KR100313885B1 - Organic Electro Luminescence Display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 유기전계발광 디스플레이 장치(Organic Electroluminescent Display Apparatus)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자중 하나로서 전계발광소자가 주목되고 있다.Recently, as the size of the display device increases, the demand for a flat display device having less space occupancy is increasing. As one of the flat display devices, an electroluminescent device is attracting attention.
이 전계발광소자는 사용하는 재료에 따라 무기전계발광소자와 유기전계발광소자로 크게 나뉘어진다.The electroluminescent device is largely divided into an inorganic electroluminescent device and an organic electroluminescent device according to the material used.
무기전계발광소자는 일반적으로 발광부에 높은 전계를 인가하고 전자를 이 높은 전계중에서 가속하여 발광 중심으로 충돌시켜 이에 의해 발광 중심을 여기함으로써 발광하는 소자이다.In general, an inorganic electroluminescent device is a device that emits light by applying a high electric field to a light emitting part, accelerating electrons in the high electric field, and colliding with the light emitting center to thereby excite the light emitting center.
또한, 유기전계발광소자는 전자주입전극(cathode)과 정공주입전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광부내로 주입시켜 주입된 전자와 홀이 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.In addition, the organic light emitting device is based on the exciton generated by combining electrons and holes injected by injecting electrons and holes from the electron injection electrode (cathode) and the hole injection electrode (anode) into the light emitting unit, respectively. It is a device that emits light when falling into a state.
상기와 같은 동작원리를 갖는 무기전계발광소자는 높은 전계가 필요하기 때문에 구동전압으로서 100∼200V의 높은 전압을 필요로 하는 반면에 유기전계발광소자는 5∼20V정도의 낮은 전압으로 구동할 수 있다는 장점이 있어 연구가 활발하게 진행되고 있다.Since the inorganic electroluminescent device having the above operating principle requires a high electric field, a high voltage of 100 to 200 V is required as a driving voltage, whereas the organic electroluminescent device can be driven at a low voltage of about 5 to 20 V. There is an advantage, and research is being actively conducted.
또한, 유기전계발광소자는 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 있으며, 얇고 가벼우며 색감이 좋기 때문에 차세대 평면 디스플레이에 적합한 소자이다.In addition, the organic light emitting display device has excellent characteristics such as wide viewing angle, high speed response and high contrast, so it can be used as a pixel of a graphic display, a TV image display or a surface light source. They are thin, light, and have good color, making them suitable for next-generation flat panel displays.
그러나, 이러한 용도를 갖는 유기전계발광소자를 이용하여 대면적 평판 디스플레이를 제작함에 있어서는 두 가지의 문제점이 있었다.However, there have been two problems in manufacturing a large area flat panel display using an organic light emitting display device having such a purpose.
첫째는 전극 물질의 저항 때문에 전극 띠(strip) 방향으로 발생하는 전압 강하(voltage drop)와 그에 따른 구동의 어려움을 들 수 있다.The first is the voltage drop that occurs in the electrode strip direction due to the resistance of the electrode material and thus the difficulty of driving.
즉, 대면적 평판 디스플레이를 제작하기 위해서는 전극의 길이가 상당히 길어지게 되므로, 전극의 저항(R)이 커져 전압강하가 커지게 되고, 유기전계발광층은 커패시터(C)로 작용되어 RC가 커지게 되므로 응답시간(response time)이 길어지게 된다.That is, in order to manufacture a large-area flat panel display, the length of the electrode becomes considerably longer, and thus the resistance R of the electrode becomes large, resulting in a large voltage drop. The response time is long.
둘째는 유기전계발광층의 두께가 전체적으로 균일하지 않기 때문에 밝기가 위치에 따라 일정하지 않은 점을 들 수 있다.Second, since the thickness of the organic light emitting layer is not uniform throughout, the brightness is not constant depending on the position.
즉, 유기전계발광층의 두께는 소자의 휘도에 영향을 미치기 때문에 전체적으로 균일한 두께로 형성되어야 하지만 디스플레이 패널이 커지면 커질수록 그의 두께는 불균일하게 된다.That is, since the thickness of the organic light emitting layer affects the luminance of the device, the thickness of the organic light emitting layer should be formed to be uniform. However, as the display panel increases, the thickness becomes uneven.
그러므로, 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 먼저, 적절한 크기의 작은 패널(panel)을 갖는 유기전계발광소자를 여러개 제작한 후에 이 작은 패널의 소자들을 대면적 평판상에 벽에 타일을 붙이듯이 붙임으로써, 큰 디스플레이 패널을 만드는 방법을 사용하였다.Therefore, conventionally, in order to solve this problem, first, a plurality of organic light emitting diodes having a small panel of appropriate size are fabricated, and then the elements of the small panel are tiled on a large area plate. By attaching, a method of making a large display panel was used.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 유기전계발광 디스플레이 장치을 보여주는 구조단면도로서, 도 1은 투명기판(1)상에 양극(2), 유기전계발광층(3), 음극(4)이 순차적으로 적층된 유기전계발광소자들을 대면적 평판(5)상에 붙인 다음, 전도성을 갖는 접착물질(6)을 사용하여 인접한 각 소자들의 양극(2) 측면을 전기적으로 연결한 방법이고, 도 2는 도 1과 구조가 동일하지만 도 1과 같이 인접한 각 소자들의 양극(2) 측면을 전기적으로 연결하지 않고 대신에 양극(2)의 밑면을 전기적으로 연결한 방법이다.1 and 2 are structural cross-sectional views showing an organic light emitting display device according to the prior art, Figure 1 is a
그러나, 이러한 종래 방법들은 작은 패널의 소자들을 여러개 붙여 대형 디스플레이 패널을 제작하기 때문에 유기전계발광층의 두께가 전체적으로 균일해져 소자의 휘도가 향상되었지만, 인접한 각 소자들을 전기적으로 연결해야 하므로 전극의 저항으로 인한 전압 강하 및 그에 따른 구동의 어려움은 여전히 해결하지 못하였다.However, these conventional methods produce a large display panel by attaching a plurality of elements of a small panel, so that the thickness of the organic light emitting layer is uniform, thereby improving the brightness of the device. The voltage drop and thus the difficulty of driving still have not been solved.
이에 대해 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.
도 3은 일반적인 유기전계발광소자의 구조를 보여주는 도면이고, 도 4는 일반적인 유기전계발광소자의 단위 픽셀의 등가회로 및 그의 발광 파형을 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a view illustrating a structure of a general organic light emitting diode, and FIG. 4 is a view showing an equivalent circuit of a unit pixel and a light emission waveform thereof of a general organic light emitting diode.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 커패시턴스 C는 유기전계발광층의 상대 유전율(relative permittivity), 유기전계발광층의 두께, 픽셀(액티브 영역)의 면적에 좌우되며, 저항 R1은 유기전계발광층의 저항 성분, 유기전계발광층과 전극간의 저항 성분을 나타내며, 마지막으로 저항 R2은 전극과 배선의 저항 성분을 나타낸다.3 and 4, the capacitance C depends on the relative permittivity of the organic light emitting layer, the thickness of the organic light emitting layer, the area of the pixel (active region), and the resistance R 1 is determined by the organic light emitting layer. The resistive component and the resistive component between the organic electroluminescent layer and the electrode are shown. Finally, the resistor R 2 represents the resistive component of the electrode and the wiring.
이 등가회로의 RC 시간 상수(time constant) T는The RC time constant T of this equivalent circuit is
상기 T외에 소자의 발광 응답 시간(emission response time)에 기여하는 것들로는 전하(정공 및 전자)의 주입, 수송, 결합과 관련된 시간, 그리고 발광 시작 후 포화수준(saturation level)에 도달할 때까지의 시간(rising time) 등이 있으며 이들은 상기 식의 커패시턴스 C와 상당 부분 관련되어 있는 것으로 알려져 있다.In addition to the T, those contributing to the emission response time of the device include the time associated with the injection, transport, and bonding of charges (holes and electrons), and until the saturation level is reached after the start of emission. It is known that the time of the (rising time) and the like is associated with a significant portion of the capacitance C of the above equation.
이들 성분을 모두 합한 것이 도 4에 나타낸 T1으로서, T1은 유기전계발광소자에 전압이 가해진 후 빛이 나오기 시작하여 포화수준에 도달할 때까지의 시간(발광이 완전히 된 시간)을 나타낸다.The sum of all of these components is T 1 shown in FIG. 4, where T 1 represents the time from when the light is applied to the organic light emitting device until the light starts to reach the saturation level (the time when the light emission is completed).
이에 반하여 T2는 전압인가를 끝낸 시점부터 발광이 끝날 때까지의 시간(발광이 완전히 소멸된 시간)을 나타낸다.In contrast, T 2 represents the time from when the voltage is applied to the time when the light emission ends (the time when the light emission completely disappears).
응답 시간 T1및 T2의 크기는 유기전계발광 디스플레이의 구동에 있어 매우 중요한 변수가 된다.The magnitudes of the response times T 1 and T 2 are very important variables for driving the organic electroluminescent display.
지금까지 단위 픽셀에 대해 설명하였으나 실제 디스플레이는 복수의 픽셀로 구성되어 있으며, 본 발명에서 채택한 X-Y 심플 패시브 매트릭스(simple passive matrix)구동의 경우 일반적으로 스캔 라인(scan line)을 순차적으로 구동시키며, 구동된 스캔 라인마다 데이터 라인을 통해 영상 정보가 동시에 보내진다.Although the unit pixels have been described so far, the actual display is composed of a plurality of pixels, and in the case of the XY simple passive matrix driving adopted in the present invention, the scan lines are generally driven sequentially and driven. Image information is simultaneously sent through the data line for each scanned line.
유기전계발광 디스플레이가 대면적화 할수록 스캔 라인 및 데이터 라인 수가 많아지고 그 길이가 길어지게 된다.As the organic light emitting display becomes larger, the number of scan lines and data lines increases, and the length thereof becomes longer.
그에 따라 턴-온(turn-on)된 음극 및 양극 띠들이 저항 성분 및 인접 픽셀들의 유기전계발광층 커패시턴스 기여분이 T1, T2를 증가시키게 된다.Accordingly, the turned-on cathode and anode bands cause the resistive component and the contribution of the organic electroluminescent layer capacitance of adjacent pixels to increase T 1 and T 2 .
한편, 스캔 라인 수가 증가할수록 각 픽셀당 드웰 타임(dwell time)은 오히려 줄어들게 되므로 결국 구동가능한 스캔 라인 및 데이터 라인의 수는 제한될 수 밖에 없다.On the other hand, as the number of scan lines increases, the dwell time per pixel decreases, so the number of scan lines and data lines that can be driven is limited.
종래 기술에 따른 유기전계발광 디스플레이 장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.The organic light emitting display device according to the prior art has the following problems.
대면적 평판 디스플레이 장치 제작시, 대면적 평판상에 작은 패널의 유기전계발광소자들을 배열시켜 그 소자들의 전극들을 연결시키게 되면 전극의 길이는 상당히 길어지게 되므로, 전극의 저항(R)이 커져 전압강하가 커지게 되고, 유기전계발광층은 커패시터(C)로 작용되어 RC가 커지게 되어 응답시간(response time)이 길어지게 된다.When fabricating a large area flat panel display device, if the organic light emitting diodes of a small panel are arranged on the large area flat panel and the electrodes of the devices are connected, the length of the electrode becomes considerably longer, so the resistance (R) of the electrode becomes large and the voltage drop decreases. Becomes large, and the organic electroluminescent layer acts as a capacitor (C) to increase the RC to increase the response time (response time).
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극 띠 방향으로 발생하는 전압강하를 줄일 수 있는 유기전계발광 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an organic light emitting display device which can reduce a voltage drop occurring in an electrode strip direction.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 유기전계발광 디스플레이 장치을 보여주는 구조단면도1 and 2 is a structural cross-sectional view showing an organic light emitting display device according to the prior art
도 3은 일반적인 유기전계발광소자의 구조를 보여주는 도면3 is a view illustrating a structure of a general organic light emitting display device
도 4는 일반적인 유기전계발광소자의 단위 픽셀의 등가회로 및 그의 발광 파형을 보여주는 도면4 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a unit pixel and a light emission waveform thereof of a general organic light emitting display device;
도 5는 일반적인 단순 매트릭스 디스플레이 패널을 보여주는 도면5 shows a typical simple matrix display panel.
도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 유기전계발광 디스플레이 장치의 제조공정을 보여주는 평면도6A to 6C are plan views illustrating a manufacturing process of the organic light emitting display device according to the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 투명기판 12 : 제 1 전극11
13 : 유기전계발광층 14 : 제 2 전극13: organic light emitting layer 14: second electrode
본 발명에 따른 유기전계발광 디스플레이 장치의 주요 특징은 디스플레이 패널상에 전극라인들을 연속적으로 형성하지 않고, 상하 또는 좌우로 분리하여 형성하여 결과적으로 화면을 상하 또는/그리고 좌우로 분리하여 구동시키는데 있다.The main feature of the organic light emitting display device according to the present invention is that the electrode lines are formed on the display panel without being formed continuously, and are formed by separating them vertically or left and right, and as a result, the screen is driven to be separated vertically and / or left and right.
본 발명의 다른 특징은 투명기판의 중간영역에서 소정간격을 가지고 수평방향으로 형성되며 패널의 좌우로 분리되어 형성된 좌측 제 1 전극라인들과, 우측 제 1 전극라인들과, 상기 좌측 및 우측 제 1 전극라인이 형성된 패널전면에 형성되는유기전계발광층과, 상기 유기전계발광층상에 상기 좌측 및 우측 제 1 전극라인들에 직교하도록 수직방향으로 형성되며 패널의 상부와 하부로 각각 분리되어 형성된 상부 제 2 전극라인들과 하부 제 2 전극라인들로 구성되는데 있다.Another feature of the present invention is formed in the horizontal direction with a predetermined interval in the middle region of the transparent substrate, the left first electrode lines, the right first electrode lines formed on the left and right sides of the panel, the left and right first An organic electroluminescent layer formed on the front surface of the panel on which the electrode lines are formed, and an upper second formed on the organic electroluminescent layer so as to be orthogonal to the left and right first electrode lines, and separated into upper and lower portions of the panel, respectively; And electrode lines and lower second electrode lines.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 유기전계발광 디스플레이 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The organic light emitting display device according to the present invention having the above characteristics will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 개념은 도 5에 도시된 일반적인 단순 매트릭스 디스플레이 패널처럼 전극들을 패널의 한쪽 끝부분에서 다른쪽 끝부분까지 연속적으로 배열하지 않고 도 6c에 도시된 바와 같이, 전극을 형성할 때, 패널의 수직방향으로 형성되는 전극은 상하로 나누도록 2부분으로 나누어 형성하고, 패널의 수평방향으로 형성되는 전극은 좌우로 나누도록 2부분으로 나누어 형성하여 결과적으로 화면을 4개의 픽셀군으로 따로따로 구동하게 되는 결과를 가져와 전극라인의 길이에 따른 RC 성분을 줄이는 것이다.First, the concept of the present invention is that when forming the electrodes as shown in FIG. 6C without continuously arranging the electrodes from one end to the other end of the panel as in the general simple matrix display panel shown in FIG. The electrodes formed in the vertical direction of the panel are formed in two parts to be divided up and down, and the electrodes formed in the horizontal direction of the panel are formed in two parts to be divided to the left and right, and as a result, the screen is divided into four pixel groups. This results in driving, reducing the RC component along the length of the electrode line.
이러한 개념을 갖는 본 발명의 구조를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the structure of the present invention having this concept will be described in more detail.
도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 유기전계발광 디스플레이 장치의 제조공정을 보여주는 평면도로서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 투명기판(11)상에 ITO(Indium Tin Oxide) 박막을 약 50nm∼200nm 정도 입힌 다음, 포토리소그래피(photolithography)공정을 통해 띠(stripe) 모양을 갖는 제 1 전극(12)을 형성한다.6A to 6C are plan views illustrating a manufacturing process of the organic light emitting display device according to the present invention. As shown in FIG. 6A, an indium tin oxide (ITO) thin film on the
여기서 제 1 전극(1)은 투명기판(11)의 한끝단에서 다른 끝단까지 한번에 연결되지 않고, 패널의 좌측과 우측에서 각각 구동되도록 좌측과 우측전극 라인으로분리되어 형성된다.Here, the
이처럼 제 1 전극(12)을 좌측과 우측으로 분리하는 이유는 좌측과 우측의 픽셀들을 각각 구동시킬 수 있을 뿐만 아니라 RC성분이 그만큼 줄어들기 때문이다.The reason why the
이어, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제 1 전극(12)이 형성된 기판(11)상에 복수의 층으로 된 유기전계발광층(정공수송층, 유기발광층, 전자수송층 등을 총칭함)(13)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 6B, an organic light emitting layer (a hole transport layer, an organic light emitting layer, an electron transport layer, etc.) including a plurality of layers is formed on the
그리고, 도 6c에 도시된 바와 같이, 유기전계발광층(13)상에 Mg:Ag, Al:Li, Al 등의 금속물질을 진공증착법으로 형성하고, 새도우 마스크(shadow mask)나 격벽을 이용하여 상기 금속물질을 패터닝함으로써 띠 모양의 제 2 전극(14)을 형성한다.As illustrated in FIG. 6C, metal materials such as Mg: Ag, Al: Li, and Al are formed on the organic
여기서, 제 2 전극(14)은 투명기판(11)의 한끝단에서 다른 끝단까지 한번에 연결되지 않고, 패널의 상단과 하단에서 각각 구동되도록 패널의 상단과 하단의 전극라인으로 분리되어 형성된다.Here, the
그리고, 도시되지는 않았지만 제 1 전극(12) 및 제 2 전극(14)의 끝부분을 제외한 전면에 보호막을 형성하고, 패널밖으로 노출된 제 1 전극의 끝단, 즉 패널의 좌측과 우측 끝단의 제 1 전극라인에 구동회로와 연결하기 위한 패드(pad)를 각각 형성한다. 마찬가지로 패널밖으로 노출된 제 2 전극의 끝단, 즉 패널의 상단과 하단 끝단의 제 2 전극라인에 구동회로와 연결하기 위한 패드(pad)를 각각 형성한다.Although not shown, a protective film is formed on the front surface except for the ends of the
이와 같이 제조되는 본 발명은 도 6c에 도시된 바와 같이, 전극을 2개로 분리하여 패널 양측에 형성함으로써, 하나의 패널에 4개의 픽셀군이 형성되도록 하였다.In the present invention manufactured as described above, as shown in FIG. 6C, two electrodes are separated and formed on both sides of the panel, such that four pixel groups are formed in one panel.
상기 제 1, 제 2 전극라인과 연결된 패드는 각각 구동회로에 연결되므로, 결과적으로 패널을 4개의 부분으로 나누어 구동하게 되므로, 종래 전극라인의 길이에 의해 제한되었던 패널의 유효구동면적을 4배로 늘린 결과를 가져온다.Since the pads connected to the first and second electrode lines are connected to the driving circuits, respectively, the panel is divided into four parts to drive the result. Thus, the effective driving area of the panel, which was limited by the length of the conventional electrode line, was increased by four times. Get the result.
위의 실시예에서는 제 1 전극과 제 2 전극을 모두 2부분으로 나누어 패널을 4부분으로 분리구동하는 결과를 가져왔지만, 제 1 전극만 분리하는 경우는 화면을 좌우로 분리된 2부분으로, 제 2 전극만을 분리하는 경우에는 화면을 상하로만 분리하여 2부분으로 나누어 구동하게 되므로, 마찬가지로 본 발명의 특징에 의한 소정의 목적을 이룰 수 있다.In the above embodiment, the first electrode and the second electrode are divided into two parts, and the panel is separated and driven into four parts. However, when only the first electrode is separated, the screen is divided into two parts separated left and right. When only two electrodes are separated, the screen is divided into two parts only by separating the screen up and down, and thus, a predetermined object according to the characteristics of the present invention can be achieved.
본 발명에 따른 유기전계발광 디스플레이 장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.The organic electroluminescent display device according to the present invention has the following effects.
패널을 구동하기 위한 전극라인의 길이를 줄이기 위해 전극을 화면의 좌우 또는/그리고 상하로 분리하도록 형성하고 화면을 분리하여 구동시키므로, 전극길이에 비례하는 RC 성분의 증가를 방지할 수 있어 대화면에서도 응답시간이 빠른 화면구동이 가능할 뿐만 아니라, 전극의 저항이 크게 감소하므로 전압강하를 줄일 수 있다.In order to reduce the length of the electrode line for driving the panel, the electrodes are formed to be separated into the left and right and / or up and down of the screen, and the screen is separated and driven so that an increase in the RC component proportional to the electrode length can be prevented. Not only can the screen run faster, but also the resistance of the electrode is greatly reduced, thereby reducing the voltage drop.
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