투명 기판(100)의 중앙부 쪽을 향하게 할 수 있다. 이로서, 이러한 빛을 유기 발광 소자 패널(100)에 의한 화면 표시에 더욱 적절히 활용할 수 있게 되므로, 패널 자체의 발광 효율을 보다 높일 수 있다.

또한, 상기 투명 기판(100)의 끝단부 측면 상에, 예를 들어, 금속 또는 기타 의 거울 형성 물질 등과 같은 고반사율 물질이 형성되어 있음이 바람직하다.

이러한 고반사율 물질의 구성으로 인해, 상기 투명 기판(102)의 측면으로 향하는 빛을 모두 유기 발광 소자 패널(100)의 정상적인 발광 방향 쪽으로 반사시켜, 이러한 빛의 대부분이 유기 발광 소자 패널(100)에 의한 화면 표시에 활용되게 할 수 있다. 이로서, 본 실시예의 유기 발광 소자 패널(100)은 유기 발광 소자에서 발생한 빛을 최대한 활용하여 패널 자체의 발광 효율을 극대화시킬 수 있다.

한편, 상기 본 실시예에 따른 유기 발광 소자 패널(100)에서, 상기 투명 기판(102) 위에는 유기 발광 소자(104)가 형성되어 있다.

도 2에 도시하지는 않았으나, 상기 유기 발광 소자(104)는 통상적인 구성에 따라, 투명 기판(102) 위에 어느 한 방향으로 배열되어 있고 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전 물질로 이루어진 복수의 양전극층과, 상기 복수의 양전극층 상에 복수의 화소 개구부를 정의하도록 상기 투명 기판(102) 및 복수의 양전극층 위에 형성되어 있는 격자 형상의 절연막과, 상기 복수의 화소 개구부의 양전극층 위에 형성되어 있고 유기 발광층 등을 포함하고 있는 유기 박막층과, 상기 유기 발광층 위에 형성되어 있는 음전극층 등을 포함한다.

그리고, 상기 본 실시예에 따른 유기 발광 소자 패널(100)에 있어서는, 상기 유기 발광 소자(104)를 덮도록 상기 투명 기판(102) 위에 봉지캡(106)이 형성되어 있다. 이러한 봉지캡(106)은 공기 중의 습기 등에 매우 취약한 특성을 가지는 유기 발광 소자(104)을 외부의 공기 또는 수분으로부터 차단하여 보호하기 위한 것으로, 유리 또는 각종 금속 물질 등으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 유기 발광 소자(104) 및 봉지캡(106)은 당업자에게 자명한 통상적인 구성에 따르므로, 이들에 대한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상술한 구성을 가진 유기 발광 소자 패널(100)에서는, 종래 기술에서와 마찬가지로, 각 화소 개구부에서 유기 박막층과 접하고 있는 양전극층으로부터 정공이 유기 박막층 중의 유기 발광층으로 이동하고, 마찬가지로 음전극층으로부터 전자가 유기 박막층 중의 유기 발광층으로 이동한다. 이러한 정공 및 전자는 유기 발광층 내에서 서로 만나 전자-정공 쌍(electron-hole pair)을 형성하고 높은 에너지를 갖는 여기자를 생성하게 되는데, 이러한 여기자가 낮은 에너지의 바닥상태로 떨어지면서 이 과정에서의 에너지에 의해 빛을 발생하게 된다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 이렇게 유기 발광 소자(104)로부터 발생한 빛은 투명한 양전극층 및 투명 기판(102)을 통해 발광하며, 바로 이러한 원리 및 과정을 통해 상기 유기 발광 소자 패널(100)이 발광하여 화면을 표시할 수 있게 된다.

그런데, 상기 유기 발광 소자 패널(100)의 발광 과정에서, 상기 유기 발광 소자(104)에 발생한 빛의 일부가 투명 기판(102)을 통과해 정상적으로 발광하지 않고, 투명 기판(102) 또는 유기 발광 소자(104)의 투명한 양전극층 등에 의해 굴절되어 투명 기판(102)의 측면으로 향하게 된다. 그러나, 본 실시예에 다른 유기 발광 소자 패널(100)에서는, 이와 같이 투명 기판(102)의 측면으로 향하는 일부의 빛 또한 임계각을 이루고 있는 상기 투명 기판(102)의 끝단부 측면에서 전반사시켜 상기 유기 발광 소자 패널(100)에서 화면을 표시하는데 활용할 수 있으므로, 결국, 빛의 손실이 최소화되고 패널 자체의 발광 효율이 극대화될 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 유기 발광 소자에서 발생한 빛이 손실되는 것을 최소화하여 발광 효율이 극대화된 유기 발광 소자 패널을 제공할 수 있다.

Claims

끝단부의 측면이 발광 방향 쪽의 하면과 예각을 이루고 있는 투명 기판; 및

상기 투명 기판 위에 형성되어 있는 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 소자 패널.
제 1 항에 있어서, 상기 투명 기판에서, 상기 끝단부 측면이 발광 방향 쪽의 하면과 41-43°의 각을 이루고 있는 유기 발광 소자 패널.
제 2 항에 있어서, 상기 투명 기판에서, 상기 끝단부 측면이 발광 방향 쪽의 하면과 42°의 각을 이루고 있는 유기 발광 소자 패널.
제 1 항에 있어서, 상기 투명 기판의 끝단부 측면이 상기 발광 방향 쪽의 하면에서 보아 오목 형상을 띄고 있는 유기 발광 소자 패널.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 기판의 끝단부 측 면 상에 고반사율 물질이 형성되어 있는 유기 발광 소자 패널.