KR20050024033A

KR20050024033A - 유기 전계 발광 표시 장치

Info

Publication number: KR20050024033A
Application number: KR1020030061834A
Authority: KR
Inventors: 박진우
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2005-03-10
Also published as: KR100570746B1

Abstract

발광 영역과 비발광 영역이 설정되는 제1 기판과, 임의의 패턴을 가지고 상기 발광 영역에 대응하여 상기 제1 기판 상에 배치되는 유기 발광층과, 상기 유기 발광층에 전압이 인가되도록 하는 제1,2 전극층과, 임의의 패턴을 가지고 상기 비발광 영역에 대응하여 상기 제1 기판 상에 배치되는 도전성 블랙 메트릭스층 및 상기 도전성 블랙 메트릭스층과 상기 제1,2 전극층 중 어느 하나의 전극층 사이에 개재되어 이를 전기적으로 연결시키는 도전성 스페이서를 포함한다. 상기 도전성 스페이서는 상기 제1 기판으로부터 상기 도전성 블랙 메트릭스층을 향하는 방향을 따라 갈수록 그 폭이 줄어드는 형상을 가지고 형성된다.

Description

유기 전계 발광 표시 장치{Organic electro luminescence display device}

본 발명은 유기 전계 발광 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 말하자면, 외부 충격에 대해 내성을 가질 수 있는 유기 전계 발광 표시장치에 관한 것이다.

통상적으로 유기 전계 발광 표시장치는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 자발광형 디스플레이로 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형화가 용이하며 광 시야각, 빠른 응답속도 등 액정표지 장치에 있어서 문제점으로 지적된 결점을 해결할 수 있는 디스플레이로서, 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.

이러한 유기 전계 발광 표시장치는 유리나 그밖에 투명한 절연기판 위에 소정의 패턴을 갖는 유기 발광층이 형성되고 이 유기 발광층의 상,하부에는 상기 유기 발광층으로 구동 전압을 인가하도록 하기 위한 양,음극의 전극층들이 형성된다. 여기서 상기 유기 발광층은 유기 화합물로 이루어진다.

이러한 기본 구성은 갖는 유기 전계 발광 표시장치는 상기 전극들에 양극 및 음극 전압이 인가됨에 따라 양극전압이 인가된 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 전공 수송층을 경유하여 상기 유기 발광층으로 이동되고, 전자는 음극전압이 인가된 전극으로부터 전자 수송층을 경유하여 상기 유기 발광층으로 주입된다. 그러면 이에 따라 상기 유기 발광층에서 전자와 홀이 재결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 이 여기자가 여기상태에서 기저상태로 변화되면서 상기 유기 발광층의 유기물이 발광하게 되는 바, 이것으로 원하는 화상을 구현할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 유기 전계 발광 표시장치의 칼라화 방식으로는 각 색의 발광소자를 기판 상에 병렬로 배치한 방식(삼색 독립 발광방식), 청색광을 발광원으로 이용하고 색 변환층을 광취출하는 면에 설치하는 방식, 백색광을 발광원으로 이용하고 칼라 필터를 사용하는 칼라 필터방식 등이 있다. 이러한 칼라화 방식 중 상기 삼색 독립 발광방식이 유효 발광효율이 높은 것으로 알려져 있다.

한편, 일본 공개 특허 공보 평11-111457호에는 유기 전계 표시소자의 일례가 개시되어 있다. 개시된 유기 전계 발광 표시소자에는 각 파장 변환층과 대응되는 양극의 면적이 서로 다른 구성을 가진다.

미국 특허 공보 US 5,701,055호에 개시된 유기 전계 발광표시장치는 기판 상에 형성된 유기 기능층의 사이에 이보다 높으며 양측면에 내측으로 테이퍼진 격벽을 형성하고, 이 격벽이 형성된 상면에 캐소오드층을 증착하여 유기 기능층에 소정 패턴의 캐소오드층이 형성되도록 하고 있다.

그리고 미국특허 US 5,981,306호에는 전면 발광형으로 캐소오드 전극층이 투명하여야 하므로 얇은 메탈층위에 ITO를 성막하여 형성한 유기광 방출 소자(organic light emitting devece)에 대해 개시하고 있다.

또한, 미국특허 US 5,851,709호에는 칼라 필터를 이용한 유기 전계 발광 표시장치가 개시되어 있다.

상기와 같이 구성된 유기 전계 발광 표시장치들에 있어서, 전면발광형인 경우 전극의 하나 예컨대 캐소오드 전극이 투명한 재질로 이루어져야 하므로 전극의 재질 선정에 어려움이 있으며, 특히 유기 전계 발광 표시장치가 대형화됨에 따라 전극의 전압강하가 커져 화상의 휘도를 균일하게 형성할 수 없는 문제점이 있다.

더욱이, 유기 전계 발광 표시장치가 대형화될 때에는, 외부 충격에 대해 취약한 면을 가지게 되므로 이에 대한 방지책이 유기 전계 발광 표시장치에 제공되어야 하는 것이 요망한 실정이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극의 전압강하를 줄여 화상의 휘도를 균일하게 할 수 있는 유기 전계 발광 표시장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 칼라 필터층의 도전성 블랙메트릭스층을 전압강하 방지를 위한 보조 전극층으로서 이용할 수 있는 유기 전계 발광 표시장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 외부 충격에 의해 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있는 유기 전계 발광 표시장치를 제공한다.

이에 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시장치는,

상기 제1 기판이 놓여진 방향에 평행한 축을 수평축(H), 이 수평축에 직교하는 상태로 배치되는 축을 수직축(V)이라 하고, 상기 도전성 스페이서를 상기 수직축(V)을 따라 자르고 그 단면을 보았을 때, 상기 도전성 스페이서는 선형적으로 경사진 경사면을 가지고 형성된다.

이 때, 상기 수평축(H)과 상기 경사면 사이에 형성되는 각도를 α라 했을 때, 이 α가 80°를 초과하지 않는다.

상기 도전성 스페이서와 상기 도전성 블랙 메트릭스는 이방성 전도성 접착제에 의해 결합될 수 있다.

상기 유기 전계 발광 표시장치는 칼라 필터를 더욱 포함하여 형성될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 명확히 하기 위한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시장치를 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 유기 전계 발광 표시장치는 투명한 배면기판인 제1 기판(50)의 상면에 형성되는 제1 전극층(양극; 61)과, 상기 제1 전극층(61)의 상면에 적층되어 이루어지는 유기 발광층(62)과, 이 유기 발광층(62)의 상면에 형성되는 제2 전극층(음극; 63)을 포함한다. 이 때, 상기 제1,2 전극층(61,63) 및 상기 유기 발광층(62)은 각기 임의의 패턴을 가지고 형성되는 바, 가령 상기 제1,2 전극층(61,63)은 스트라이프 패턴을 지니면서 서로 교차되어 상기 제1 기판(50) 위에 배치될 수 있다. 여기서 상기 유기 발광층(62)은 상기 제1 기판(50) 상에 설정되는 발광 영역(A1)에 대응하여 배치된다.

또한, 상기 제1 기판(50)에 결합되는 전면 기판인 제2 기판(70)의 일면 즉, 상기 제1 기판(50)을 향하는 면에는 상기 유기 전계 발광 표시장치의 컨트라스트를 향상시키기 위한 도전성 블랙 메트릭스층(80)이 임의의 패턴을 가지고 형성된다. 이 때, 이 도전성 블랙 메트릭스층(80)은 상기 제1 기판(50) 상에 설정되는 비발광영역(A2)에 대응하여 상기 제1 기판(50)과 상기 제2 기판(70)이 결합될 때, 상기 제1 기판(50) 상으로 배치된다.

상기 도전성 블랙 메트릭스층(80)과 상기 제2 전극층(63)의 사이에는 상기 블랙 메트릭층(80)과 제2 전극층(63)을 전기적으로 연결하는 연결수단이 구비된다. 상기에서 상기 블랙 메트릭스층(80)은 유기 전계 발광 표시장치가 전면 발광형 즉, 상기 유기 발광층(62)로부터 조사되는 광이 상기 제2 전극층(63)을 통하여 전면으로 조사되는 경우, 상기 제2 전극층(63)을 투명한 재질을 이용하여 제작하게 되므로 전류와 저항의 드롭 현상이 발생하게 되는데, 상기 블랙 메트릭스층(80)이 도전성 재질로 제작됨에 따라 상기 제2 전극층(63)의 전류와 전압의 드롭 현상을 방지 할 수 있다. 여기서 이 블랙 메트릭스층(80)은 도전정 물질과 유전성 물질이 두께 방향으로 농도 구배를 가지는 박막으로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 블랙 메트릭스층(80)에 있어 도전성 물질의 농도가 높은 층이 상기 제2 전극층(63)과 접촉되어야 함은 당연할 것이다.

본 발명에 있어, 상기한 연결수단은 도전성 스페이서들(91)로 이루어질 수 있는 바, 이 스페이서(91)는 도 2를 통해 더욱 알 수 있듯이, 상기 제1 기판(50)으로부터 상기 블랙 메트릭스층(80)을 향해 갈수록 그 폭이 점점 줄어드는 형상을 가지고 형성된다. 즉 그 폭이 넓은 부위를 상기 제1 기판(50)을 향하도록 하고 그 폭이 좁은 부위를 상기 블랙 메트릭스층(80)을 향하도록 하여 상기 블랙 메트릭스층(80)과 제2 전극층(63) 사이에 개재된다.

또한, 본 실시예에서 상기 도전성 스페이스(91)는 다음의 조건을 만족하여 형성된다.

즉, 상기 제1 기판(50)이 놓여진 방향에 평행한 가상의 축을 수평축(H), 이 수평축(H)에 직교하는 상태로 배치되는 가상의 축을 수직축(V)이라 하고, 상기 도전성 스페이서(91)를 상기 수직축(V)을 따라 자르고 그 단면을 보았을 때, 상기 도전성 스페이서(91)는 선형적으로 경사진 경사면(91a)을 가지고 형성된다. 이 때, 상기 수평축(H)과 상기 경사면(91a) 사이에 형성되는 각도를 α라 했을 때, 이 α는 80°를 초과하지 않는 것이 바람직하다.

이러한 스페이서(91)는 상기 블랙 메트릭스층(80)의 접촉시, 그 결합 상태를 강화하기 위해 이방성 전도성 접착제(Anisotropic Conductive Adhesive; ACA, 93)에 의해 고정될 수 있다.

상기와 같이 구성된 유기 전계 발광 표시장치는 선택된 색 신호에 따라 상기 제1 전극층(61)과 제2 전극층(63)으로 소정의 전압이 인가되면, 상기 제1 전극층(61)으로부터 주입된 정공과 상기 제2 전극층(63)으로부터 발생된 전자가 상기 유기 발광층(62)에서 결합하여 여기자를 생성하고, 이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 변화함에 따라 상기 발광층으로부터 형광성 분자의 발광으로 인해 임의의 빛이 발광하게 된다. 이 때, 상기 발광된 빛은 투명한 상기 제2 전극층(63)을 통하여 외부로 나가게 되는 바, 이것으로 상기 유기 전계 발광 표시장치는 임의의 화상을 구현할 수 있다.

이 과정에 있어, 상기 유기 전계 발광 표시장치는, 음극인 상기 제2 전극층(63)이 상기한 도전성 스페이서(91)에 의해 상기 도전성 블랙 메트릭스층(80)과 전기적으로 연결되어 있으므로, 전압 인가 부위로부터 멀어짐에 따른 전압 강하를 방지할 수 있게 된다. 즉, 상기 블랙 메트릭스층(80)이 제2 전극층(63)의 보조 전극 역할을 할 수 있게 되므로, 상기 제2 전극층(63)의 전압 강하를 방지할 수 있는 것이다.

더욱이, 상기 유기 전계 발광 표시장치는, 상기한 도전성 스페이서(91)가 그 형상에 따라 상기 블랙 메트릭스층(80)을 포함한 상기 제2 기판(70)을 보다 안정적인 상태에서 지지할 수 있게 되므로, 외부 충격을 받게 되더라도 이를 효과적으로 흡수, 충격에 의한 자체 피해를 미연에 방지할 수 있게 된다.

도 3, 도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예들을 도시한 부분 단면도이다.

도 3은 유기 전계 발광 표시장치가 칼라 필터를 가지고 형성되는 경우를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 이 실시예의 유기 전계 발광 표시장치는, 유기 발광층(62)의 발광 영역에 각기 적,녹,청색의 칼라 필터층(R)(G)(B)을 배치한 칼라 필터(100)를 포함한다. 이 칼라 필터(100)는 상기 제2 전극층(63)의 위로 배치되며, 그 적,녹,청색의 칼라 필터층(R)(G)(B) 사이로 블랙 메트릭스층(80)이 배치되며, 이 블랙 메트릭스층(80)과 상기 제2 전극층(63)은 전술한 스페이서(91)에 의해 전기적으로 연결된다.

도 4는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시장치 중의 하나인 액티브 메트릭스 타입 유기 전계 발광 표시장치(Active matrix organic light emitting display; AMOLED)의 일례를 도시한 것이다.

알려진 바와 같이 상기 액티브 메트릭스 타입 유기 전계 발광 표시장치는, 유기 발광층(213)을 사이에 두고 배치되는 제1,2 전극층(214,211) 중 일측 전극 즉, 양극인 상기 제1 전극(214)을 구동시키기 위한 구동부(220)를 포함하는 것으로서, 이 구동부(220)는 박막 트랜지스층(221)과 캐패시터층(222)을 포함한다.

이러한 구성에 있어, 본 발명에 따른 도전성 스페이서(240)가 블랙 메트릭스층(230)과 음극인 상기 제2 전극층(211) 사이에 배치되어 이들을 전기적으로 연결한다. 물론, 이 액티브 타입 유기 전계 발광 표시장치에서도 상기 유기 발광층(213)은 제1 기판(201) 상에 설정되는 발광영역(A1)에 대응하여 배치되고, 상기 도전성 블랙 메트릭스층(230)은 상기 제1 기판(201) 상에 설정되는 비발광 영역(A2)에 대응하여 배치된다.

또한 상기 도전성 스페이서(240)는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 비발광 영역(A2)에 그 수를 하나로 하여 배치될 수 있고, 도 5에 도시한 바와 같이 그 수를 여러 개로 하여 배치될 수 있는 바, 이는 유기 전계 발광 표시장치의 당업자의 판단에 따라 적절히 변경 가능하다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상기한 바와 같이 본 발명의 유기 전계 발광 표시장치는 도전성 블랙 메트릭스층을 제2 전극층의 보조전극으로 이용할 수 있으므로 제2 전극층의 전압 강하를 방지하여 유기 발광부의 구동시 각 영역에서 균일한 휘도의 구현할 수 있게 된다.

더욱이, 상기 도전성 블랙 메트릭스층과 제2 전극층을 전기적으로 연결되는 도전성 스페이서의 형상으로 인해, 외부 충격에 대한 내성을 강화시켜 장치의 안정성 향상으로 제품의 품질 향상에 이점을 가질 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 도전성 스페이서를 설명하기 위해 도시한 부분 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시장치를 도시한 단면도이다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 유기 전계 발광 표시장치를 도시한 단면도이다.

Claims

발광 영역과 비발광 영역이 설정되는 제1 기판과;

임의의 패턴을 가지고 상기 발광 영역에 대응하여 상기 제1 기판 상에 배치되는 유기 발광층과;

상기 유기 발광층에 전압이 인가되도록 하는 제1,2 전극층과;

임의의 패턴을 가지고 상기 비발광 영역에 대응하여 상기 제1 기판 상에 배치되는 도전성 블랙 메트릭스층; 및

상기 도전성 블랙 메트릭스층과 상기 제1,2 전극층 중 어느 하나의 전극층 사이에 개재되어 이를 전기적으로 연결시키는 도전성 스페이서

를 포함하고,

상기 도전성 스페이서가 상기 제1 기판으로부터 상기 도전성 블랙 메트릭스층을 향하는 방향을 따라 갈수록 그 폭이 줄어드는 형상을 가지고 형성되는 유기 전계 발광 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 기판이 놓여진 방향에 평행한 축을 수평축(H), 이 수평축에 직교하는 상태로 배치되는 축을 수직축(V)이라 하고, 상기 도전성 스페이서를 상기 수직축(V)을 따라 자르고 그 단면을 보았을 때, 선형적으로 경사진 경사면을 가지고 형성되는 유기 전계 발광 표시장치.
제 2 항에 있어서,

상기 수평축(H)과 상기 경사면 사이에 형성되는 각도를 α라 했을 때, 이 α가 80°를 초과하지 않는 유기 전계 발광 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 도전성 스페이서와 상기 도전성 블랙 메트릭스가 이방성 전도성 접착제에 의해 결합되는 유기 전계 발광 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 유기 전계 발광 표시장치가 칼라 필터를 더욱 포함하는 유기 전계 발광 표시장치.