KR100722116B1

KR100722116B1 - 양면발광형 유기 발광표시장치

Info

Publication number: KR100722116B1
Application number: KR1020050106173A
Authority: KR
Inventors: 김은아
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-05-25
Also published as: KR20070049007A

Abstract

본 발명은 양면발광형 유기 발광표시장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유기 발광표시장치는 다수의 화소가 정의되는 기판과, 상기 기판 상에 위치하는 투명한 제1 전극층과, 상기 제1 전극층의 상부에 형성되는 유기층과, 상기 유기층의 상부에 형성되는 투명한 제2 전극층을 포함하는 앙면발광형 유기 발광표시장치에 있어서, 상기 기판의 저면 또는 그 반대면 중 어느 일면에 광제어막이 형성된다.

여기서, 상기 광제어막은 편광판이거나 컬러필터인 것을 특징으로 하며, 컬러필터의 화소 사이사이에 블랙 매트릭스를 형성한 구조로 하는 것도 가능하다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 양면발광 구조에서 한 면은 외광시인성을 향상시키고, 다른 면은 휘도를 향상시켜 실내 및 실외에서 활용할 수 있는 효과가 있다.

양면발광, 편광판, 컬러필터, 광제어막

Description

양면발광형 유기 발광표시장치{DUAL-TYPE ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY}

도 1은 종래의 능동 구동형(Active Matrix;AM) 유기 발광표시장치의 일예를 도시한 단면도,

도 2는 종래의 캡슐화된 유기 발광표시장치의 일예를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 양면발광형 유기 발광표시장치의 제1 실시예를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 양면발광형 유기 발광표시장치의 제2 실시예를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 양면발광형 유기 발광표시장치의 제3 실시예를 도시한 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 양면발광형 유기 발광표시장치의 제4 실시예를 도시한 단면도,

도 7 내지 도 9는 상기 제1 내지 제4 실시예 중 어느 하나에 따른 발광표시장치를 채용한 폴더 타입의 모바일 폰을 도시한 도면.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

1 : 기판 21 : 제1 전극층

23 : 유기층 24 : 제2 전극층

31 : 자외선 투과방지막 32 : 밀봉부

40 : 편광판 50 : 컬러필터

60 : 외부 디스플레이창 70 : 내부 디스플레이창

본 발명은 양면발광형 유기 발광표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양면발광 구조에서 한 면은 외광시인성을 향상시키고, 다른 면은 휘도를 향상시켜 실내 및 실외에서 활용할 수 있는 양면발광형 유기 발광표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 유기 발광소자는 전자(electron)주입전극과 정공(hole)주입전극으로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자와 정공이 결합한 여기자(exciton)가 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.

이와 같은 유기 발광소자는 백라이트가 필요없는 자발광형 표시장치로서, 양면발광형의 경우 하나의 패널로 양면의 화면표시가 가능하므로 내외부창을 갖는 모바일 폰 등에 적용되며, 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.

첨부한 도 1은 종래의 능동 구동형(Active Matrix;AM) 유기 발광표시장치의 일예를 도시한 단면도로서, 기판(1) 상에 버퍼층(11)이 형성되어 있고, 이 버퍼층(11) 상부로 TFT가 구비된다. 여기서, TFT는 반드시 도 1에 도시된 구조로만 가능한 것은 아니며, 그 수와 구조는 다양하게 변형 가능하다.

상기 TFT는 버퍼층(11) 상에 형성된 활성층(12)과, 이 활성층(12)의 상부에 형성된 게이트 절연막(13)과, 게이트 절연막(13) 상부의 게이트 전극(14)을 갖는다. 상기 활성층(12)은 비정질 실리콘 박막 또는 다결정질 실리콘 박막으로 형성될 수 있다. 이 반도체 활성층은 N형 또는 P형 불순물이 고농도로 도핑된 소스 및 드레인 영역을 갖는다.

상기 활성층(12)의 상부에는 SiO₂ 등에 의해 게이트 절연막(13)이 구비되고, 게이트 절연막(13) 상부의 소정 영역에는 도전막으로 게이트 전극(14)이 형성된다. 상기 게이트 전극(14)은 TFT 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인과 연결되어 있다. 그리고, 상기 게이트 전극(14)이 형성되는 영역은 활성층(12)의 채널 영역에 대응된다.

상기 게이트 전극(14)의 상부로는 층간 절연막(inter-insulator:15)이 형성되고, 컨택 홀을 통해 소스 전극(16)과 드레인 전극(17)이 각각 활성층(12)의 소스 영역 및 드레인 영역에 접하도록 형성된다. 소스 및 드레인 전극(16)(17) 상부로는 SiO₂ 등으로 이루어진 패시베이션막(18)이 형성되고, 이 패시베이션 막(18)의 상부에는 아크릴, 폴리 이미드 등에 의한 평탄화층(19)이 형성되어 있다.

비록 도면으로 도시하지는 않았지만, 상기 TFT에는 적어도 하나의 캐패시터가 연결된다.

한편, 상기 드레인 전극(17)에 유기 발광소자(OLED)가 연결되는 데, 상기 유기 발광소자(OLED)의 애노우드 전극이 되는 제1 전극층(21)에 연결된다. 상기 제1 전극층(21)은 패시베이션 막(18)의 상부에 형성되어 있고, 그 상부로는 절연성 평탄화층(19)이 형성되어 있으며, 이 평탄화층(19)에 소정의 개구부를 형성한 후, 유기 발광소자(OLED)를 형성한다.

상기 유기 발광소자는 전류의 흐름에 따라 적, 녹, 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시하는 것으로, TFT의 드레인 전극(17)에 연결되어 이로부터 플러스 전원을 공급받는 제1 전극층(21)과, 전체 화소를 덮도록 구비되어 마이너스 전원을 공급하는 제2 전극층(24), 및 이들 제1 전극층(21)과 제2 전극층(24)의 사이에 배치되어 발광하는 유기층(23)으로 구성된다.

양면 발광형일 경우 상기 제1 전극층(21)은 투명 전극으로 형성하되 애노드인 경우 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)를 사용하여 형성하고, 제2 전극층(24) 역시 투명 전극으로 형성하되, 캐소드인 경우 일함수가 낮은 얇은 금속막 예를 들어 Mg, Ca, Al, Ba 또는 이들의 합금을 사용하여 100Å 이하의 두께로 형성한다. 상기 제2 전극층(24)을 형성하는 것을 상기 얇은 금속막 상에 ITO막을 형성하는 것이 더욱 포함될 수 있다. 상기 제2 전극층(24)은 반드시 전면 증착될 필요는 없으며, 다양한 패턴으로 형성될 수 있음은 물론이다.

전술한 구성에서, 상기 유기층(23)은 노출되면 쉽게 열화되는 특성이 있기 때문에, 반드시 수분을 차단하기 위해 캡슐화(encapsulation)해야 하며, 도 2는 종래의 캡슐화된 유기 발광표시장치의 일예를 도시한 단면도이다.

캡슐화 하기 위한 방법으로는 반응성이 없는 불활성 기체(ex : N₂) 분위기 에서 상기 기판(1)의 상부 가장장리에 접착제(27)를 이용하여, 메탈 케이스(metal can)또는 유리판(26)을 부착하는 방법이 있다.

상기 메탈 케이스 또는 유리판(26)의 안쪽은 바륨 옥사이드(BaO) 또는 칼슘 옥사이드(CaO)로 제작된 흡습제(25)를 구성한다. 상기 흡습제(25)는 상기 메탈 케이스 또는 유리판(26)과 기판(1)사이로 침투한 수분을 제거하기 위한 수단이다.

이외에도, 더 얇고 가벼우면서도 플렉시블한 OLED를 구현하기 위해서는 박막 인켑슐레이션(Thin film encapsulation)이 반드시 필요한데, 박막 인켑슐레이션을 형성하는 여러가지 방법 중 막 형성시 저온 증착이 가능하며 투명하고 밀한 막을 만들 수 있는 방법으로 화학기상증착(CVD) 또는 물리기상증착(PVD) 방법을 들 수 있다.

그러나, 이와 같은 양면발광 구조에서, 외광시인성을 향상시키기 위해 광제어막을 구비하면 휘도가 떨어지고, 광제어막이 없으면 휘도저하가 없으나 외광시인성이 저하되는 문제점이 있는바, 이에 대한 대안이 요구되어 왔다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 양면발광 구조에서 한 면은 외광시인성을 향상시키고, 다른 면은 휘도를 향상시켜 실내 및 실외에서 활용할 수 있는 양면발광형 유기 발광표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 다수의 화소가 정의되는 기 판과, 상기 기판 상에 위치하는 투명한 제1 전극층과, 상기 제1 전극층의 상부에 형성되는 유기층과, 상기 유기층의 상부에 형성되는 투명한 제2 전극층을 포함하는 앙면발광형 유기 발광표시장치에 있어서, 상기 기판의 저면 또는 그 반대면 중 어느 일면에 광제어막이 형성되는 것을 특징으로 하는 양면발광형 유기 발광표시장치가 제공된다.

여기서, 상기 기판과 상기 제1 전극층 사이에 위치하고, 상기 제1 전극층과 전기적으로 연결된 박막트랜지스터를 더욱 포함할 수 있다.

또한, 상기 광제어막은 편광판이거나 컬러필터인 것을 특징으로 하며, 컬러필터의 화소 사이사이에 블랙 매트릭스를 형성한 구조로 하는 것도 가능하다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 양면발광형 유기 발광표시장치를 구체적으로 설명한다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 양면발광형 유기 발광표시장치의 제1 실시예를 도시한 단면도로서, 박막트랜지스터가 구비된 능동 구동형(Active Matrix;AM) 유기 발광표시장치에 적용한 일예를 도시한 단면도이다.

본 발명의 유기 발광표시장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 다수의 화소가 정의되는 기판(1) 상에 버퍼층(11)이 형성되어 있고, 이 버퍼층(11) 상부로 TFT가 구비된다. 여기서, TFT는 반드시 도 3에 도시된 구조로만 가능한 것은 아니며, 그 수와 구조는 다양하게 변형 가능하다.

상기 TFT는 버퍼층(11) 상에 형성된 활성층(12)과, 이 활성층(12)의 상부에 형성된 게이트 절연막(13)과, 게이트 절연막(13) 상부의 게이트 전극(14)을 갖는 다.

한편, 상기 드레인 전극(17)에 유기 발광소자(OLED)가 연결되는 데, 상기 유기 발광소자는 TFT의 드레인 전극(17)에 연결되어 이로부터 플러스 전원을 공급받는 제1 전극층(21)과, 전체 화소를 덮도록 구비되어 마이너스 전원을 공급하는 제2 전극층(24), 및 이들 제1 전극층(21)과 제2 전극층(24)의 사이에 배치되어 발광하는 유기층(23)으로 구성된다.

여기서, 본 발명의 유기 발광표시장치는 양면발광형이므로, 상기 제1 전극층(21)은 투명 전극으로 형성하되 애노드인 경우 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)를 사용하여 형성하고, 제2 전극층(24) 역시 투명 전극으로 형성하되, 캐소드인 경우 일함수가 낮은 얇은 금속막 예를 들어 Mg, Ca, Al, Ba 또는 이들의 합금을 사용하여 100Å 이하의 두께로 형성한다. 상기 제2 전극층(24)을 형성하는 것을 상기 얇은 금속막 상에 ITO막을 형성하는 것이 더욱 포 함될 수 있다.

한편, 상기 제2 전극층(24)의 상부에는 밀봉부(32)가 형성된다.

상기 밀봉부(32)는 전술한 바와 같이, 상기 유기층(23)의 노출을 방지하고 수분을 차단하기 위해 캡슐화(encapsulation)하는 것으로, 반응성이 없는 불활성 기체(ex : N₂) 분위기에서 상기 기판(1)의 상부 가장장리에 접착제(27)를 이용하여, 메탈 케이스(metal can)또는 유리판(26)을 부착하여 형성하거나 화학기상증착(CVD) 또는 물리기상증착(PVD) 방식을 적용하여 박막의 인캡슐레이션을 구현할 수 있다.

여기서, 상기 기판(1)의 저면에는 반사광을 저하시켜 외광시인성을 향상시키기 위한 광제어막이 구비된다. 상기 광제어막으로서, 본 발명의 제1 실시예에서는 편광판(40)을 적용하였다.

상기 편광판(40)은 외광이 입사하면 반사광을 저하시켜 외광시인성을 향상시키고 화상 선명도가 월등히 향상되는 이점이 있다.

이와 같이 양면발광 구조에서 일면에만 편광판(40)을 사용함으로써, 상기 편광판(40)이 구비된 일면은 반사광을 저하시켜 외광시인성을 향상시키고, 다른 일면은 편광판을 사용하지 않음으로 휘도를 향상시키는 구조를 갖는다.

따라서, 휘도를 향상시킨 면은 실내용으로 활용하고 외광시인성을 향상시킨 면은 실외에서 활용할 수 있다.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 양면발광형 유기 발광표시장치의 제2 실시예 를 도시한 단면도로서, 상기 밀봉부(32)의 상면에 상기 편광판(40)이 형성된 구조룰 갖는다.

이와 같은 제2 실시예 역시 양면발광 구조에서 어느 일면에만 편광판(40)이 형성되어 있으므로, 제1 실시예와 동일한 효과를 갖는다.

한편, 상기 광제어막으로 상기 편광판 대신 컬러필터를 사용하는 것도 가능하다.

첨부한 도 5 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 기판(1)의 저면 또는 그 반대면 중 어느 일면에 컬러필터(50)를 적용할 수 있다.

이 경우, 상기 컬러필터(50)는 화소(R,G,B) 사이사이에 블랙 매트릭스(B/M)를 형성한 구조도 가능하다.

이와 같이 컬러필터(50)를 형성한 면에 외광이 입사하면 상기 컬러필터층을 통해 외광의 1/3 정도만 반사되므로 외광시인성을 향상시키고 화상 선명도가 월등히 향상되는 이점이 있다.

이와 같이 양면발광 구조에서 일면에만 컬러필터(50)을 사용함으로써, 상기 컬러필터(50)가 구비된 일면은 반사광을 저하시켜 외광시인성을 향상시키고, 다른 일면은 컬러필터를 사용하지 않음으로 휘도를 향상시키는 구조를 갖는다.

전술한 바와 같은 구성을 이용하여 본 발명에 따른 유기 발광소자를 구성함에 있어서, 능동 매트릭스형 유기 발광소자 뿐 아니라 수동 매트릭스형 유기 발광 소자에도 적용할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 양면발광형 유기 발광표시장치는 도 7 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 내외부창이 구비된 폴더 타입의 모바일 폰에 적용될 수 있는데, 실외에서는 편광판(40) 또는 컬러필터(50)가 구비되어 반사광을 저하시킨 외부 디스플레이창(60)을 통해 보고(도 7), 실내에서는 외광이 없으므로 편광판(40) 또는 컬러필터(50)가 없어 휘도가 향상된 내부 디스플레이창(70)을 통해 봄으로써, 양면발광에서 각 면을 다르게 제어하여 외부환경에 맞게 디스플레이를 활용 할 수 있다.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예들에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 양면발광 구조에서 한 면은 외광시인성을 향상시키고, 다른 면은 휘도를 향상시켜 외부환경에 맞게 실내 및 실외에서 디스플레이를 활용할 수 있게 된다.

따라서, 양면발광형 유기 발광표시장치가 적용된 제품의 품질을 향상할 수 있는 효과가 있다.

Claims

기판 상에 위치하며, 투명한 제 1 전극층 및 제 2 전극층과, 상기 제 1 전극층 및 제 2 전극층 사이에 배치되어 적, 녹, 청색의 빛을 발광하는 유기층을 포함하는 양면발광형 유기 발광표시장치에 있어서,

상기 기판의 저면 또는 그 반대면 중 어느 일면에 반사광을 저하시키기 위한 광제어막이 형성되는 것을 특징으로 하는 양면발광형 유기 발광표시장치.
제1항에 있어서,

상기 기판과 상기 제1 전극층 사이에 위치하고, 상기 제1 전극층과 전기적으로 연결된 박막트랜지스터를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 양면발광형 유기 발광표시장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 전극층은 애노드인 경우, ITO 또는 IZO로 되는 것을 특징으로 하는 양면발광형 유기 발광표시장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 전극층은 캐소드인 경우, Mg, Ca, Al, Ba 또는 이들의 합금을 사용한 금속박막 상에 ITO막을 형성하는 것을 특징으로 하는 양면발광형 유기 발광표시장치.
제1항에 있어서,

상기 광제어막은 편광판인 것을 특징으로 하는 양면발광형 유기 발광표시장치.
제1항에 있어서,

상기 광제어막은 컬러필터인 것을 특징으로 하는 양면발광형 유기 발광표시장치.
제6항에 있어서,

상기 광제어막은 컬러필터의 화소 사이사이에 블랙 매트릭스를 형성한 구조인 것을 특징으로 하는 양면발광형 유기 발광표시장치.