KR20070008071A - 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자 - Google Patents

적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자 Download PDF

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KR20070008071A
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Abstract

본 발명은 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자에 관한 것으로, 종래의 유기발광소자는 세개의 RGB 서브픽셀이 수평으로 결합된 하나의 픽셀에 의해 풀컬러를 표현함으로써 공정이 난이하고 휘도가 떨어지는 문제점이 있었던바, 본 발명에 따라 청색 유기전계발광 구조물, 녹색 유기전계발광 구조물, 적색 유기전계발광 구조물이 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자 및 상기 유기전계발광 구조물들의 폭을 일정하게 수직으로 적층시켜 상기 유기전계발광 구조물의 면적과 같은 넓이로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자에 의하는 경우, RGB 서브픽셀의 면적과 픽셀의 면적을 같게함으로써 휘도를 증가시키고, 고정세화를 용이하게 하는 효과가 있다.
유기 전계 발광, 서브픽셀, OLED

Description

적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자{Organic Light Emitting Display Device Comprising Laminated Structure}
도 1은 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 표시소자의 일부 절단 사시도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 CCM(Color-Change Media)방식의 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도이고,
도 3은 종래 기술에 따른 컬러필터방식의 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도이고,
도 4는 종래 기술에 따른 삼색독립발광방식의 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도이고,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층된 구조의 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도이고,
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 적층된 구조의 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도이다.
**도면의 주요부분에 대한 기호의 설명**
1: 투명기판 2: 청색 유기발광체
3: 녹색 유기발광체 4: 적색 유기발광체
본 발명은 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자에 관한 것으로, 특히 청색 유기전계발광 구조물, 녹색 유기전계발광 구조물, 적색 유기전계발광 구조물이 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자이다.
전계 발광 소자(electroluminescence device : EL device)는 자기 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 표시소자로써 주목받고 있다. 이러한 전계 발광 소자는 발광층(emitting layer) 형성용 재료에 따라 무기 전계 발광 소자와 유기 전계 발광 소자로 구분된다.
먼저, 무기 전계 발광 소자는 일반적으로 발광부에 높은 전계를 인가하고 전자를 이 높은 전계중에서 가속하여 발광 중심으로 충돌시켜 이에 의해 발광 중심을 여기함으로써 발광하는 소자이다. 상기와 같은 동작원리를 갖는 무기 전계 발광 소자는 높은 전계가 필요하기 때문에 구동전압으로써 약 100∼200V의 높은 전압을 필요로 하는 반면에, 유기 전계 발광 소자는 약 5∼20V 정도의 낮은 전압으로 구동할 수 있다는 장점이 있어 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 표시소자의 일부 절단 사시도이다. 이를 참조하면, 기판(11) 상부에 소정패턴의 양전극층(12)이 형성되어 있다. 그리고 이 양전극층(12) 상부에는 홀 수송층(13), 발광층(14), 전자 수송층(15)이 순차적으로 형성되고, 상기 전자수송층(15)의 상면에는 상기 양전극층(12)과 직교하는 방향으로 소정패턴의 음전극층(10)이 형성되어 있다. 여기에서 홀 수송층(13), 발광층 (14) 및 전자수송층 (15)는 유기 화합물로 이루어진 유기박막들이다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자는 다음과 같이 원리에 따라 구동된다. 상기 양전극층(12) 및 음전극층(10)간에 전압을 인가하면 선택된 양전극층(12)으로부터 주입된 홀은 홀 수송층(13)을 경유하여 발광층(14)에 이동된다. 한편, 전자는 음전극층(10)으로부터 전자 수송층(15)를 경유하여 발광층(14)에 주입되고, 발광층(14) 영역에서 캐리어들이 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 변화되고, 이로 인하여 발광층의 형광성 분자가 발광함으로써 화상이 형성되는 것이다.
이러한, 유기 전계 발광 소자는 넓은 시야각, 고속 응답성, 고 콘트라스트(contrast) 등의 뛰어난 특징을 갖고 있으므로 그래픽 디스플레이의 픽셀(pixel), 텔레비젼 영상 디스플레이나 표면광원(surface light source)의 픽셀로서 사용될 수 있고, 얇고 가벼우며 녹색, 청색, 적색의 3가지 색을 쉽게 구현할 수 있기 때문에 차세대 평면 디스플레이에 적합한 소자이다.
유기 전계 발광 소자의 다양한 컬러 구현은 발광물질의 구조를 변화시킴으로써 가능하다. 발광되는 색상은 컬러 디스플레이(color display)를 제조하는 데 매우 중요하다. 컬러 디스플레이에 있어서 천연색을 얻기 위해서는 적색광, 녹색광 및 청색광이 적절한 비율로 혼합되어야 한다. 현재 널리 이용되는 CRT(cathode ray tube), LCD(liquid crystal display) 및 PDP(plasma display panel)와 같은 풀컬러(full color) 디스플레이의 경우 적색광, 녹색광 및 청색광을 낼 수 있는 형광물질이 미세패턴으로 형성되어 있으며, 유기 전계 발광 소자의 경우도 디스플레이로서의 면모를 갖추기 위해서는 삼색 발광물질이 개발되어야 한다. 유기 전계 발광 소자용으로 현재까지 알려진 삼색 발광물질중 녹색 및 청색은 휘도 및 효율이 우수한 재료가 개발되어 있으나, 적색의 경우는 녹색 및 청색에 비해 휘도, 효율이 현저히 저조하여 풀컬러 유기 전계 발광 소자를 제조하기에는 부족하다.
이와 같은 유기 전계 발광 소자를 만드는데 있어서 풀-컬러(full-color)를 구현하는 방법으로는 여러 가지가 있다. 이 색채화방식은, 전계 발광원으로서 청색발광을 사용하고 색변환층이 광취출면에 설치되는 방식(CCM방식), 전계 발광원으로서 백색발광을 사용하고 컬러필터를 사용하여 풀컬러디스플레이가 수행되는 방식(컬러필터방식), 그리고 각각의 컬러를 갖는 발광소자가 기판상에 병렬로 배치되는 방식(삼색독립발광방식)을 포함한다. 도 2 내지 도 4는 종래의 유기전계발광 디스플레이 소자를 나타낸 도면이다.
먼저, 전계 발광원으로서 청색발광을 사용하고 색변환층이 광취출면에 설치되는 방식(CCM방식)를 설명한다. 도 2는 종래 기술에 따른 CCM 방식의 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도이다. 청색으로 발광하는 유기발광소자를 이용한 색변환 방식에서는, 청색 전계 발광원(16)의 형광재료에 의해 발광하는 청색 광을 색변환층(18)을 이용하여 녹색 광이나 적색 광으로 파장 변환시키는 것이다. 이와 같은 형광색소를 포함한 형광변환막을 고도로 정밀하게 패터닝하면, 발광체의 근자외광 내지 가시광과 같은 약한 에너지선을 이용하더라도 풀 컬러의 발광형 디스플레이를 구축할 수 있게 된다. 그러나, 이와 같이 다색 표시소자를 얻기 위해 유망시되고 있는 색변환 방식에서는 목적하는 파장의 형광으로 변환하기 위한 형광필터가 특정 파장의 광, 수분, 열, 유기용제에 매우 약하고, 이들에 의해 쉽게 분해되어 기능이 소실되는 문제점이 있다. 이로 인해, 다색 유기 전계 발광 소자의 제조법에도 제약이 따른다. 즉, 색변환층을 이용한 색변환 방식의 다색형 유기 전계 발광 소자 제작과정에서는, 예를 들어 유기 발광 소자부의 양극인 투명전극 ITO의 형성공정(막형성, 포토공정)에서 발생되는 열로 인해 색변환 필터의 변환특성(변환효율, 색순도)이 저하되기 쉽고, 이 때문에 보호층 상에 직접적으로 유기 발광 소자부를 형성하기가 어렵다는 문제점이 존재한다.
다음으로, 전계 발광원으로서 백색발광을 사용하고 컬러필터를 사용하여 풀컬러디스플레이가 수행되는 방식(컬러필터방식)을 설명한다. 도 3은 종래 기술에 따른 컬러 필터방식의 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 이 방법은 실리콘 기판(17) 위에 있는 백색으로 발광하는 백라이트(19)와 컬러필터(20)를 이용하여, 3원색을 투과시키는 방법이다. 그러나, 이것은 고휘도의 RGB를 얻기 위해 필요한, 수명이 길고 휘도가 높은 백색의 유기발광소자는 아직 개발되지 않고 있는 실정이다.
이어서, 필터 없이 각각의 컬러를 갖는 발광 소자가 기판상에 병렬로 배치되는 방식을 설명한다(삼색독립발광방식). 도 4는 종래 기술에 따른 삼색독립발광방식의 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(17)에 새도우 마스크를 이용하여 레드, 그린, 블루(RGB) 각각의 물질(22, 21, 16)을 증착한다. 상기한 컬러 표현 방법 중 이러한 새도우 마스크를 사용하여 레드, 그린, 블루 각각의 픽셀(pixel)을 형성하는 방법이 가장 좋은 성능을 내는 풀컬러 OLED 를 만들 수 있다. 그러나, 이 방법은 아주 정교하고 정확한 새도우 마스크의 제작과 이것을 진공에서 배열(align)할 수 있는 배열 시스템(align system)이 필수적이다. 따라서 수 마이크론(micron)의 픽셀 사이즈를 갖는 고해상도의 풀컬러 OLED 제작방법으로는 적합하지 않다.
상술한 바와 같이 유기 전계 발광 소자에 있어서 풀-컬러(full-color)를 구현하는 세가지 방법은 모두 각각의 문제점을 가지고 있으며, 더불어 종래의 이러한 세가지 방법은 모두 풀 컬러를 표시하기 위한 하나의 픽셀을 형성하기 위해, 컬러필터나 유기층을 세개의 서브픽셀로 나누지 않으면 안된다. 즉, 종래의 삼색독립발광방식은 세개의 서브픽셀에서 방출되는 세가지 색을 혼합시킴으로써 하나의 픽셀에 의해 풀컬러를 나타낼 수 있고, 이를 위한 상기 하나의 픽셀은 각각 RGB 를 발광할 수 있는 세개의 서브픽셀이 병렬로 연결된 구조이어야 한다. 그러나, 이와 같이 하나의 픽셀을 위해 세개의 서브픽셀을 병렬로 연결하여 제조하는 방법은 아주 정교해야 하고, 화질이 고정세화 될수록 이를 배열하는 공정이 어려워지며, 휘도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 청색 유기전계발광 구조물, 녹색 유기전계발광 구조물, 적색 유기전계발광 구조물이 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자 및 상기 유기전계발광 구조물들의 폭을 일정하게 수직으로 적층시켜 상기 유기전계발광 구조물들의 면적과 같은 넓이로 이루어지도록 한 유기 전계 발광 표시소자를 제공하고자 한다.
또한, 이와 같은 본 발명에 의해 유기전계발광층의 면적과 같은 크기의 픽셀 면적을 갖도록 한 유기 전계 발광 표시소자를 제작하고, 이에 따라 새도우 마스크에 의해 세개의 서브픽셀을 병렬로 연결할 필요없이 제조공정이 간편하면서도 고정세화 와 휘도가 우수한 유기 전계 발광 표시소자를 제조하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
본 발명은 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자에 관한 것으로, 특히 청색 유기전계발광 구조물, 녹색 유기전계발광 구조물, 적색 유기전계발광 구조물이 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자이다. 이와 같은 본 발명은 유기전계발광층의 면적과 같은 크기의 픽셀 면적을 갖도록 한 유기 전계 발광 표시소자를 제작하여 고정세화와 휘도를 높이기 위한 것이다.
이를 위하여, 상기 유기전계발광 구조물들은 투명한 유기 박막층으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유기전계발광 구조물들은 평행하게 일렬로 적층된 구조가 가능하고, 상기 유기전계발광 구조물들의 폭은 일정하게 할 수 있다. 이러한 유기 전계 발광 표시소자에 있어서, 상기 유기전계발광 구조물들은 하나의 색을 발광하는 서브픽셀이고, 상기 서브픽셀의 면적과 같은 넓이로 이루어져 풀컬러를 표현하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자이다. 구체적으로 상기 사이즈는 상기 면적은 0.1 mm × 0.1 mm 내지 0.4 mm × 0.4 mm 범위 내인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자가 될 수 있다.
본 발명에 따라 청색 유기전계발광 구조물, 녹색 유기전계발광 구조물, 적색 유기 전계발광 구조물이 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자의 다른 특징은 상기 적색 유기전계발광 구조물이 최상층에 적층된 형태가 바람직하고, 이와 더불어 상기 청색 유기전계발광 구조물은 최하층에 적층된 형태가 가장 바람직하다.
본 발명의 또 다른 특징은 상기 청색 유기전계발광 구조물, 녹색 유기전계발광 구조물, 적색 유기전계발광 구조물의 상기 유기전계발광 구조물들이 유기 전계 발광 소자(organic light emitting device: OLED) 또는 컬러변화물질로 이루어진 발광소자라는 것이다. 더욱 상세하게 상기 컬러변화물질로 이루어진 발광층은 기판 위에 컬러변화물질, 애노드 전극, 버퍼층, 전기절연격벽, 유기층 및 캐소드 전극이 순차적으로 적층된 발광소자인 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참고로 하여 구체적으로 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층된 구조의 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 적층된 구조의 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도이다. 여기서, 도면 식별번호 1은 투명기판, 2는 청색 유기발광체, 3은 녹색 유기발광체 그리고 4는 적색 유기발 광체을 의미한다.
먼저, 도 5에 나타난 바와 같이 투명기판(1)에 청색 유기발광체(2)가 형성된 청색 유기전계발광소자를 준비한다. 본 발명은 유기전계발광층이 적층된 구조를 특징으로 하는바, 상기 투명기판(1)은 투명한 유리로 이루어진 것이 바람직하고, 상기 청색 유기발광체(2) 역시 투명한 유기 박막층을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 이와 같은 청색 유기전계발광소자는 독립적으로 청색을 발광시킬 수 있으며, 이러한 청색 발광 재료로는 디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 디스티릴벤젠 유도체 등의 화합물이 바람직하다. 또한, 상기 청색 유기발광체 내에는 예컨대 벤조티아졸계, 벤조이미다졸, 벤조옥사졸계 등의 형광증백제, 금속킬레이트화 옥소늄 화합물, 스티릴벤젠계 화합물, 방향족 디메틸리딘계 화합물 등이 포함될 수 있다.
그리고, 도 6에 나타난 바와 같이 상기 청색 유기전계발광소자 위에 녹색 유기전계발광소자를 적층시킨다. 도시된 바와 같이 상기 녹색 유기전계발광소자는 투명기판(1)에 녹색 유기발광체(3)가 형성된 구조이고, 여기서 기판과 유기발광체 역시 청색 유기전계발광소자에서 처럼 투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이어서, 도 7에 나타난 바와 같이 상기 녹색 유기전계발광소자 위에 적색 유기전계발광소자를 적층시킴으로써 본 발명을 완성시킨다. 적색 유기전계발광소자 역시 기판(1)에 적색 유기발광체(4)가 형성된 구조이다.
위와 같은 과정에 따라 청색 유기전계발광소자 위에 녹색 유기전계발광소자를 적층시키고, 상기 녹색 유기전계발광소자 위에 적색 유기전계발광소자를 적층시킴으로써 본 발명에 따라 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자를 구현한다. 즉, 본 발명에 따른 컬러화 방법은 적색층 레이어, 녹색층 레이어 및 청색층 레이어로 구성된 적층 구조를 이용하는 것이다. 이러한 적층 구조는 투명한 유기층 박막층을 이용하므로 비발광 시에는 투명하게 된다. 그래서, 적색을 나타내려면 최상층의 적색층 레이어만 발광시키면 되고, 청색을 나타내려면 최하층인 청색층 레이어만 발광시킨다. 모두 발광 시키면 백색이 된다. 이러한 적층 구조를 이용한 컬러 표현 방법의 장점은 서브픽셀의 면적과 픽셀의 면적이 같으므로 휘도는 증가하고 고정세화가 가능하게 되는 것이다.
종래의 유기발광소자에서는 세개의 RGB 서브픽셀이 수평으로 결합되어, 상기 서브픽셀에서 방출되는 세가지 색을 혼합시킴으로써 하나의 픽셀에 의해 풀컬러를 나타내는 것이었다. 그래서, 이를 위한 상기 하나의 픽셀은 각각 RGB 를 발광할 수 있는 세개의 서브픽셀이 병렬로 연결된 구조였다. 그러나, 이와 같이 하나의 픽셀을 위해 세개의 서브픽셀을 병렬로 연결하여 제조하는 방법은 아주 정교하고 정확한 새도우 마스크의 제작과 이것을 진공에서 배열(align)할 수 있는 배열 시스템이 필수적이었다. 따라서 수 마이크론(micron)의 픽셀 사이즈를 갖는 고해상도의 풀컬러 OLED 를 제작하기에는 공정이 어려웠고, 고정세화 및 휘도가 떨어지는 문제점이 있었다.
그러나, 본 발명에 따라 유기전계발광층의 폭을 일정하게 수직으로 적층시켜 상기 유기전계발광 구조물들의 폭 길이와 같은 사이즈로 이루어지도록 한 유기 전계 발광 표시소자에 의하는 경우, 서브픽셀의 면적과 픽셀의 면적에 같으므로 휘도는 증가하고, 고정세화를 달성할 수 있는 것이다.
이러한 본 발명의 바람직한 다른 하나의 실시형태는 도 8에 나타난 바와 같다. 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 적층된 구조의 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 청색 유기전계발광 구조물을 가진 서브픽셀 3개가 최하층에 존재하고, 그 위에 녹색 유기전계발광 구조물을 가진 서브픽셀 및 적색 유기전계발광 구조물을 가진 서브픽셀이 차례로 적층되는 형태도 가능하다. 즉, 본 발명은 청색, 녹색, 적색 유기전계발광 구조물이 적층되는 구조를 특징으로 하는바, 유기전계발광층이 적층되는 구조라면 각 유기전계발광층은 1개 이상의 서브픽셀이 병렬로 이루어지는 발광층을 모두 포함한다.
이와 같이 본 발명은 유기전계발광층이 적층된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는바, 상기 유기전계발광 구조물들의 폭은 일정한 길이로 이루어져 청색 유기전계발광 구조물, 녹색 유기전계발광 구조물, 적색 유기전계발광 구조물이 하나의 적층된 발광 표시소자를 구성하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 상기 유기전계발광 구조물들은 평형하게 일렬로 적층된 구조를 가짐으로써 최대의 발광 효율을 나타낼 수 있다. 즉, 본 발명은 이렇게 RGB 색을 가진 유기전계발광층의 면적과 이것이 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자의 면적은 같거나 비슷한 넓이를 가지고 있을때 제조공정상으로도 수월하고, 휘도 및 고정세를 더욱 증가시킬 수 있는 것이다.
여기서, 상기 유기전계발광 구조물들은 하나의 색을 발광하는 서브픽셀이고, 본 발명은 이러한 서브픽셀이 수직으로 적층된 구조를 특징으로 하는 바, 상기 유기 전계 발광 표시소자는 상기 서브픽셀의 면적과 같은 넓이로 이루어져 풀컬러를 표현하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로 상기 면적은 0.1 mm × 0.1 mm 내지 0.4 mm × 0.4 mm 범위 내인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자가 바람직하다.
본 발명의 또 다른 특징으로 상기 청색 유기전계발광 구조물, 녹색 유기전계발광 구조물, 적색 유기전계발광 구조물이 적층된 구조는 상기 적색 유기전계발광 구조물이 최상층에 적층된 형태가 바람직하고, 이와 더불어 상기 청색 유기전계발광 구조물은 최하층에 적층된 형태가 가장 바람직하다.
유기 전계 발광 소자에서 발광되는 색상은 컬러 디스플레이를 제조하는데 있어서 매루 중요하다. 컬러 디스플레이에 있어서 천연색을 얻기 위해서는 적색광, 녹색 광 및 청색광이 적절한 비율로 혼합되어야 한다. 유기 전계 발광 소자용으로 지금까지 알려진 삼색 발광물질 중 녹색 및 청색은 휘도 및 효율이 우수한 재료가 개발되어 있으나, 적색의 경우는 녹색 및 청색에 비해 휘도나 효율이 현저히 저조하여 풀컬러 유기 전계 발광 소자를 제조하기에는 부족하다.
본 발명에 따른 컬러화 방법은 적색층, 녹색층 및 청색층으로 구성된 적층 구조를 이용하여, 필요에 따라 각 층을 선택적으로 발광시키는 것이다. 따라서 발광되는 층의 색은 가급적 색순도와 휘도가 높게 발광해야 하고, 발광되지 않는 층은 될 수 있는대로 투명한 상태를 유지해야 한다. 그래서, 발광 효율이 낮거나 휘도가 떨어지는 발광층은 최상층으로 적층되는 것이 바람직하고, 발광 효율이 높은 층은 최하층으로 적층되어야 가장 바람직한 것이다. 이러한 이유로 발광 효율이 비교적 떨어지는 상기 적색 유기전계발광 구조물은 최상층에 적층되는 것이 바람직하고, 발광 효율 및 휘도가 우수한 상기 청색 유기전계발광 구조물은 최하층에 적층된 형태가 가장 바람직한 것이다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 특징은 상기 청색 유기전계발광 구조물, 녹색 유기전계발광 구조물, 적색 유기전계발광 구조물의 상기 유기전계발광 구조물들이 유기 전계 발광 소자 또는 컬러변화물질로 이루어진 발광소자라는 것이다. 본 발명은 유기전계발광층이 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자를 특징으로 하는바, 상기 유기 전계 발광은 음극과 양극에서 주입된 전자와 정공이 유기물 내에서 결합하여 빛을 내는 자체 발광현상 또는 그 현상을 이용한 디스플레이를 말한다.
본 발명에 따른 상기 유기 전계 발광 소자는 제 1 전극 (양극)과 제 2 전극(음극), 유기 발광 매체로 구성될 수 있다. 상기 유기 발광 매체는 적어도 두개의 분리된 유기층, 즉 소자에 있어서 전자를 주입하고 수송하는 하나의 층과 정공을 주입하고 수송하는 영역을 형성하는 하나의 층을 포함하며, 이외에도 얇은 유기 필름의 다중층이 더욱 포함될 수 있다. 상기 전자를 주입하고 수송하는 층과 정공을 주입하고 수송하는 층은 각각 전자 주입층, 전자 수송층 및 정공 주입층, 정공 수송층으로 나뉘어질 수도 있다. 또한 유기 발광 매체는 상기 전자 주입·수송층과 상기 정공 주입·수송층 외에 발광층을 더욱 포함하여 구성될 수 있다.
간단한 구조의 유기 전계 발광 소자는 제 1 전극/전하수송층 및 발광층/제 2 전극으로 구성될 수 있다. 또한 각 유기기능층을 분리하여 제 1 전극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/제 2 전극으로 유기 전계 발광 소자를 구성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 유기전계발광 구조물들은 컬러변화물질로 이루어진 발광소자도 가능하다. 여기서, 컬러 변환 물질은 무기물과 혼합된 물질이고, 무기물과 혼합된 컬러 변환 물질의 혼합 비율은 약 0.01∼ 99.9% 까지 가능하다. 이와 같이 형성되는 본 발명은 종래의 고분자 물질 대신에 투명한 무기물을 사용함으로써, 컬러 변환 물질의 투과도를 증가시키고, 미세 패턴 형성이 가능하다. 이러한 컬러 변환 물질로 사용되는 물질은 특정 파장의 빛을 받으면 우리가 원하는 파장의 빛을 다시 발하는 물질이면 모두 사용될 수 있다.
본 발명은 이러한 컬러변화물질을 이용하여 유기전계발광층으로 사용할 수 있는 발광소자도 포함한다. 컬러변화물질로 이루어진 발광소자는 먼저 전면 기판 위에 컬러변화물질을 형성함으로써 제조된다. 그리고, 이것은 포토레지스트 방법에 의해 원하는 발광영역 크기로 식각되어 패터닝된다. 그 후에 애노드 전극, 버퍼층, 전기절연격벽, 유기층 및 캐소드 전극이 순차적으로 적층됨으로써 본 발명에 따른 상기 컬러변화물질로 이루어진 발광소자가 제작되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자, 특히 청색 유기전계발광 구조물, 녹색 유기전계발광 구조물, 적색 유기전계발광 구조물이 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자 및 상기 유기전계발광 구조물들의 폭을 일정하게 수직으로 적층시켜 상기 유기전계발광 구조물들의 폭 길이와 같은 사이즈로 이루어지도록 한 유기 전계 발광 표시소자를 제공할 수 있는 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하는 경우, 종래의 유기발광소자에서 세개의 RGB 서브픽셀이 수평으로 결합된 하나의 픽셀에 의해 풀컬러를 표현함으로써 나타났던 제조공정의 어려움과 휘도가 떨어지는 문제점을 해결하였다. 즉, 폭이 일정한 유기전계발광층의 서브픽셀을 수직으로 적층시켜 상기 유기전계발광 구조물들의 면적과 같은 크기의 픽셀 면적을 가지도록 한 유기 전계 발광 표시소자를 제작한 것이다. 이와 같이, 서브픽셀의 면적과 픽셀의 면적에 같으므로 휘도는 증가하며, 고정세화가 가능한 효과가 있는 것이다.

Claims (9)

  1. 청색 유기전계발광 구조물, 녹색 유기전계발광 구조물, 적색 유기전계발광 구조물이 적층된 구조로 이루어진 유기 전계 발광 표시소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기전계발광 구조물들 각각은 투명한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유기전계발광 구조물들의 폭은 일정하게 수직으로 적층된 구조인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유기전계발광 구조물들은 하나의 색을 발광하는 서브픽셀이고, 상기 유기 전계 발광 표시소자의 면적은 상기 서브픽셀의 면적과 같은 넓이로 이루어져 풀컬러를 표현하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 서브픽셀의 면적은 0.1 mm × 0.1 mm 내지 0.4 mm × 0.4 mm 범위 내인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적색 유기전계발광 구조물이 최상층에 적층된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 청색 유기전계발광 구조물이 최하층에 적층된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
  8. 제1항에 있어서, 상기 유기전계발광 구조물들은 기판 상부에 소정의 패턴으로 양전극층이 형성되어 있고, 상기 양전극층 상부에는 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층이 순차적으로 형성되며, 상기 전자수송층의 상면에는 상기 양전극층과 직교하는 방향으로 소정패턴의 음전극층이 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
  9. 제1항에 있어서, 상기 유기전계발광 구조물들은 전면 기판 위에 컬러변화물질, 애노드 전극, 버퍼층, 전기절연격벽, 유기층 및 캐소드 전극이 순차적으로 적 층된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
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