KR100682836B1 - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 애노드 전극 상에 형성된 절연막의 구성 면적을 최소화하여 소자의 개구율을 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자를 개시한다. 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 형성된 복수개의 애노드 전극; 애노드 전극 상에 형성된 절연막을 포함하되, 각 애노드 전극 상에는 절연막이 형성되지 않은 단일의 개구가 그 길이 방향을 따라 형성되어 있다. 따라서 각 애노드 전극의 양 엣지부에 절연막이 형성되고 그 외의 영역에는 절연막이 형성되지 않기 때문에 애노드 전극의 엣지부에 집중되는 전압에 의한 유기물층의 손상을 방지할 수 있음과 함께 절연막이 덮여지지 않은 발광 영역이 확대되어 소자의 개구율을 향상시킬 수 있다.

유기 전계 발광 소자

Description

유기 전계 발광 소자{Organic electroluminescent device}

도 1은 유기 전계 발광 소자의 평면도.

도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도.

도 3은 애노드 전극의 발광 영역을 나타내기 위한 도면.

도 4는 도 3의 선 B-B을 따라 절취한 상태의 단면도.

도 5는 도 3과 대응하는 도면으로서, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 부분 평면도.

도 6는 도 5의 선 C-C에 따른 절단부 단면도.

도 7은 도 5의 선 D-D에 따른 절단부 단면도.
도 8은 애노드 전극과 절연막의 관계를 전체적으로 도시한 도면.

본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 특히 발광 영역을 극대화하여 개구율을 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상이다. 이 러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자의 구조 및 제조 단계를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 유기 전계 발광 소자의 평면도, 도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 유기 전계 발광 소자의 구성을 도시하고 있다.

유기 전계 발광 소자는 투명 기판(1) 상에 배열된 ITO층(2), ITO층(2) 상에 형성된 유기 전계 발광층(3; 이하 "유기 EL 층"이라 칭함), 유기 EL 층(3) 상에 형성된 금속층(4)으로 이루어진다.

유기 EL 층(3)은 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 적층되어 구성되며, 각 금속 전극(4; 유기 EL 층 포함)은 이웃하는 금속 전극과 일정한 간격을 유지한다. 여기서 기판(1) 상에 배열된 ITO층(2)은 "애노드 전극"의 기능을 수행(이하, "애노드 전극"이라 칭함)하며, 각 금속층(4)은 "캐소드 전극"의 기능을 수행(이하, "캐소드 전극"이라 칭함)한다.

이웃하는 캐소드 전극(4)들 사이에 형성된 공간에는 캐소드 전극(4)을 분리하기 위한 격벽(5)이 형성되며, 각 격벽(5)은 절연막(4a)을 통하여 애노드 전극(2)과 분리된 상태이다. 한편, 유기 EL 층 형성 공정 및 금속층 형성 공정 진행시 각 격벽(5)의 상부에도 유기 EL 층 및 금속층이 형성되나, 이 금속층은 캐소드 전극으로서의 기능을 수행하지는 않는다.

이상과 같은 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조하는 각 단계를 도면을 통하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기판(1) 상에 복수개의 애노드 전극(2)을 형성하고, 애노드 전극(2)의 일부(유기 EL층 및 캐소드 전극으로 이루어진 발광 영역)을 제외한 전체 영역에 절연막(4a)을 형성한다. 그 후, 애노드 전극(2)을 가로지르는 형태로 복수개의 격벽(5)를 형성하며, 이후 격벽(5)을 포함한 전체 구조 상부에 유기 EL층(3)과 캐소드 전극(4)을 순차적으로 형성한다.

도 3은 ITO층 상에 형성된 절연막 및 격벽을 도시한 부분 도면, 도 4는 도 3의 선 B-B를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 유기 EL층과 캐소드 전극이 형성되기 전의 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 3에서는 절연층을 도시하지 않았으며, 산선으로 처리한 영역은 절연층이 형성되지 않는 영역(발광 영역)을 나타낸다.

각 애노드 전극(2)을 포함한 전체 구조 상에 형성된 절연막(4a)은 각 애노드 전극(2)의 소정 영역(A) 상에는 형성되지 않으며, 절연막(4a)이 형성되지 않은 애노드 전극(2)의 각 영역은 후에 형성되는 유기 EL층과 캐소드 전극과의 상호 작용에 의하여 광이 발생하는 발광 영역이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각 애노드 전극(2) 상에는 소정 영역(A)을 제외한 영역, 즉 각 격벽(5)에 인접한 영역 및 외곽 영역을 포함한 영역에 절연막(4a)이 형성되어 있기 때문에 발광 영역(A)은 제한적일 수 밖에 없으며, 이로 인하여 소자의 개구율(액티브 영역의 면적 대 발광 영역의 면적 비율)을 낮아지게 된다. 소자의 개구율을 향상시키기 위해서는 절연막 형성 영역을 최소화하는 것이 바람직하다.

본 발명은 각 애노드 전극 상에 형성된 절연막의 구성 면적을 최소화하여 소자의 개구율을 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

소자의 구동 전압이 인가될 각 애노드 전극의 엣지에는 전압이 집중되며, 이로 인하여 애노드 전극 상에 형성된 유기 EL층의 손상(터짐)이 발생한다. 애노드 전극의 엣지 부분에 형성된 절연막은 집중된 전압이 유기 EL층으로 전달되는 것을 차단하며, 따라서 절연막에 의하여 유기 EL층의 손상이 방지될 수 있다.

본 발명자는 전압 집중 현상이 발생되지 않은 애노드 전극에 절연막을 형성하지 않는다면 유기물의 손상이 발생되지 않음은 물론 발광 영역이 증가될 수 있음을 고려하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 형성된 복수개의 애노드 전극; 및 애노드 전극 상에 형성되되, 애노드 전극의 길이 방향의 단일 영역을 노출시키는 상태로 형성된 절연막을 포함한다.
따라서 각 애노드 전극에는 양 엣지부에 절연층이 형성되고 그 외의 영역에는 절연층이 형성되지 않기 때문에 애노드 전극의 엣지부에 집중되는 전압에 의한 유기물층의 손상을 방지할 수 있음과 함께 절연막이 덮여지지 않은 발광 영역이 확대되어 소자의 개구율을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조 및 그 제조 방법을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 일부 평면도, 도 6은 도 5의 선 C-C에 따른 절단부 단면도, 도 7은 도 5의 선 D-D에 따른 절단부 단면도로서, 편의상 애노드 전극 상에 절연막 및 격벽을 형성한 후의 상태를 도시하였다. 또한 도 5에서는 격벽 하부에 형성된 절연막을 점선으로 도시하였다.

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 가장 큰 특징은 기판(1) 상에 복수개의 애노드 전극(2)을 형성한 후, 각 애노드 전극(2)의 양 엣지부 및 애노드 전극(2)들 사이의 기판 상에 절연막(4A)을 형성한 것이다.
따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 각 애노드 전극(2)에서는 양 엣지부를 제외한 영역(도 5에서의 사선부로서, 도 6에서 "a"로 표시됨)에는 절연막이 형성되지 않는다.

즉, 각 애노드 전극(2) 상에 형성된 절연막(4A)에는 애노드 전극(2)을 노출시키는 단일의 개구가 형성되며, 이 개구는 애노드 전극(2)의 길이 방향을 따라 형성된다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 애노드 전극(2)을 가로지르는 형태로 형성된 각 격벽(5)은 절연막(4A)에 형성된 개구와 대응하여 애노드 전극(2)과 접촉하며, 이 격벽(5)은 애노드 전극(2) 상에 형성된 절연막(4A)의 개구를 복수개의 개구로 분리한다.
도 5에서는 각 애노드 전극(2)의 양 에지부 전체에 절연막(4A)이 형성되어 있음을 도시하고 있으나, 일부에만 형성될 수 있다.
이와 같이 각 애노드 전극(2)의 양 엣지부에 절연막(4A)이 형성되어 있기 때문에 애노드 전극(2) 상에 유기 EL층이 형성된 후, 구동 전압이 인가되더라도 애노드 전극(2)의 엣지부에 집중된 전압으로 인하여 유기 EL층의 손상은 발생되지 않는다.
또한, 도 3과 도 5에 도시된 각 애노드 전극(2)의 폭이 동일하고 양 엣지부 상에 형성된 절연막의 폭이 동일하다는 가정하면, 양 엣지부를 제외한 각 애노드 전극(2)의 전체 영역에 절연막이 형성되지 않기 때문에 도 5에 도시된 각 애노드 전극(2)의 발광 영역(사선부)의 면적은 도 3에 도시된 각 애노드 전극의 발광 영역(A)의 면적보다 크게 증가된다. 결과적으로 소자 전체의 개구율은 크게 향상된다.
한편, 도 8은 애노드 전극과 절연막의 관계를 전체적으로 도시한 도면으로서,편의상 격벽 및 캐소드 전극을 생략한 상태에서 기판 상에 형성된 복수개의 애노드 전극(2) 및 그 상부에 형성된 절연막(4A)만을 도시하였다.
또한, 도 8에서는 절연막(4A)을 점선으로 도시하였으며, 도면부호 "a"는 절연막이 형성되지 않은 영역을 나타낸다.

도 8에서는 최외곽에 위치한 애노드 전극(2)의 외측 에지부 상에 절연막(4A)이 형성되어 있음을 도시하고 있다. 또한 각 애노드 전극(2)의 양 종단부 중에서, 어느 한 종단부(2-2)는 대응하는 데이터 라인(도시되지 않음)과의 연결을 위하여 절연막이 형성되어 있지 않으나, 다른 한 종단부(2-1)는 절연막(4A)으로 덮여 있음을 도시하고 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 도 3 및 도 4에 도시된 일반적인 유기 전계 발광 소자와 비교할 때, 각 애노드 전극의 엣지에 집중되는 전압에 의한 유기물층의 손상을 방지할 수 있음과 함께 절연막이 덮여지지 않은 발광 영역이 확대되어 소자의 개구율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명으로부터 얻어질 수 있는 많은 변형과 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형과 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.

Claims (7)

1. 유기 전계 발광 소자에 있어서,

   기판 상에 형성된 복수개의 애노드 전극; 및

   애노드 전극 상에 형성되되, 애노드 전극의 길이 방향의 단일 영역을 노출시키는 상태로 형성된 절연막을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
2. 제 1 항에 있어서, 절연막은 애노드 전극의 에지부 중 적어도 일부를 덮는 형태로 형성된 유기 전계 발광 소자.
3. 제 1 항에 있어서, 절연막은 애노드 전극 사이의 기판과 애노드 전극의 에지부를 덮는 형태로 형성된 유기 전계 발광 소자.
4. 제 1 항에 있어서, 애노드는 그 양 종단부중 어느 한 종단부가 대응하는 데이터 라인에 연결되며, 다른 한 종단부는 절연막으로 덮여 있는 유기 전계 발광 소자.
5. 제 1 항에 있어서, 애노드 전극 상에 애노드 전극을 가로지르는 형태로 형성되어 있는 복수개의 격벽을 더 포함하는 유기 전계 발광 소자.
6. 제 5 항에 있어서, 격벽은 애노드 전극 상에 형성된 절연막의 개구를 복수개의 개구로 분리하는 유기 전계 발광 소자.
7. 제 5 항에 있어서, 격벽은 절연막에 형성된 개구에 의하여 각 애노드 전극과 접촉하는 유기 전계 발광 소자.

Images