KR101127584B1 - 광학필름 및 이를 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치 - Google Patents

광학필름 및 이를 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 보안기능이 강화되고 외부광 반사를 방지할 수 있는 광학필름 및 이를 구비하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.

Description

광학필름 및 이를 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치{Optical film and organic light emitting display apparatus having the same}
본 발명의 일 실시예는 보안기능이 강화되고 외부광의 반사를 방지할 수 있는 광학필름 및 이를 구비하는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 평판 표시 장치(flat displat device)는 크게 발광형과 수광형으로 분류할 수 있다. 발광형으로는 평판 음극선관(flat cathode ray tube)과, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)과, 전계 발광 소자(electro luminescent device)와, 발광 다이오드(light emitting diode) 등이 있다. 수광형으로는 액정 디스플레이(liquid crystal display)를 들 수 있다. 이중에서, 전계 발광 소자는 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 표시 소자로서 주목을 받고 있다. 이러한 전자 발광 소자는 발광층을 형성하는 물질에 따라서 무기 전계 발광 소자와 유기 전계 발광 소자로 구분된다.
이 중에서, 유기 전계 발광 소자는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기(exitation)시켜서 발광시키는 자발광형 디스플레이로, 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형화가 용이하며, 광시야각, 빠른 응답 속도 등 액정 디스플레이에 있어서 문제점으로 지적되는 것을 해결할 수 있는 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
유기 전계 발광 소자는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 유기물로 이루어진 발광층을 구비하고 있다. 유기 전계 발광 소자는 이들 전극들에 양극 및 음극 전압이 각각 인가됨에 따라 애노드 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 정공 수송층을 경유하여 발광층으로 이동되고, 전자는 캐소드 전극으로부터 전자 수송층을 경유하여 발광층으로 이동되어서, 발광층에서 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exiton)을 생성하게 된다.
이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 변화됨에 따라, 발광층의 형광성 분자가 발광함으로써 화상을 형성하게 된다. 풀 컬러(full color)형 유기 전계 발광 소자의 경우에는 적(R), 녹(G),청(B)의 삼색을 발광하는 화소(pixel)를 구비토록 함으로써 풀 컬러를 구현한다.
이와 같은 유기 전계 발광 소자에서, 애노드 전극의 양단부에는 화소 정의막(Pixel Define Layer)이 형성된다. 그리고, 이 화소 정의막에 소정의 개구를 형성한 후, 개구가 형성되어 외부로 노출된 애노드 전극의 상부에 발광층 및 캐소드 전극이 차례로 형성된다.
본 발명의 주된 목적은 외부광의 반사를 차단할 수 있으며 보안기능이 강화된 광학필름 및 이를 구비하는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름은, 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 형성되는 순차적으로 형성되는 제1 전극, 유기 발광 소자, 제2 전극, 및 제2 기판을 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치에서 상기 제2 기판 상에 배치되는 광학필름에 있어서, 상기 광학필름은, 상기 유기 발광 디스플레이 장치에서 외부로 배출되는 방출광을 집광하여 외부로 방출시키고, 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 시야각을 감소시키는 복수 개의 미세구조와, 상기 미세구조 사이에는 배치되며 외부광을 흡수하여 상기 외부광의 반사를 방지하는 광흡수부를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 미세구조는, 상기 시야각을 감소시키는 보안부와, 상기 방출광을 집광하는 집광부를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보안부는, 상기 광학필름에서 외부를 향하는 제1 면에 배치되는 제1 투과부와, 상기 미세구조 내부에 형성되는 제2 투과부와, 상기 제1 투과부와 제2 투과부를 연결하는 연장부를 구비하며, 상기 연장부는 상기 제1 면에서 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 향하여 수직하게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 투과부와 상기 제2 투과부는 면적이 동일할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 집광부는, 상기 제2 면에 배치되는 제3 투과부와, 상기 제2 투과부와 상기 제3 투과부를 연결하며 상기 집광부의 측면을 이루는 반사부를 구비하고, 상기 제3 투과부의 면적은 상기 제1 투과부 및 상기 제2 투과부의 면적보다 클 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 내지 3 투과부는 광을 투과시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반사부는 상기 반사부에 입사된 빛을 반사시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반사부는 상기 제1 면을 향하여 볼록할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 미세구조의 내부는 투명한 수지재로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 집광부는 상기 제1 면에서 상기 제2 면을 향하는 방향으로 굴절률이 연속적으로 변화할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 집광부는 상기 제1 면에서 상기 제2 면을 향하는 방향으로 갈수록 상기 상기 굴절률이 커질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보안부는 굴절률이 균일할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 미세구조는 상기 광흡수부 보다 굴절률이 더 클 수 있다.
본 발명에 있어서, 한 개의 상기 유기 발광 소자는 복수 개의 미세구조에 대응될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 미세구조들 각각의 간격은 상기 유기 발광 소자들 각각의 간격보다 작을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 미세구조의 간격은 대략 200nm 내지 250nm일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광흡수부는 상기 미세구조 사이에 배치되며, 상기 제1 면에 일부가 노출될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 제1 기판과, 상기 제1 기판 상에 배치되며 복수 개의 유기 발광 소자를 갖는 유기 발광부와, 상기 제1 기판을 덮은 제2 기판과, 상기 제2 기판 상에 배치되는 광학필름을 구비하며, 상기 광학필름은, 상기 유기 발광 디스플레이 장치에서 외부로 배출되는 방출광을 집광하여 외부로 방출시키고, 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 시야각을 감소시키는 복수 개의 미세구조와, 상기 미세구조 사이에는 배치되며 외부광을 흡수하여 상기 외부광의 반사를 방지하는 광흡수부를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 미세구조는, 상기 시야각을 감소시키는 보안부와, 상기 방출광을 집광하는 집광부를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보안부는, 상기 광학필름에서 외부를 향하는 제1 면에 배치되는 제1 투과부와, 상기 미세구조 내부에 형성되는 제2 투과부와, 상기 제1 투과부와 제2 투과부를 연결하는 연장부를 구비하며, 상기 연장부는 상기 제1 면에서 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 향하여 수직하게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 투과부와 상기 제2 투과부는 면적이 동일할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 집광부는, 상기 제2 면에 배치되는 제3 투과부와, 상기 제2 투과부와 상기 제3 투과부를 연결하며 상기 집광부의 측면을 이루는 반사부를 구비하고, 상기 제3 투과부의 면적은 상기 제2 투과부의 면적보다 작을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 내지 3 투과부는 광을 투과시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반사부는 상기 반사부에 입사된 빛을 반사시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반사부는 상기 제1 면을 향하여 볼록할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 미세구조의 내부는 투명한 수지재로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 집광부는 상기 제1 면에서 상기 제2 면을 향하는 방향으로 굴절률이 연속적으로 변화할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 집광부는 상기 제1 면에서 상기 제2 면을 향하는 방향으로 갈수록 상기 굴절률이 커질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보안부는 굴절률이 균일할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 미세구조는 상기 광흡수부 보다 굴절률이 더 클 수 있다.
본 발명에 있어서, 한 개의 상기 유기 발광 소자는 복수 개의 미세구조에 대응할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 미세구조들 각각의 간격은 상기 유기 발광 소자들 각각의 간격보다 작을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 미세구조의 간격은 대략 200nm 내지 250nm일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광흡수부는 상기 미세구조 사이에 배치되며, 상기 제1 면에 일부가 노출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부광이 반사되는 것을 방지할 수 있으며, 유기 발광 표시 장치에서 방출되는 빛을 집광하여 방출하므로 광추출효율을 증가시키고, 보안 기능을 강화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 광학필름을 개략적으로 나타내느 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 광학필름의 작용을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름(100)을 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1의 I-I선을 따라 취한 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 광학필름을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
광학필름(100)은 유기 발광 표시 장치(200)의 일면에 배치되어 유기 발광 표시 장치(200)에서 방출하는 빛을 집광시켜서 외부로 방출하며, 외부에서 유기 발광 표시 장치(200)를 향하여 입사되는 빛을 흡수하여 반사를 막을 수 있다. 또한, 시야각을 제한할 수 있다. 이를 위해, 광학필름(100)은 미세구조(110)와 광흡수부(120)를 구비할 수 있다. 미세구조(110)는 유기 발광 표시 장치(200)에서 방출되는 빛을 집광하여 외부로 방출시키고 시야각을 제한하며, 광흡수부(120)는 외부로부터의 입사광을 흡수하여 반사를 차단할 수 있다.
도 1 내지 3을 참조하면, 미세구조(110)는 보안부(114)와 집광부(118)를 구비할 수 있다.
보안부(114)는 제1 투과부(111), 제2 투과부(112), 및 연장부(113)를 구비할 수 있다.
제1 투과부(111)는 광학필름(100)에서 외부를 향하는 제1 면(101)에 배치된다. 제1 투과부(111)를 통해 빛이 투과되어 외부로 방출되거나 내부로 입사된다.제1 투과부(111)는 도 2에서 보는 바와 같이 원형일 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 타원형, 다각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
제2 투과부(112)는 제1 투과부(111)와 대응되도록 미세구조(110) 내에 형성되며, 연장부(113)에 의해 제1 투과부(111)와 연결된다. 연장부(113)는 제1 면(101)에서 제2 면(102)을 향하는 방향으로 제1 면(111)에 수직하게 연장되어 제1 투과부(111)와 제2 투과부(112)를 연결할 수 있다. 제2 투과부(112)는 제1 투과부(111)와 동일한 형상과 크기를 가질 수 있다. 따라서, 제1 투과부(111), 제2 투과부(112) 및 연장부(113)이 이루는 형성은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 원기둥 형상일 수 있다. 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 투과부(111) 및 제2 투과부(112)의 형상에 따라 타원 기둥, 다각형 기둥 등 다양한 형상의 기둥 형상을 가질 수 있다. 여기서, 제2 면(102)은 제1 면(101)에 대향하는 면으로서 유기 발광 표시 장치(200)를 향하는 면이다. 제1 면(101) 및 제2 면(102)은 각각 평활면일 수 있다
집광부(118)는 제3 투과부(115), 반사부(116), 및 중심부(117)를 구비할 수 있다.
제3 투과부(115)는 제1 면(101)에 대치된 제1 투과부(111)와 대응되도록 제2 면(102)에 배치된다. 제3 투과부(115)는 제1 투과부(111)와 같이 빛을 투과시킬 수 있다. 상세하게는 제1 투과부(111)는 제1 면(101)에 배치되며, 제3 투과부(115)는 제2 면(102)에 배치되어 유기 발광 표시 장치(200)에서 방출되는 빛은 제3 투과부(115)와 제1 투과부(111)를 투과하여 외부로 방출될 수 있다. 또한, 외부광은 제1 투과부(111)와 제3 투과부(115)를 통과하여 유기 발광 표시 장치(200) 내로 입사될 수 있다.
제3 투과부(115)는 제1 투과부(111) 보다 면적이 더 크다. 즉, 도 3을 참조하면, 광학필름(100)의 제1 면(101)에는 제1 투과부(111)들 사이에 광흡수부(120)가 존재한다. 다시 말하면, 제1 면(101)에는 광흡수부(120)가 전체적으로 배치되고, 제1 투과부(111)들이 배열된다고 볼 수 있다. 빛은 제1 투과부(111)를 통해서 방출되고 입사되며, 외부광은 광흡수부(120)를 통해 흡수된다. 제2 면(102)에는 제3 투과부(115) 만이 배치될 수 있다. 제2 면(102)에는 광흡수부(120)가 배치되지 않을 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 제3 투과부(115)의 면적이 제1 투과부(111)의 면적보다 더 크게 되도록 제2 면(102)에 광흡수부(120)가 배치될 수 있다.
반사부(116)는 제2 투과부(112)에서 제3 투과부(113)를 연결하며, 집광부(118)와 광흡수부(120) 사이의 경계면을 나타낸다. 제1 투과부(111) 또는 제3 투과부(115)를 통해서 입사되어 반사부(116)를 향하는 빛은 반사부(116)에서 반사된다. 빛이 반사부(116)에서 반사가 반복되어 집광될 수 있다. 이에 관하여는 후술한다.
반사부(116)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 면(101)을 향하여 볼록하게 형성될 수 있다. 즉, 반사부(116)는 제3 투과부(115)에서 제1 투과부(111)를 향하여 볼록한 곡면을 이룰 수 있다. 따라서, 집광부(118)의 횡단면은 제3 투과부(115)에서 제2 투과부(112)로 갈수록 작아질 수 있다.
중심부(117)는 집광부(118)의 내부로서 제2 투과부(112), 제3 투과부(115), 및 반사부(116)로 둘러싸인 부분을 의미한다. 중심부(117)는 투명한 수지재로 이루어질 수 있다. 중심부(117) 내에서는 굴절률이 연속적으로 변화한다. 상세하게는, 집광부(118)의 종방향, 즉 제1 면(101)에서 제2 면(102)으로 향하는 방향을 따라서 굴절률이 연속적으로 변하며, 바람직하게는 제1 면(101)에서 제2 면(102)으로 향하는 방향을 따라 중심부(117)의 굴절률은 증가한다. 또한, 집광부(118)의 굴절률은 광흡수부(120)의 굴절률보다 크다. 이와 같이 중심부(117)의 굴절률이 연속적으로 변화하고 집광부(118)의 굴절률이 광흡수부(120)의 굴절률보다 크므로 집광부(118)는 빛을 반복적으로 반사시켜서 집광시킬 수 있다. 이에 관하여는 후술한다.
미세구조(110)들의 간격은 유기 발광 소자들의 간격보다 작을 수 있다. 이에 따라, 미세구조(110)들은 복수 개의 미세구조(110)가 한 개의 유기 발광 소자에 대응하도록 배열된다. 이와 같이 미세구조(110)들의 간격이 유기 발광 소자들의 간격보다 작기 때문에 미세구조(110)를 유기 발광 소자에 대응되도록 얼라인시킬 필요가 없다. 미세구조(110)들의 간격(t)은 대략 200nm 내지 250nm일 수 있다. 상기와 같은 간격을 가지고 미세구조(110)들이 배열될 때 유기 발광 표시 장치(도 5의 200)에서 구현되는 이미지의 왜곡을 방지할 수 있다.
광흡수부(120)는 미세구조(110)들 사이에 배치되며 광흡수부(120)의 제1 면(101)에 일부가 노출된다. 또한, 광흡수부(120)는 제2 면(102)에는 노출되지 않거나 제1 면(101)에 노출되는 면적보다 적게 제2 면(102)에 노출될 수 있다. 이에 따라 제3 투과부(115)의 면적이 제1 투과부(111)의 면적보다 더 크게 형성된다. 광흡수부(120)는 광흡수부(120)로 입사되는 입사광을 흡수할 수 있다. 즉, 제1 면(101)에 노출된 광흡수부(120)는 외부에서 유기 발광 표시 장치(도 5의 200)로 입사되는 입사광을 흡수하므로 상기 입사광이 다시 외부로 반사되는 것을 방지할 수 있다. 광흡수부(120)는 빛을 흡수할 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 광흡수부(120)는 검정색을 나타내는 카본 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 빛을 흡수할 수 있는 다양한 색상을 갖는 물질일 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 광학필름의 작용을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 외부에서 광학필름(100)을 향하는 빛 중 광흡수부(120)를 향하여 입사되는 입사광(A1)은 광흡수부(120)에 흡수되어 다시 외부로 반사되지 않는다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름(100)은 외광 반사를 감소시킬 수 있으므로 유기 발광 표시 장치의 콘트라스트를 개선할 수 있다.
외부에서 광학필름(100)을 향하는 입사광 중 제1 투과부(111)를 향하여 입사되는 입사광(A2)은 제1 투과부(111)를 투과하여 연장부(113)를 거쳐 집광부(118)의 중심부(117)에 입사된다. 또한, 중심부(117)에 입사된 입사광(A2)은 집광부(118)의 반사부(116)에 도달하여 반사될 수 있으며, 이렇게 반사된 빛은 유기 발광 표시 장치(도 5의 200)의 대향전극(243)에 또 다시 반사되어 광학필름(100)을 향할 수 있다. 대향전극(243)에서 반사된 빛은 제3 투과부(115)를 통과하여 중심부(117)를 향하고 다시 반사부(116)에서 반사될 수 있다. 이와 같이 외부에서 유기 발광 표시 장치(도 5의 200) 내로 입사된 빛은 반사부(116)와 대향전극(243)에서 반복적으로 반사되어 더욱 집광된 후 다시 제1 투과부(111)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
유기 발광 표시 장치(200)에서 방출된 방출광 중 일부 빛(B1)은 반사없이 제3 투과부(115), 중심부(117), 연장부(113), 및 제1 투과부(111)를 통해 외부로 나갈 수 있다. 그러나, 유기 발광 표시 장치(200)에서 방출된 방출광 중 다른 빛(B2)은 제3 투과부(115)를 통과한 후 반사부(116)에서 반사되고, 보안부(114)를 거치면서 시야각이 감소하여 외부로 방출된다. 즉, 보안부(114)는 제3 투과부(115) 보다 면적이 작은 제1 투과부(111)와 제2 투과부(112), 그리고 일정한 높이(h)를 갖는 연장부(113)로 이루어지므로 제2 투과부(112)를 투과한 방출광(B2)은 연장부(113)의 측면에서 반사를 반복하게 되므로 시야각이 감소되어 외부로 방출된다. 이와 같이 일정한 높이(h)를 갖는 연장부(113)를 통과하여 방출된 빛은 시야각이 감소하게 되며, 유기 발광 표시 장치(200)에서 수직한 방향으로는 유기 발광 표시 장치(200)에서 구현하는 이미지를 잘 볼 수 있지만, 상기와 같이 감소된 시야각에서 벗어나 위치에서는 상기 이미지를 볼 수가 없다. 따라서, 은행의 ATM(Automatic teller machine)과 같은 ATM 사용자 이외의 타인이 볼 수 없도록 보안이 요구되는 장치에는 본 발명의 광학필름(100)은 표시 장치에서 구현되는 이미지의 시야각을 감소시킴으로써 보안기능을 강화시킬 수 있다.
또한, 유기 발광 표시 장치(200)에서 방출된 방출광 중 또 다른 빛(B3)은 반사부(116)와 대향전극(243)에서 반사를 반복한 후 집광되어 제1 투과부(111)를 통해 외부로 나갈 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름(100)은 외부광을 흡수하여 다시 외부로 반사되는 것을 방지하며, 유기 발광 표시 장치(200)에서 발생한 빛을 집광하여 외부로 방출시키므로 광추출효율을 증가시킬 수 있으며, 시야각을 감소시켜 보안 기능을 강화시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(200)를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 5는 액티브 매트릭스형(AM type) 유기 발광 표시 장치의일 예를 도시한다. 도 5에서 부화소들은 적어도 하나의 TFT와 자발광 소자인 EL소자(OLED)를 갖는다. 다만, 상기 TFT는 반드시 도 5에 도시된 구조로만 가능한 것은 아니며, 그 수와 구조는 다양하게 변형 가능하다. 이러한 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 표시 장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5를 참조하면, 기판(211) 상에는 버퍼층(213)이 형성될 수 있으며, 버퍼층(213) 상에 유기 발광부(220)와 제2 기판(212)이 형성되고, 제2 기판(212) 상에 광학필름(100)이 배치될 수 있다.
유기 발광부(220)는 화소 회로부(230)와 유기 발광 소자(240)로 이루어질 수 있다. 유기 발광부(220)는 버퍼층(213) 상에 순차적으로 화소 회로부(230)와 유기 발광 소자(240)가 형성됨으로써 이루어진다. 회소 회로부(230)는 박막 트랜지스터(thin film transistor: TFT)일 수 있다.
기판(211)의 버퍼층(213) 상에 소정 패턴의 활성층(52)이 구비된다. 활성층(52)의 상부에는 게이트 절연막(53)이 구비되고, 게이트 절연막(53) 상부의 소정 영역에는 게이트 전극(54)이 형성된다. 게이트 전극(54)은 박막 트랜지스터 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결되어 있다. 게이트 전극(54)의 상부로는 층간 절연막(55)이 형성되고, 컨택 홀을 통해 소스/드레인 전극(56)(57)이 각각 활성층(52)의 소스/드레인 영역(52b)(52c)에 접하도록 형성된다. 소스/드레인 전극(56)(57) 상부에는 절연막(58)이 형성된다. 절연막(58)은 SiO2, SiNx 등으로 이루어진 패시베이션막일 수 있다. 절연막인 패시베이션막(58)의 상부에는 아크릴(acryl), 폴리 이미드(polyimide), BCB(Benzocyclobutene) 등의 유기물질로 평탄화막(59)이 형성될 수 있다.
그리고, 평탄화막(59)의 상부에 유기 전계 발광 소자(OLED)의 애노드 전극이 되는 화소 전극(241)이 형성되고, 이를 덮도록 유기물로 화소 정의막(Pixel Define Layer: 244)이 형성된다. 화소 정의막(244)에 소정의 개구를 형성한 후, 화소 정의막(244)의 상부 및 개구가 형성되어 외부로 노출된 화소 전극(241)의 상부에 중간층(242)을 형성한다. 여기서, 중간층(242)은 발광층을 포함한다. 본 발명은 반드시 이와 같은 구조로 한정되는 것은 아니며, 다양한 유기 발광 디스플레이장치의 구조가 그대로 적용될 수 있음은 물론이다.
유기 전계 발광 소자(240)는 전류의 흐름에 따라 적, 녹, 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시하는 것으로, 박막 트랜지스터의 드레인 전극(56)에 연결되어 이로부터 플러스 전원을 공급받는 화소 전극(241)과, 전체 화소를 덮도록 구비되어 마이너스 전원을 공급하는 대향 전극(243) 및 이들 화소 전극(241)과 대향 전극(243)의 사이에 배치되어 발광하는 중간층(242)으로 구성된다.
화소 전극(241)과 대향 전극(243)은 중간층(242)에 의해 서로 절연되어 있으며, 중간층(242)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 중간층(242)에서 발광이 이뤄지도록 한다.
여기서, 중간층(242)은 저분자 또는 고분자 유기층이 사용될 수 있는 데, 저분자 유기층을 사용할 경우 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다. 이들 저분자 유기층은 진공증착의 방법으로 형성된다.
고분자 유기층의 경우에는 대개 홀 수송층(HTL) 및 발광층(EML)으로 구비된 구조를 가질 수 있으며, 이때, 홀 수송층으로 PEDOT를 사용하고, 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용하며, 이를 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄방법 등으로 형성할 수 있다.
이와 같은 중간층은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 실시예들이 적용될 수 있음은 물론이다.
중간층(242)은 스핀 코팅(spin coatin) 방법으로 형성될 수 있다. 상세하게는, 화소 전극(241)과 화소 정의막(244)을 덮도록 유기 물질을 도포한다. 이후 기판(50)을 회전시킨다. 기판(50)의 회전량에 따라 화소 정의막(244) 상에 도포된 유기 물질은 제거되고, 화소 전극(241) 상에 도포된 유기 물질만이 남게 된다. 다음으로, 화소 전극(241) 상에 도포된 유기 물질을 소성시켜서 중간층(242)을 형성할 수 있다.
화소 전극(241)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(243)은 캐소드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소 전극(241)과 대향 전극(243)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(241)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있는 데, 투명전극으로 사용될 때에는 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3로 구비될 수 있고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3를 형성할 수 있다.
한편, 대향 전극(243)은 반사형 전극으로 구비될 수 있는 데, 투명전극으로 사용될 때에는 대향 전극(243)이 캐소드 전극으로 사용되므로, 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 및 이들의 화합물이 중간층(62)의 방향을 향하도록 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극층이나 버스 전극 라인을 형성할 수 있다. 그리고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 위 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성한다.
유기 발광부(220) 형성 후에는 봉지부(220)로 유기 발광부(220)를 밀봉한다. 봉지부(220)는 유기물 박막층과 무기물 박막층이 교대로 적층되어 이루어질 수 있으며, 또 다른 변형예로서 금속막으로 이루어질 수 있다.
제2 기판(212)은 유기 발광부(220)에서 발생한 빛이 투과될 수 있도록 투과율이 높은 물질로 이루질 수 있다. 제2 기판(212) 상에는 상술한 바와 같이 광학필름(100)이 배치된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 광학필름(100)의 미세구조(110)는 유기 발광 소자(240)의 픽셀보다 작게 형성되며, 미세구조(110)와 픽셀이 일대일로 대응하지 않고 복수개의 미세구조(110)와 한 개의 픽셀이 대응될 수 있다. 따라서, 유기 발광 소자(240)와 미세구조(110) 사이에 별도의 얼라인 공정없이 제2 기판(212) 상에 광학필름(100)을 배치할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 광학필름 220: 미세구조
111: 제1 투과부 112: 제2 투과부
113: 반사부 114: 중심부
120: 광흡수부 200: 유기 발광 표시 장치

Claims (34)

  1. 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 형성되는 순차적으로 형성되는 제1 전극, 유기 발광 소자, 제2 전극, 및 제2 기판을 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치에서 상기 제2 기판 상에 배치되는 광학필름에 있어서,
    상기 광학필름은,
    상기 유기 발광 디스플레이 장치에서 외부로 배출되는 방출광을 집광하여 외부로 방출시키고, 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 시야각을 감소시키는 복수 개의 미세구조; 및
    상기 미세구조 사이에는 배치되며 외부광을 흡수하여 상기 외부광의 반사를 방지하는 광흡수부;를 구비하며,
    상기 미세구조는,
    상기 시야각을 감소시키는 보안부; 및
    상기 방출광을 집광하는 집광부;를 구비하고,
    상기 보안부는,
    상기 광학필름에서 외부를 향하는 제1 면에 배치되는 제1 투과부;
    상기 미세구조 내부에 형성되는 제2 투과부; 및
    상기 제1 투과부와 제2 투과부를 연결하는 연장부;를 구비하며,
    상기 연장부는 상기 제1 면에서 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 향하여 수직하게 형성된 것을 특징으로 하는 광학필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 투과부와 상기 제2 투과부는 면적이 동일한 것을 특징으로 하는 광학필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 집광부는,
    상기 제2 면에 배치되는 제3 투과부; 및
    상기 제2 투과부와 상기 제3 투과부를 연결하며, 상기 집광부의 측면을 이루는 반사부;를 구비하고,
    상기 제3 투과부의 면적은 상기 제1 투과부 및 상기 제2 투과부의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 광학필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 내지 3 투과부는 광을 투과시킬 수 있는 광학필름.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 반사부에 입사된 빛을 반사시키는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 제1 면을 향하여 볼록한 것을 특징으로 하는 광학필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 미세구조의 내부는 투명한 수지재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 집광부는 상기 제1 면에서 상기 제2 면을 향하는 방향으로 굴절률이 연속적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 집광부는 상기 제1 면에서 상기 제2 면을 향하는 방향으로 갈수록 상기 굴절률이 커지는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 보안부는 굴절률이 균일한 것을 특징으로 하는 광학필름,
  13. 제1항에 있어서,
    상기 미세구조는 상기 광흡수부 보다 굴절률이 더 큰 것을 특징으로 하는 광학필름.
  14. 제1항에 있어서,
    한 개의 상기 유기 발광 소자는 복수 개의 미세구조에 대응하는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 미세구조들 각각의 간격은 상기 유기 발광 소자들 각각의 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 광학필름.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 미세구조의 간격은 200nm 내지 250nm 인 것을 특징으로 하는 광학필름.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 광흡수부는 상기 미세구조 사이에 배치되며, 상기 제1 면에 일부가 노출되는 것을 특징으로 하는 광학필름.
  18. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치되며 복수 개의 유기 발광 소자를 갖는 유기 발광부;
    상기 제1 기판을 덮은 제2 기판; 및
    상기 제2 기판 상에 배치되는 광학필름;을 구비하며,
    상기 광학필름은,
    상기 유기 발광 디스플레이 장치에서 외부로 배출되는 방출광을 집광하여 외부로 방출시키고, 상기 유기 발광 디스플레이 장치의 시야각을 감소시키는 복수 개의 미세구조; 및
    상기 미세구조 사이에는 배치되며 외부광을 흡수하여 상기 외부광의 반사를 방지하는 광흡수부;를 구비하며,
    상기 미세구조는,
    상기 시야각을 감소시키는 보안부; 및
    상기 방출광을 집광하는 집광부;를 구비하고,
    상기 보안부는,
    상기 광학필름에서 외부를 향하는 제1 면에 배치되는 제1 투과부;
    상기 미세구조 내부에 형성되는 제2 투과부; 및
    상기 제1 투과부와 제2 투과부를 연결하는 연장부;를 구비하며,
    상기 연장부는 상기 제1 면에서 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 향하여 수직하게 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제18항에 있어서,
    상기 제1 투과부와 상기 제2 투과부는 면적이 동일한 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 집광부는,
    상기 제2 면에 배치되는 제3 투과부; 및
    상기 제2 투과부와 상기 제3 투과부를 연결하며, 상기 집광부의 측면을 이루는 반사부;를 구비하고,
    상기 제3 투과부의 면적은 상기 제2 투과부의 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 내지 3 투과부는 광을 투과시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 반사부에 입사된 빛을 반사시키는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 제1 면을 향하여 볼록한 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 미세구조의 내부는 투명한 수지재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 집광부는 상기 제1 면에서 상기 제2 면을 향하는 방향으로 굴절률이 연속적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 집광부는 상기 제1 면에서 상기 제2 면을 향하는 방향으로 갈수록 상기 굴절률이 커지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 보안부는 굴절률이 균일한 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  30. 제18항에 있어서,
    상기 미세구조는 상기 광흡수부 보다 굴절률이 더 큰 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  31. 제18항에 있어서,
    한 개의 상기 유기 발광 소자는 복수 개의 미세구조에 대응하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  32. 제18항에 있어서,
    상기 미세구조들 각각의 간격은 상기 유기 발광 소자들 각각의 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 미세구조의 간격은 200nm 내지 250nm 인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  34. 제18항에 있어서,
    상기 광흡수부는 상기 미세구조 사이에 배치되며, 상기 제1 면에 일부가 노출되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
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