KR102168452B1

KR102168452B1 - 유기발광 다이오드 표시장치

Info

Publication number: KR102168452B1
Application number: KR1020140083634A
Authority: KR
Inventors: 이호영; 심재호; 김준기; 김득만
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2020-10-22
Also published as: KR20160005238A

Abstract

본 발명은 명실 명암비(Ambient Contrast Ratio, ACR)를 개선한 유기발광 다이오드 표시장치이다. 본 발명의 유기발광 다이오드 표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수 개의 화소영역들이 정의된 기판; 상기 기판 상에서 상기 각 화소영역들내에 형성된 제1 전극; 상기 제1 전극의 가장자리에 중첩되도록 형성되어 상기 각 화소영역들의 발광영역과 비 발광영역을 구획하는 뱅크; 상기 제1 전극과 상기 뱅크를 덮도록 형성된 유기발광층; 및 상기 유기발광층을 덮도록 형성된 제2 전극을 포함하고, 상기 유기발광층과 접하는 상기 뱅크의 어느 하나 이상의 측벽면은 연속된 요철부를 갖는다.

Description

유기발광 다이오드 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY}

본 발명은 명실 명암비(Ambient Contrast Ratio, ACR)를 개선한 유기발광 다이오드 표시장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 입사된 외부광에 대해 난반사 되는 산란광의 방향을 사용자의 시야에서 벗어나도록 뱅크 패턴을 변형함으로써 명실 명암비가 향상 되도록 하는 유기발광 다이오드 표시장치에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계발광장치 (Electroluminescence Device, EL) 등이 있다.

유기전계발광장치는 유기발광다이오드장치를 이용한 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.

도 1은 유기발광 다이오드의 구조를 나타내는 도면이다. 유기발광 다이오드는 도 1과 같이 전계발광하는 유기 전계발광 화합물층과, 유기 전계발광 화합물층을 사이에 두고 대향하는 캐소드 전극(Cathode) 및 애노드 전극(Anode)을 포함한다. 유기 전계발광 화합물층은 정공주입층(Hole injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron injection layer, EIL)을 포함한다.

유기발광다이오드는 애노드 전극(Anode)과 캐소드 전극(Cathode)에 주입된 정공과 전자가 발광층(EML)에서 재결합할 때의 여기 과정에서 여기자(excition)가 형성되고 여기자로부터의 에너지로 인하여 발광한다. 유기발광다이오드 표시장치는 도 1과 같은 유기발광다이오드의 발광층(EML)에서 발생하는 빛의 양을 전기적으로 제어하여 영상을 표시한다.

전계발광소자인 유기발광 다이오드의 특징을 이용한 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode display: OLEDD)에는 패시브 매트릭스 타입의 유기발광 다이오드 표시장치(Passive Matrix type Organic Light Emitting Diode display, PMOLED)와 액티브 매트릭스 타입의 유기발광 다이오드 표시장치(Active Matrix type Organic Light Emitting Diode display, AMOLED)로 대별된다.

액티브 매트릭스 타입의 유기발광 다이오드 표시장치(AMOLED)는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 "TFT"라함.)를 이용하여 유기발광 다이오드에 흐르는 전류를 제어하여 화상을 표시한다.

도 2는 액티브 매트릭스형 유기발광 다이오드 표시장치에서 한 화소의 구조를 나타내는 등가 회로도의 한 예이다. 도 3은 액티브 매트릭스형 유기발광 다이오드 표시장치에서 한 화소의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 3에서 절취선 I-I'로 자른 액티브 매트릭스형 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 4를 참조하면, 액티브 매트릭스 유기발광 다이오드 표시장치는 스위칭 TFT(ST), 스위칭 TFT와 연결된 구동 TFT(DT), 구동 TFT(DT)에 접속된 유기발광 다이오드(OLED)를 포함한다. 도 4의 TFT는 바텀 게이트(bottom gate) 방식의 TFT를 예시하나, 이에 한정되지 않고 탑 게이트(top gate) 방식 등 다른 구조의 TFT가 구비될 수 있다.

스위칭 TFT(ST)는 스캔 배선(SL)과 데이터 배선(DL)이 교차하는 부위에 형성되어 있다. 스위칭 TFT(ST)는 화소를 선택하는 기능을 한다. 스위칭 TFT(ST)는 스캔 배선(SL)에서 분기하는 게이트 전극(SG)과, 반도체 층(SA)과, 소스 전극(SS)과, 드레인 전극(SD)을 포함한다. 그리고 구동 TFT(DT)는 스위칭 TFT(ST)에 의해 선택된 화소의 유기발광 다이오드(OLED)를 구동하는 역할을 한다. 구동 TFT(DT)는 스위칭 TFT(ST)의 드레인 전극(SD)과 연결된 게이트 전극(DG)과, 반도체 층(DA), 전원 전압원(VDD)에 연결된 소스 전극(DS)과, 드레인 전극(DD)을 포함한다. 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)은 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극(ANO)과 연결되어 있다. 애노드 전극(ANO)과 캐소드 전극(CAT) 사이에는 유기발광층(OL)이 개재되어 있다. 캐소드 전극(CAT)은 기저 전압원(VSS)에 연결된다. 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(DG)과 전원 전압원(VDD) 사이 혹은 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(DG)과 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD) 사이에는 보조 용량(Cst)이 배치된다.

액티브 매트릭스 유기발광 다이오드 표시장치의 기판(SUB) 상에 스위칭 TFT(ST) 및 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(SG, DG)이 형성되어 있다. 그리고 게이트 전극(SG, DG) 위에는 게이트 절연막(GI)이 덮고 있다. 게이트 전극(SG, DG)과 중첩되는 게이트 절연막(GI)의 일부에 반도체 층(SA, DA)이 형성되어 있다. 반도체 층(SA, DA) 위에는 일정 간격을 두고 소스 전극(SS, DS)과 드레인 전극(SD, DD)이 마주보고 형성된다. 스위칭 TFT(ST)의 드레인 전극(SD)은 게이트 절연막(GI)에 형성된 콘택홀을 통해 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(DG)과 접촉한다. 이와 같은 구조를 갖는 스위칭 TFT(ST) 및 구동 TFT(DT)를 덮는 보호막(PAS)이 전면에 도포된다.

이와 같이 TFT들(ST, DT)이 형성된 기판은 여러 구성 요소들이 형성되어 표면이 평탄하지 못하고, 단차가 많이 형성되어 있다. 유기발광층(OL)는 평탄한 표면에 형성되어야 발광이 일정하고 고르게 발산될 수 있다. 따라서, 기판의 표면을 평탄하게 할 목적으로 오버코트 층(OC)을 기판 전면에 도포한다.

그리고 오버코트 층(OC) 위에 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극(ANO)이 형성된다. 여기서, 애노드 전극(ANO)은 오버코트 층(OC) 및 보호막(PAS)에 형성된 콘택홀을 통해 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)과 연결된다.

애노드 전극(ANO)이 형성된 기판 위에, 화소 영역을 정의하기 위해 스위칭 TFT(ST), 구동 TFT(DT) 그리고 각종 배선들(DL, SL, VDL)이 형성된 영역 위에 뱅크(BN)를 형성한다. 뱅크(BN)에 의해 노출된 애노드 전극(ANO)이 발광 영역이 된다. 뱅크(BN)에 의해 노출된 애노드 전극(ANO) 위에 유기발광층(OL)을 형성한다. 유기발광층(OL) 위에는 캐소드 전극(CAT)이 형성된다.

캐소드 전극(CAT)은 유기발광층(OL)과 뱅크(BN)를 덮도록 형성되며, 뱅크(BN) 테이퍼에 의해 존재하는 표면 굴곡에 따라 증착된다. 캐소드 전극(CAT)이 우수한 스텝 커버리지(step coverage)를 갖도록 형성되는 경우에는 뱅크(BN) 테이퍼의 굴곡에 따라 변곡부(INF)가 형성된다. 변곡부(INF)는 곡면형상을 이루면서 단차가 생기는 부분으로 완만한 계단 형상인 것을 의미한다.

유기발광 다이오드 표시장치는 실내에서는 물론 외부에서도 사용될 수 있다. 외부광원에 영향을 받는 환경에서는 명실 명암비가 유기발광 다이오드 표시장치의 제품성 및 신뢰성에 있어서 중요한 요소가 된다. 외부에서 사용되는 경우 태양과 같이 상대적으로 휘도가 매우 높은 외부광원(1)으로부터의 주변광(2)이 유기발광 다이오드 표시장치내에 입사되어 캐소드 전극(CAT)에 의해 반사될 수 있다. 반사된 빛은 유기발광층(OL)으로부터 발생하는 자발광(5)과 혼합되어 유기발광 다이오드 표시장치에서 구현하고자 하는 영상을 사용자가 올바르게 인식할 수 없도록 한다. 즉, 유기발광 다이오드 표시장치는 외부 광원(1)으로부터 발생한 주변광(2)의 세기에 따라 명실 명암비(Ambient Contrast Ratio, ACR)가 크게 감소할 수 있다.

특히, 외부 광원(1)으로부터의 주변광(2)이 유기발광 다이오드 표시장치로 입사되는 경우 정반사가 아닌 난반사가 발생할 수 있다. 난반사된 산란광(4)들은 유기발광층(OL)으로부터 발생하는 자발광(5)을 방해한다. 자발광(5)을 방해하는 난반사의 주된 원인은 뱅크(BN)의 표면 굴곡을 따라 형성된 제2 전극(CAT)의 변곡부(INF)이다.

예를 들어, 도 5를 참조하면, 종래 유기발광 다이오드 표시장치의 변곡부(INF, 도 4)에 대해 45도 입사각(θ1, 도 4))을 갖는 주변광이 난반사 되는 범위를 보여준다. 대부분은 40~60도 범위의 반사각(θ2, 도 4)을 갖도록 반사되지만, 10~60도 범위 내의 모든 각도로 난반사 되는 산란광이 존재함을 알 수 있다. 특히, 30도 방향으로 난반사 되는 산란광이 상당히 존재한다. 네비게이션과 같이 차량의 중간부에 설치되고 좌우에 사용자가 위치하는 경우, 대략 30도 범위의 산란광은 사용자의 시야 범위 내에 있다. 따라서, 45도 측면에서 입사된 주변광이 사용자의 시야 범위 내로 난반사 된다. 이러한 난반사된 산란광은 유기발광 다이오드 표시장치의 명실 명암비를 더욱 저하시키고, 이에 따라 선명한 영상을 얻을 수 없게 하며, 제품성 및 신뢰성이 저감하는 문제점이 있다.

종래에는 이러한 문제점을 개선하기 위한 방법 중 하나로 저반사 특성 및 고 투과율을 갖는 편광판 또는 반사광 억제 필름 등을 사용한 경우가 있다. 편광판 등은 명실 명암비 특성을 향상시킬 수는 있으나 유기발광층에서 발광되는 자발광의 투과율을 감소시켜 표시장치의 휘도 저하 및 소비전력 증가를 야기한다. 또한, 편광판 등의 적용은 제조 비용이 증가하고, 별도의 추가공정이 필요하므로 공정 시간이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 명실 명암비 특성이 향상된 유기발광 다이오드 표시장치를 제공함에 있다.

본 발명의 유기발광 다이오드 표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수 개의 화소영역들이 정의된 기판; 상기 기판 상에서 상기 각 화소영역들내에 형성된 제1 전극; 상기 제1 전극의 가장자리에 중첩되도록 형성되어 상기 각 화소영역들의 발광영역과 비 발광영역을 구획하는 뱅크; 상기 제1 전극과 상기 뱅크를 덮도록 형성된 유기발광층; 및 상기 유기발광층을 덮도록 형성된 제2 전극을 포함하고, 상기 유기발광층과 접하는 상기 뱅크의 어느 하나 이상의 측벽면은 연속된 요철부를 갖는다.

상기 제1 전극은 애노드 전극, 상기 제2 전극은 캐소드 전극이며, 상기 유기발광층으로부터 발생하는 광은 상기 캐소드 전극을 통하여 출광한다.

상기 요철부는 톱니패턴 및 웨이브패턴 중 적어도 한 형상을 갖도록 형성된다.

상기 톱니패턴은 90도의 사잇각을 갖도록 연결된 두 변으로 형성되는 패턴을 포함하고, 상기 패턴은 일방향으로 연속되게 배열된다.

상기 요철부는 상기 발광영역과 상기 비 발광영역에 의하여 정의되는 화소정의선을 경계로 상기 비 발광영역상에서만 형성된다.

상기 뱅크 상에 도트(dot)패턴을 갖도록 형성된 격벽을 더 포함하고, 상기 격벽은 단면이 역테이퍼 형상이다.

상기 격벽은 수직방향의 뱅크상에만 형성된다.

또한, 본 발명의 유기발광 다이오드 표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수 개의 화소영역들이 정의된 기판; 상기 기판 상에서 상기 각 화소영역들내에 형성된 제1전극; 상기 제1 전극의 가장자리에 중첩되도록 형성되어 상기 각 화소영역들의 발광영역과 비 발광영역을 구획하는 뱅크; 상기 뱅크 상에 도트(dot)패턴을 갖도록 형성된 격벽; 상기 제1 전극, 상기 뱅크를 덮도록 형성된 유기발광층; 및 상기 유기발광층을 덮도록 형성된 제2 전극을 포함하고, 상기 격벽은 단면이 역테이퍼 형상을 갖는다.

상기 격벽은 수직방향의 뱅크상에만 형성된다.

상기 유기발광층과 접하는 상기 뱅크의 어느 하나 이상의 측벽면이 연속된 요철부를 갖는다.

본 발명의 유기발광 다이오드 표시장치는 입사된 외부광에 대해 난반사 되는 산란광의 방향을 전환하도록 뱅크 패턴을 변형함으로써 명실 명암비를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 유기발광 다이오드 표시장치는 입사된 외부광에 대해 난반사 되는 산란광을 흡수, 산란 혹은 반사시키도록 뱅크 상에 격벽을 형성함으로써 명실 명암비를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 각 화소들 사이에서 수직방향의 뱅크 상에만 격벽을 형성함으로써 명실 명암비를 향상시키면서도 면 저항이 증가하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 유기발광 다이오드 표시장치는 외부광에 의한 반사 특성을 개선하기 위해 사용되는 편광판 또는 반사광 억제 필름 등의 적용이 요구되지 않는다. 따라서 편광판 등을 적용하기 위한 추가 공정이 필요하지 않으며, 편광판 등의 적용에 따른 투과율 저감 문제가 없다.

도 1은 종래기술에 의한 유기발광다이오드소자를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래기술에 의한 액티브 매트릭스형 유기발광 다이오드 표시장치에서 한 화소의 구조를 나타내는 등가 회로도.
도 3은 종래기술에 의한 액티브 매트릭스형 유기발광 다이오드 표시장치에서 한 화소의 구조를 나타내는 평면도.
도 4는 도 3에서 절취선 I-I'로 자른 액티브 매트릭스형 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 종래기술에 의한 유기발광 다이오드 표시장치에서 변곡부에 의해 주변광이 난반사 되는 범위를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6에서 절취선 II-II'로 자른 도면으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광 다이오드 표시장치의 구조에서 변곡부의 입체구조를 나타내는 확대사시도이다.
도 8은 뱅크 측벽면에 형성된 요철부에서 빛의 방향이 전환되는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치에서 변곡부에 의해 주변광이 난반사 되는 범위를 나타내는 그래프이다.
도 10a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 뱅크 측벽면에 형성된 요철부의 형상을 보여주는 도면이다.
도 10b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 뱅크 측벽면에 형성된 요철부의 형상을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기발광 다이오드 표시장치의 구조에서 격벽의 형상을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

<제1 실시예>

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타낸 평면도이다. 도 7은 도 6에서 절취선 II-II'로 자른 도면으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광 다이오드 표시장치의 구조에서 변곡부의 입체구조를 나타내는 확대사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에서는 TFT(ST, DT) 부분은 종래 기술의 것과 큰 차이가 없다. 제1 실시예의 핵심적인 특징은 뱅크(BN) 부분에 있다. 따라서, 화소영역을 자른 단면도인, 도 7을 더 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 주요 특징을 설명한다. TFT(ST, DT)는 도 3 및 도 4에서 나타낸 구조에 한정되는 것은 아니고 유기발광 다이오드 표시장치를 구동할 수 있는 구조라면 모두 포함될 수 있다.

도 7을 참조하면, 기판(SUB)상에는 데이터 배선(DL) 및 구동 전류 배선(VDL)이 형성된다. 보호막(PAS)은 데이터 배선(DL) 및 구동 전류 배선(VDL)을 덮도록 기판(SUB) 전면에 형성된다. 배선(DL, VDL)들이 형성되어 단차가 있는 표면을 평탄하게 하기 위하여 보호막(PAS)의 상부에는 오버코트층(OC)이 기판(SUB) 전면에 형성된다.

제1 전극(ANO)은 오버코트층(OC) 위에 다른 화소영역의 제1 전극(ANO)과 접촉하지 않도록 형성된다. 상부 발광형(Top Emission) 유기발광 다이오드 표시장치의 경우 제1 전극(ANO)은 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등의 금속으로 이루어진 반사 전극으로 형성될 수 있고, 이들의 합금이나 산화물로도 형성될 수 있다. 제1 전극(ANO)은 애노드 전극이 될 수 있다.

뱅크(BN)는 화소영역의 발광영역과 비 발광영역을 구획하기 위해 제1 전극(ANO)의 가장자리와 중첩되고, 각종 배선(DL, VDL)들이 형성된 영역과 중첩되도록 형성된다. 뱅크(BN)에 의해 노출된 제1 전극(ANO) 영역은 발광영역으로, 그리고 뱅크(BN)가 형성된 영역은 비 발광영역으로 정의된다.

유기발광층(OL)은 뱅크(BN)에 의해 노출된 제1 전극(ANO) 위에 형성된다. 유기발광층(OL)은 적어도 발광층(emission layer, EL)을 포함하며 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

유기발광층(OL)은 적색, 녹색, 청색 중 어느 한 색을 발현하는 유기물질로 이루어져 각 화소별로 뱅크 사이에 도포 될 수 있다. 또한, 유기발광층(OL)은 백색광을 발현하는 유기물질로 이루어져 기판 전체 표면에 걸쳐 도포 될 수 있다. 이 경우 컬러 필터를 더 포함할 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 편의상 유기발광층(OL)이 적색, 녹색, 청색 중 어느 한 색을 발현하는 유기물질로 이루어져 각 화소별로 뱅크 사이에 도포 된 구조로 설명한다.

유기발광층(OL) 위에는 제2 전극(CAT)이 형성되며, 제2 전극(CAT)은 기판(SUB) 전체 표면 위에 일체형으로 형성될 수 있다. 제2 전극(CAT)은 캐소드 전극이 될 수 있다. 이때, 상부 발광형 유기발광 다이오드 표시장치의 경우 유기발광층(OL)에서 발생한 자발광은 캐소드 전극을 통해 출광한다.

제2 전극(CAT)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명도전물질로 형성될 수 있다. 또한, 제2 전극(CAT)이 ITO로만 형성되는 경우 대면적 디스플레이를 구현함에 있어서 면 저항이 높아지므로 금속물질로 형성될 수도 있다. 다만, 상부 발광형의 경우 제2 전극(CAT) 방향으로 자발광이 방출되어야 하므로 투명성이 확보될 수 있도록 얇은 두께로 형성됨이 바람직하다. 또한, 마이크로캐비티(micro-cavity) 구조를 적용하는 경우 제2 전극(CAT)은 투명도전물질과 얇은 금속층을 적층하여 반투명층으로 형성될 수도 있다.

유기발광층(OL)과 접하는 뱅크(BN)의 측벽면은 연속된 요철부(BU)를 갖도록 형성된다. 뱅크(BN)의 측벽면이 요철부(BU)를 갖도록 형성되는 경우 뱅크(BN) 위에 증착되는 제2 전극(CAT)도 요철부(BU)를 갖도록 형성된다. 제2 전극(CAT)이 우수한 스텝 커버리지(step coverage)를 갖도록 증착된 경우, 제2 전극(CAT)은 뱅크(BN)의 요철부(BU) 표면 굴곡에 따라 증착되고, 그 굴곡에 따라 변곡부(INF)가 형성된다. 변곡부(INF)는 곡면형상을 이루면서 단차가 생기는 부분으로 완만한 계단 형상인 것을 의미한다.

이러한 구조에서, 외부 광원으로부터 변곡부(INF)로 특정각(θ1)을 가지고 입사한 주변광은 난반사를 발생시킨다. 본 발명의 유기발광 다이오드 표시장치를 나타내는 도 8을 참조하면, 본 발명은 뱅크(BN) 측벽면이 요철부(BU)를 갖도록 형성함으로써 요철부(BU) 굴곡상의 변곡부(INF)에 의해 외부로부터의 주변광(100)이 난반사를 일으키더라도 난반사된 산란광(101)의 방향을 전환시킬 수 있다. 방향이 전환된 산란광(101)은 사용자의 시야각에서 벗어나게 된다. 따라서, 난반사 되는 산란광(101)과 유기발광층(OL)으로부터의 자발광의 혼합을 차단하여 명실 명암비를 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 도 9를 참조하면, 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 변곡부(INF, 도 7)에 대해 45도 입사각(θ1, 도 7)을 갖는 주변광이 난반사 되는 범위를 보여준다. 난반사 되는 산란광에는 30도 범위의 반사각(θ2, 도 7)을 갖는 성분도 존재한다. 그러나 본 발명에서 30도 범위의 산란광은 사용자의 시야 범위에 있지 않다. 자세하게는, 뱅크의 측벽면이 요철부를 갖도록 형성됨으로써 30도 범위로 난반사 되는 산란광은 사용자의 시야 범위를 벗어나 상부 혹은 하부로 흩어져 직접 시야각 내로 들어오지 않는다. 즉, 전술한 종래기술에서는 30도 범위의 산란광이 사용자의 시야 범위 내에 있어 유기발광 다이오드 표시장치가 구현하고자 하는 영상을 사용자가 올바르게 인식할 수 없었으나, 본 발명에서는 30도 범위의 산란광이 사용자의 시야 범위에 직접 들어오지 않아 상대적으로 명실 명암비가 향상된다.

<제2 실시예>

도 10a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 뱅크 측벽면에 형성된 요철부의 형상을 보여주는 도면이다.

도 10a을 참조하면, 제1 실시예에서 뱅크(BN) 측벽면의 요철부(BU)는 톱니패턴을 갖도록 형성될 수 있다. 톱니패턴은 하나의 사잇각(ANG)을 갖도록 연결된 두 변을 포함하는 패턴이 일방향으로 연속되게 배열된 형상을 말한다. 톱니패턴을 갖는 요철부(BU)는 난반사되는 산란광의 방향을 전환시키기 위하여 60~120도의 사잇각(ANG)을 갖도록 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게, 요철부(BU)는 사잇각(ANG)이 90도가 되도록 형성될 수 있다.

화소영역에서 발광영역(A)과 비 발광영역(B)을 구분하는 화소정의선(IL)을 이용하여 설명한다. 화소정의선(IL)은 발광영역(A)과 비 발광영역(B)에 의하여 정의된다. 뱅크(BN) 측변면의 톱니패턴을 갖는 요철부(BU)는 화소정의선(IL)을 경계로 비 발광영역(B)상에 형성되는 것이 바람직하다. 톱니패턴을 갖는 요철부(BU)가 화소정의선(IL)을 경계로 비 발광영역(B)상에만 형성되는 경우 노출되는 제1 전극(ANO) 영역이 증가할 수 있다. 노출되는 제1 전극(ANO) 영역이 증가하면 제1 전극(ANO)상에 형성되는 유기발광층(OL) 영역도 증가하게 되고, 증가하는 영역만큼 개구율이 증가할 수 있다. 경우에 따라서, 톱니패턴을 갖는 요철부(BU)는 발광영역(A)상에 형성되거나 화소정의선(IL)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 다만, 이러한 경우에 개구율이 약간 감소할 수 있다. 따라서, 요철부(BU)의 위치는 화소정의선(IL)을 기준으로 개구율을 고려하여 설계자의 의도에 따라 적절히 설계할 수 있다.

<제3 실시예>

도 10b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 뱅크 측벽면에 형성된 요철부의 형상을 보여주는 도면이다.

도 10b를 참조하면, 제1 실시예에서 뱅크(BN) 측벽면의 요철부(BU)는 웨이브패턴을 갖도록 형성될 수 있다. 제2 실시예에서와 같이, 톱니패턴의 경우 패턴의 연결부(LINK1, 도 10a)가 점이므로 연결부(LINK1, 도 10a)에서 난반사 된 광이 사용자의 시야로 유입될 가능성이 매우 적으나, 웨이브 패턴의 경우 연결부(LINK2)가 곡선이므로 이 곡선부에서는 사용자 시야 범위로 난반사 된 광이 일부 유입될 수 있다. 따라서, 요철부(BU)가 톱니패턴으로 형성되는 것이 가장 바람직하다. 다만, 패턴을 형성함에 있어서 톱니패턴을 형성하기 어렵다면 웨이브 패턴으로 형성할 수도 있다.

뱅크(BN) 측변면의 웨이브패턴을 갖는 요철부(BU)는 화소정의선(IL)을 경계로 비 발광영역(B)상에 형성되는 것이 바람직하다. 웨이브패턴을 갖는 요철부(BU)가 화소정의선(IL)을 경계로 비 발광영역(B)상에만 형성되는 경우 노출되는 제1 전극(ANO) 영역이 증가할 수 있다. 노출되는 제1 전극(ANO) 영역이 증가하면 제1 전극(ANO)상에 형성되는 유기발광층(OL) 영역도 증가하게 되고, 증가하는 영역만큼 개구율이 증가할 수 있다. 경우에 따라서, 웨이브패턴을 갖는 요철부(BU)는 발광영역(A)상에 형성되거나 화소정의선(IL)과 중첩되도록 형성될 수 있다. 다만, 이러한 경우에 개구율이 약간 감소할 수 있다. 따라서, 요철부(BU)의 위치는 화소정의선(IL)을 기준으로 개구율을 고려하여 설계자의 의도에 따라 적절히 설계할 수 있다.

본 발명의 요철부(BU)는 난반사되는 산란광의 방향을 전환시키기 위한 패턴이라면 모두 적용될 수 있다. 따라서 요철부(BU)의 형상은 본 발명이 이루고자 하는 효과가 발생한다면 전술한 톱니패턴 또는 웨이브패턴이 아니더라도 적용이 가능하다.

<제4 실시예>

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타낸 단면도이다. 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기발광 다이오드 표시장치의 구조에서 격벽의 형상을 보여주는 도면이다.

본 발명의 제4 실시예에서는 제 1 전극이 형성되기까지 제 1 실시예의 것과 실질적으로 동일하다. 제4 실시예의 핵심적인 특징은 수직방향의 뱅크 상에 형성된 격벽 부분에 있다. 따라서, 이하 도 11 및 도 12를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기발광 다이오드 표시장치의 주요 특징을 설명한다.

뱅크(BN) 상부에는 그 단면 형태가 역테이퍼 구조를 갖는 격벽(BH)이 형성된다. 역테이퍼 형상의 격벽(BH)을 형성하기 위해서는 격벽(BH)을 노광에 의해 패터닝할 때 적정 노광량보다 과노광하거나 혹은 현상 시간을 증가시킴으로써 형성할 수 있다. 현상 후 고온으로 큐어링(curing)하면 역테이퍼 구조가 완성된다. 격벽(HB)은 뱅크(BN)와 동일한 재료로 형성될 수 있고, 다른 감광성 유기 재료로도 형성될 수 있다. 본 발명의 유기발광 다이오드 표시장치가 TFT 등이 형성된 하부 기판과 이와 대향하는 상부 기판을 합착하여 형성되는 경우, 격벽(BH)은 상부 기판과 하부 기판의 간격을 균일하게 유지하는 스페이서(spacer)로 활용될 수 있다.

유기발광층(OL)은 뱅크(BN)에 의해 노출된 제1 전극(ANO) 위에 형성된다. 유기발광층(OL)은 적어도 발광층(emission layer, EL)을 포함하며 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 어느 하나 이상의 공통층을 포함할 수 있다.

제2 전극(CAT)이 우수한 스텝 커버리지(step coverage)를 갖도록 증착된 경우 뱅크(BN)의 표면 굴곡에 따라 증착되고, 그 굴곡에 따라 변곡부(INF)가 형성된다.

뱅크(BN) 상에 형성된 격벽(BH)은 외부광(200)이 제2 전극(CAT)의 변곡부(INF)로 입사되어 난반사되는 산란광(201)을 흡수, 산란 혹은 반사시켜 명실 명암비를 향상시킬 수 있다. 즉, 제2 전극(CAT)의 변곡부(INF)에서 난반사되어 나온 산란광(201)은 역테이퍼 구조의 격벽(BH) 상부에 입사되고, 격벽(BH) 상부에 입사된 산란광(201)은 격벽에 의해 다시 반사되어 사용자의 시야각 범위에서 벗어나게 된다. 따라서, 난반사 되는 산란광(201)과 유기발광층(OL)으로부터의 자발광(202)의 혼합을 차단하여 명실 명암비를 향상시킬 수 있다.

제2 전극(CAT)은 격벽(BH)의 상부와 뱅크(BN)가 중첩되는 영역(C)에서는 격벽(BH)을 덮도록 형성되고, 그 외 영역에서는 유기발광층(OL) 및 뱅크(BN)의 일부를 덮도록 형성된다. 따라서, 제2 전극(CAT)은 격벽(BH)으로 인하여 끊기는 형태로 형성된다. 이러한 경우, 제2 전극(CAT)을 기판 전체 표면 위에 일체로 형성하는 경우에 비하여 면 저항이 증가한다. 이는 소자의 특성에 영향을 줄 수 있다. 따라서 격벽(BH)은 뱅크(BN) 상에서 도트 패턴으로 형성됨이 바람직하다. 격벽(BH)을 도트 패턴으로 형성하는 경우 인접하는 도트 패턴 사이 영역(D)에서 제2 전극(CAT)이 끊어지지 않아 면 저항을 상당히 줄일 수 있다.

난반사에 의한 명실 명암비 저하는 외부광(200)이 뱅크(BN)의 측벽면으로 입사되는 경우에 특히 문제된다. 따라서, 격벽(BH)은 난반사 되는 산란광(201)의 차단과 면 저항의 증가 방지를 고려하여 수직방향(y)의 뱅크(BN) 상에만 형성할 수 있다.

제2 전극(CAT) 및 유기발광층(OL)에 포함된 공통층이 뱅크(BN) 상에 일체로 증착되는 경우 전류가 공통층을 따라 흘러 원하지 않는 컬러가 표시될 수 있다. 본 발명은 뱅크(BN) 상에 격벽(BH)을 형성하여 제2 전극(CAT)과 공통층을 패터닝하고, 이에 따라 공통층을 통해 흐르는 전류를 차단하여 R/G/B Leakage불량을 개선할 수 있다.

또한, 전술한 제1 실시예에서와 같이 유기발광층과 접하는 뱅크의 측벽면은 연속된 요철부를 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 나타낸 뱅크(BN)의 구조 위에 제4 실시예에 의한 격벽구조를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 외부광에 의한 반사 특성을 개선하기 위해 사용되는 편광판 또는 반사광 억제 필름 등의 적용이 요구되지 않는다. 따라서 편광판 등을 적용하기 위한 추가 공정이 필요하지 않으며, 편광판 등의 적용에 따른 투과율 저감 문제가 없다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

SUB : 기판 OLE : 유기발광층
ANO : 제1 전극 CAT : 제2 전극
BN : 뱅크 BU : 요철부
INF : 변곡부 A : 발광 영역
B : 비 발광영역 IL : 화소정의선
ANG : 사잇각 LINK : 연결부
BH : 격벽

Claims

매트릭스 형태로 배열된 다수 개의 화소영역들이 정의된 기판;
상기 기판 상에서 상기 각 화소영역들내에 형성된 제1 전극;
상기 제1 전극의 가장자리에 중첩되도록 형성되어 상기 각 화소영역들의 발광영역과 비 발광영역을 구획하는 뱅크;
상기 뱅크 중 수직방향의 뱅크 상에만 위치하며, 역테이퍼의 단면 형상을 갖는 도트(dot)패턴으로 형성되는 격벽;
상기 제1 전극과 상기 뱅크를 덮도록 형성된 유기발광층; 및
상기 유기발광층과 상기 뱅크의 일부 및 상기 격벽을 덮도록 형성된 제2 전극을 포함하고,
상기 유기발광층 및 상기 뱅크 상의 제2 전극과 상기 격벽 상의 제2 전극은 서로 분리되며,
상기 유기발광층과 접하는 상기 뱅크의 어느 하나 이상의 측벽면이 연속된 요철부를 갖는 유기발광 다이오드 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 전극은 애노드 전극, 상기 제2 전극은 캐소드 전극이며,
상기 유기발광층으로부터 발생하는 광은 상기 캐소드 전극을 통하여 출광하는 유기발광 다이오드 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 요철부는 톱니패턴 및 웨이브패턴 중 적어도 한 형상을 갖도록 형성되는 유기발광 다이오드 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 톱니패턴은 90도의 사잇각을 갖도록 연결된 두 변으로 형성되는 패턴을 포함하고,
상기 패턴은 일방향으로 연속되게 배열되는 유기발광 다이오드 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 요철부는 상기 발광영역과 상기 비 발광영역에 의하여 정의되는 화소정의선을 경계로 상기 비 발광영역상에서만 형성되는 유기발광 다이오드 표시장치.
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