(57)【要約】【課題】有機電界発光デバイス及びこれの製造方法を提供する。【解決手段】各アノード電極の上面に形成される有機発光層の上面に形成されるカソード電極を有機発光層の種類別に分離形成する。そして、分離形成された各カソード電極に各有機発光層の動作特性に適している電源を個別供給する。これにより、より向上されたフル−カラーディスプレイ性能を具現することができる効果を有する。【選択図】図３
2004530160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに対応する所定レベルのアノード電源が薄膜トランジスターにより選択的に印加され、前記アノード電源の供給を受ける複数個のアノード電極と、
各々の前記アノード電極の上面に対応して形成される有機発光層と、
各々の前記有機発光層の上に形成され、前記有機発光層の発光特性により相異するカソード電源が印加されるカソード電極と、
を含むことを特徴とする有機電界発光デバイス。
【請求項２】
前記アノード電極はマトリックス形態に配列され、各々の前記アノード電極の上にはレッド有機発光層、グリーン有機発光層、ブルー有機発光層がそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光デバイス。
【請求項３】
前記レッド有機発光層には第１カソード電極が形成され、前記グリーン有機発光層には第２カソード電極が形成され、前記ブルー有機発光層には前記第３カソード電極が形成されることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光デバイス。
【請求項４】
前記アノード電極はマトリックス形態に配列され、前記レッド有機発光層、グリーン有機発光層及びブルー有機発光層が各々の前記アノード電極の上に形成され、前記レッド有機発光層、グリーン有機発光層及びブルー有機発光層はカラム（ｃｏｌｕｍ）単位に形成されることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光デバイス。
【請求項５】
前記レッド有機発光層には第１カソード電極が形成され、前記グリーン有機発光層には第２カソード電極が形成され、前記ブルー有機発光層には第３カソード電極が形成されることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光デバイス。
【請求項６】
前記第１カソード電極、第２カソード電極及び第３カソード電極は前記レッド有機発光層、グリーン有機発光層、ブルー有機発光層の電気光学的特性により相異する電源を供給するための電圧供給コントローラをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の有機電界発光デバイス。
【請求項７】
画像データに対応する所定レベルのアノード電源が薄膜トランジスターにより選択的に印加され、前記アノード電源の供給を受けるアノード電極を形成する段階と、
各々の前記アノード電極の上面にレッド有機発光層、グリーン有機発光層、ブルー有機発光層を形成する段階と、
前記レッド有機発光層の上面に第１カソード電極、前記グリーン有機発光層の上面に第２カソード電極、前記ブルー有機発光層の上面に第３カソード電極を形成する段階と、
前記第１、第２、第３カソード電極の上に前記レッド有機発光層、前記グリーン有機発光層、前記ブルー有機発光層に相異するカソード電源を供給する電源供給ラインを形成する段階と、
を含むことを特徴とする有機電界発光デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機電界発光デバイス及びこれの製造方法に関するものであり、より詳しくは、レッド、グリーン、ブルー有機電界発光物質の動作特性に適している電源を個別的に印加してフル−カラーディスプレイを具現した有機電界発光デバイス及びこれの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、情報処理装置の技術開発と共に情報処理装置で処理されたデータを認識できるようにする表示装置（ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）の技術開発も共に進行されている。
【０００３】
このような表示装置は、電気信号形態を有するデータを使用者が肉眼で認識できるようにするインターフェースの役割をする。このような役割を実施する表示装置は駆動方式により多様な形態に具現される。
【０００４】
例えば、表示装置はアナログ駆動方式により動作されるＣＲＴ方式ディスプレイ装置（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ  ｔｙｐｅ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）とデジタル駆動方式を有する液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）および最近に開発が進行されている有機電界発光デバイス（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）に分類することができる。
【０００５】
アナログ駆動方式で動作されるＣＲＴ型の表示装置は、優れているディスプレイ特性を有するという長所がある。一方、アナログ駆動方式表示装置は動作特性上、ディスプレイ面積に比例してディスプレイ装置の全体体積が大きくなり、重量が大きくなる問題点を有する。一方、デジタル駆動方式で駆動されるＬＣＤ型の表示装置は優れているディスプレイ特性と共にディスプレイ面積が増加されても、重量および体積があまり増加されないという多様な長所を有する。このような長所を有するデジタル方式表示装置の一つである液晶表示装置は液晶を通過する光の透過度を制御することにより、所望であるディスプレイが実施されるようにする。
【０００６】
一方、有機電界発光デバイスの場合、液晶表示装置と異なり、二つの電極との間に位置し、ダイオード（ｄｉｏｄｅ）のように、順方向電流が流れたとき、光を発生する有機発光物質によりディスプレイを実施する。
【０００７】
このような液晶表示装置および有機電界発光デバイスの固有な動作特性の差異により、体積および重量の差異が発生する。
【０００８】
具体的に、液晶表示装置は、映像を表示するために、どんな形態であっても光及び光の光学的均一性を向上させるための“バックライトアセンブリ（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）”を必要とする。一方、有機電界発光デバイスの場合、“バックライトアセンブリ”のような電源を必要としない。有機ＥＬディスプレイは、液晶と異なり有機発光物質が自ら発光するため、液晶表示装置より重量及び体積をさらに減少させることができる。
【０００９】
図１は従来の有機電界発光デバイスの平面図である。図２は図１に示す従来の有機電界発光におけるにＩＩ−ＩＩ断面の断面図である。
【００１０】
図１または図２に示すように、透明なガラス基板１０には、半導体薄膜形成工程によりマトリックス形態に薄膜トランジスター２０が形成される。この薄膜トランジスター２０はゲート電極、ソース電極、ドレーン電極及びチャンネル層を有する（図示せず）。
【００１１】
マトリックス形態に配列された薄膜トランジスター２０のうち、各コラム（ｃｏｌｕｍｎ）に属する全ての薄膜トランジスターのゲート電極はゲートライン（図示せず）により共通的に連結される（図示せず）。
【００１２】
マトリックス形態に配列された薄膜トランジスター２０のうち、各ロー（ｒｏｗ）に属する薄膜トランジスター２０のソース電極はデータライン（図示せず）により共通に連結される（図示せず）。
【００１３】
マトリックス形態に配列された全ての薄膜トランジスターのドレーン電極にはインジウムティンオキサイド（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）物質からなるアノード電極３０（ａｎｏｄｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が連結される。このアノード電極３０は正孔（ｈｏｌｅ）を供給する役割を有する。
【００１４】
アノード電極３０の上面には、レッド波長の光を発生させるレッド有機電界発光物質層４０、グリーン波長の光を発生させるグリーン有機電界発光物質層５０、ブルー波長の光を発生させるブルー有機電界発光物質層６０が一定な規則に配列される。
【００１５】
このように、レッド、グリーン、ブルー波長の光を発生させる有機電界発光物質層４０、５０、６０が発光されるようにするためには、正孔を提供するアノード電極３０以外に電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）を供給するカソード電極７０を必要とする。
【００１６】
カソード電極７０は主に純粋アルミニウムまたは合金アルミニウム材質により製作される。カソード電極７０は、有機電界発光物質層４０、５０、６０を覆うように、透明ガラス基板１０の全表面にわたって均一な厚さで形成される。
【００１７】
ここで、カソード電極７０は一つの外部電源供給ライン８０により供給される。即ち、赤、緑、青の各有機電界発光物質層４０、５０、６０にはカソード電極７０から同一の大きさを有するカソード電源が供給される。
【００１８】
以後、各々のアノード電極３０に、ディスプレイに適している駆動信号が印加されることにより、有機ＥＬディスプレイは、画像、動映像、文字などを表示する。
【００１９】
しかし、レッド有機電界発光物質層４０、グリーン有機電界発光物質層５０及びブルー有機電界発光物質層６０は物質特性上、同一である電流が順方向に流れても、有機電界発光物質層４０、５０、６０から発生された光の輝度が全て相異するため、精密にフル−カラーで表示することが困難であるという問題点を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、一定電圧が供給されたとき、レッド有機電界発光物質、グリーン有機電界発光物質、ブルー有機電界発光物質で発生した光を制御することにより、フルカラー表示を具現することができるようにした有機電界発光デバイスを提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、一定電圧が供給されたとき、レッド有機電界発光物質、グリーン有機電界発光物質、ブルー有機電界発光物質で発生した光が類似している輝度特性を有するようにして、高品質ディスプレイを具現することができるようにした有機電界発光デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述した目的を達成するための本発明による有機電界発光デバイスは、画像データに対応する所定の大きさのアノード電源の供給を受ける複数個のアノード電極と、ここで前記アノード電源は、薄膜トランジスタにより選択的に印加されており、各々の前記アノード電極の上面に対応して形成される複数の有機発光層と、各々の前記有機発光層に形成されて前記有機発光層の発光特性により相異するカソード電源が印加されるカソード電極とを含む。
【００２３】
上述した他の目的を達成するための本発明による有機電界発光デバイスの製造方法は、画像データに対応する所定大きさのアノード電源の供給を受けるアノード電極を形成する段階と、ここで前記アノード電源は、薄膜トランジスタにより選択的に印加されており、各々の前記アノード電極の上面にレッド有機発光層、グリーン有機発光層、ブルー有機発光層により構成された有機発光層を形成する段階と、前記レッド有機発光層の上面に第１カソード電極、前記グリーン有機発光層の上面に第２カソード電極、前記ブルー有機発光層の上面に第３カソード電極を形成する段階と、前記レッド有機発光層、前記グリーン有機発光層、前記ブルー有機発光層にカソード電源が供給されるように前記第１、第２、第３カソード電極上に電源供給ラインを形成する段階とを含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、各レッド、グリーン、ブルー有機発光層の動作特性に適している電源を、各レッド、グリーン、ブルー有機発光層ごとに分離されたカソード電極に印加することにより、より向上されたディスプレイ性能を具現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施形態をより詳細に説明する。
【００２６】
図３は本発明の一実施形態による有機電界発光デバイスの概念図である。図４は図３のIV−IVの断面図である。図５は本発明の一実施形態による有機電界発光デバイスの回路図である。
【００２７】
図５に示すように、有機電界発光デバイス５００は複数個の有機電界発光素子５１０、５２０、５３０により構成される。本発明では、一実施形態として３個の有機電界発光素子が図示及び説明されている。
【００２８】
有機電界発光素子５１０、５２０、５３０は共通の駆動信号線５５０、５６０、５７０、２個の薄膜トランジスター（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）５９０、６００、１個の画像維持用キャパシタンス５４０及びピクセル５８０により構成される。
【００２９】
図面符号５５０に図示された駆動信号線はデータラインであり、図面符号５６０に図示された駆動信号線はバイアスラインであり、図面符号５７０に図示された駆動信号線はゲートラインである。
【００３０】
２個の薄膜トランジスター５９０、６００のうちのいずれか一つは、スイッチングトランジスター５９０であり、その他の一つは駆動用トランジスター６００である。
【００３１】
スイッチングトランジスター５９０はゲート電極５９２、ソース電極５９４及びドレーン電極５９６により構成される。
【００３２】
スイッチングトランジスター５９０のゲート電極５９２はゲートライン５７０に連結される。ゲートライン５７０にはスイッチングトランジスター５９０をターンオンさせるに十分であるスレッショルド電圧が印加される。スイッチングトランジスター５９０のソース電極５９４はデータライン５５０に連結される。スイッチングトランジスター５９０のドレーン電極５９６は後述される駆動用トランジスター６００及び画像維持用キャパシタンス５４０に連結される。
【００３３】
画像維持用キャパシタンス５４０は、第１電極５４２、誘電体、第２電極５４４により構成される。第１電極５４２はスイッチングトランジスター５９０のドレーン電極５９６に連結され、第２電極５４４はバイアスライン５６０に連結される。
【００３４】
駆動用トランジスター６００はゲート電極６１０、ソース電極６２０及びドレーン電極６３０により構成される。駆動用トランジスター６００のゲート電極６１０はスイッチングトランジスター５９０のドレーン電極５９６に連結される。駆動用トランジスター６００のソース電極６２０はバイアスライン５６０に連結される。駆動用トランジスター６００のドレーン電極６３０はピクセル５８０に連結される。
【００３５】
これらの駆動を簡略に説明すると、次のとおりである。まず、全てデータライン５５０には所定大きさの電源が順次に印加される。続いて、ゲートライン５７０に連結された全てスイッチングトランジスター５９０にはスイッチングトランジスター５９０をターンオンさせるに十分である電源が短時間印加される。これにより、データライン５５０に印加された電源はスイッチングトランジスター５９０のソース電極５９４及びチャンネル層（図示せず）を経てドレーン電極５９６に出力される。
【００３６】
このように、スイッチングトランジスター５９０のドレーン電極５９６から出力された電源は二つの経路に出力される。
【００３７】
より詳細に、ドレーン電極５９６から出力された電源の一部は、画像維持用キャパシタンス５４０の第１電極５４２に供給される。第２電極５４４にはバイアスライン５６０から常に電源が印加された状態であるために、画像維持用キャパシタンス５４０は充電される。
【００３８】
一方、スイッチングトランジスター５９０のドレーン電極５９６から出力された電源のその他は、駆動用トランジスター６００のゲート電極６１０に印加される。これにより、バイアスライン５６０に印加された電源はソース電極６２０、及びチャンネル層を経て駆動用トランジスター６００のドレーン電極６３０に出力される。
【００３９】
駆動用トランジスター６００のドレーン電極６３０に出力された電源はピクセル５８０に印加される。
【００４０】
ここで、スイッチングトランジスター５９０はゲートライン５７０に電源が印加される時間の間にのみ、駆動用トランジスター６００のゲート電極６１０に電源を供給する。
【００４１】
従って、スイッチングトランジスター５９０がターンオフされた瞬間、画像維持用キャパシタンス５４０では電源が放電される。この画像維持用キャパシタンス５４０の放電電圧により駆動用トランジスター６００は所定時間（画面の一フレームが維持される時間）、ターンオンされた状態を維持する。
【００４２】
駆動用トランジスター６００のドレーン電極６３０から出力される電源は、画像維持用キャパシタンス５４０の放電時間の間、ピクセル５８０に印加される。
【００４３】
図３または図４に示すように、ピクセル５８０は各々の駆動用トランジスター６００のドレーン電極６３０に連結される透明な導電性アノード電極５８２、有機発光層５８４ａ、５８４ｂ、５８４ｃ、カソード電極５８５ａ、５８５ｂ、５８５ｃにより構成される。
【００４４】
アノード電極５８２は各駆動用トランジスター６００に連結されるので、マトリックス形態に配置される。
【００４５】
有機発光層５８４ａ、５８４ｂ、５８４ｃはマトリックス形態に配置されたアノード電極５８２の上面に形成される。より詳細に、アノード電極５８２の各カラム（ｃｏｌｕｍ）には同一種類の有機発光層５８４ａ、５８４ｂ、５８４ｃが形成される。
【００４６】
図面符号５８４ａはレッド有機発光層であり、図面符号５８４ｂはグリーン有機発光層であり、図面符号５８４ｃはブルー有機発光層である。
【００４７】
図３に示すように、レッド有機発光層５８４ａは第一カラムに該当するアノード電極５８２の上面に形成されてレッド有機発光グループを形成する。
【００４８】
グリーン有機発光層５８４ｂは第二カラムに該当するアノード電極５８２の上面に形成されてグリーン有機発光グループを形成する。
【００４９】
ブルー有機発光層５８４ｃは第三カラムに該当するアノード電極５８２の上面に形成されてブルー有機発光グループを形成する。
【００５０】
このように、カラム単位にレッド有機発光グループ、グリーン有機発光グループ、ブルー有機発光グループを形成する理由は、各レッド有機発光グループ、グリーン有機発光グループ、ブルー有機発光グループ単位に相互にショートされないカソード電極５８５ａ、５８５ｂ、５８５ｃを形成するためである。
【００５１】
より具体的に、図３または図４に示すように、各々のレッド有機発光グループ、グリーン有機発光グループ、ブルー有機発光グループには相互にショートされないようにレッド有機発光グループ用カソード電極５８５ａ、グリーン有機発光グループ用カソード電極５８５ｂ、ブルー有機発光グループ用カソード電極５８５ｃが半導体薄膜技術により形成される。
【００５２】
ここで、レッド有機発光グループ用カソード電極５８５ａにはレッド有機発光物質に適している電圧ＶC-Rが印加される。グリーン有機発光グループ用カソード電極５８５ｂにはグリーン有機発光物質に適している電圧ＶC-Gが印加される。ブルー有機発光グループ用カソード電極５８５ｃにはブルー有機発光物質に適している電圧ＶC-Bが印加される。
【００５３】
ここで、電圧ＶC-RはＶC-R電源供給ライン５８６ａにより供給され、電圧ＶC-GはＶC-G電源供給ライン５８６ｂにより供給され、電圧ＶC-BはＶC-B電圧供給ライン５８６ｃにより個別的に供給される。ここで、電圧ＶC-R、電圧ＶC-G、電圧ＶC-Bは電源供給コントローラ４００を通じて提供される。ここで、電源供給コントローラ４００で供給される電源は、各赤、緑、青の有機発光物質の固有な特性をシミュレーションした結果などにより得られる。
【００５４】
このような、有機電界発光デバイスにより画像を表示する方法を図３乃至図５を参照して説明すると、次のとおりである。
【００５５】
まず、全てデータライン５５０に所定電源が印加される。続いて、ゲートライン５７０にはスイッチング薄膜トランジスター５９０のスレッショルド電圧より高い電圧が印加される。これにより、データライン５５０に印加された電源はスイッチングトランジスター５９０のソース電極５９４及びチャンネル層を通じてドレーン電極５９６に印加される。
【００５６】
以後、スイッチングトランジスター５９０のドレーン電極５９６から出力された電源は並列方式に画像維持用キャパシタンス５４０を充電させると同時に、駆動用トランジスター６００のゲート電極６１０に、駆動用トランジスター６００のスレッショルド電圧より高い電圧を印加する。
【００５７】
ここで、ゲートライン５７０には相当に短い時間、スイッチングトランジスター５９０のスレッショルド電圧より高い電源が印加される。スイッチングトランジスター５９０のドレーン電極５９６への電源供給が中断された時、画像維持用キャパシタンス５４０に貯蔵された電荷が放電される。
【００５８】
結局、駆動用トランジスター６００のゲート電極６１０には、画像維持用キャパシタンス５４０に充電された電源が１フレームに該当する時間ほどターンオン電圧として続けてかかることになる。よって、ピクセル５８０のアノード電極５８２には、バイアスライン５６０から所定電流が画像維持用キャパシタンス５４０の放電時間の間、持続的に供給される。
【００５９】
一方、レッド有機発光グループ用カソード電極５８５ａには、外部端子から電源供給コントローラ４００により最適の電圧ＶC-Rが個別的に印加され、グリーン有機発光グループ用カソード電極５８５ｂには電源供給コントローラ４００により最適の電圧ＶC-Gが個別的に印加され、ブルー有機発光グループ用カソード電極５８５ｃには電源供給コントローラ４００から最適の電圧ＶC-Bが個別印加される。
【００６０】
これにより、各レッド、グリーン、ブルー有機発光グループ用カソード電極５８５ａ、５８５ｂ、５８５ｃでは、電子がレッド、グリーン、ブルー有機発光層５８４ａ、５８４ｂ、５８４ｃに供給される。
【００６１】
また、アノード電極５８２には正孔が持続的に供給されるにつれて、各有機発光層５８４ａ、５８４ｂ、５８４ｃでは正孔及び電子の結合によるエネルギーレベル変化が生じる。
【００６２】
これにより、各有機発光層５８４ａ、５８４ｂ、５８４ｃの特性に基づいて、各々レッド、グリーン、ブルー波長を有する光が生じる。ここで、アノード電極５８２から同一である大きさの電源が供給される場合、各有機発光層５８４ａ、５８４ｂ、５８４ｃの特性が異なるとしても、殆ど類似している輝度を有する光が発生される。これは相異する特性を有する有機発光層５８４ａ、５８４ｂ、５８４ｃでの輝度差を各レッド、グリーン、ブルー有機発光グループ用カソード電極５８５ａ、５８５ｂ、５８５ｃが補正してくれるためである。
【００６３】
以後、赤、緑、青の波長を有する光はアノード電極５８２及びガラス基板５８９を通過した後、使用者の目に入射されて所望である画像がディスプレイされる。
【００６４】
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】従来の有機電界発光デバイスの平面図である。
【図２】従来の有機電界発光デバイスを示す図１のII−II断面における断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による有機電界発光デバイスの平面図である。
【図４】本発明の有機電界発光デバイスを示す図３のIV−IV断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による有機電界発光デバイスの回路図である。
【符号の説明】
【００６６】
４００    電源供給コントローラ
５００    有機電界発光デバイス
５１０、５２０、５３０    有機電界発光素子
５４０    画像維持用キャパシタンス
５４２    第１電極
５４４    第２電極
５５０、５６０、５７０    駆動信号線
５８０    ピクセル
５８２    アノード電極
５９０    スイッチングトランジスター
５９２    ゲート電極
５９４    ソース電極
６００    駆動用トランジスター
６１０    ゲート電極
６２０    ソース電極
６３０    ドレーン電極
【国際公開パンフレット】
2004530160.tif 000003
2004530160.tif 000004
2004530160.tif 000005
2004530160.tif 000006
2004530160.tif 000007
2004530160.tif 000008
2004530160.tif 000009
2004530160.tif 000010
2004530160.tif 000011
2004530160.tif 000012
2004530160.tif 000013
2004530160.tif 000014
2004530160.tif 000015
2004530160.tif 000016
2004530160.tif 000017
2004530160.tif 000018
2004530160.tif 000019
2004530160.tif 000020
2004530160.tif 000021
2004530160.tif 000022
【国際調査報告】
2004530160.tif 000023