KR102512274B1 - 유기발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

유기발광 표시장치는 베이스기판, 화소층, 양자점층 및 박막 봉지부를 포함한다. 상기 화소층은 다수의 유기발광소자들을 갖고, 상기 화소층은 상기 베이스 기판 위에 배치된다. 상기 양자점층은 양자점들을 갖고, 상기 양자점층은 상기 화소층 위에 배치된다. 상기 박막 봉지부는 상기 양자점층 및 상기 화소층 사이에 배치되어 상기 화소층을 밀봉한다. 상기 박막 봉지부는 제1 무기막 및 상기 제1 무기막 위에 배치된 유기막을 포함한다. 상기 제1 무기막은 각각이 제1 굴절율을 갖는 다수의 제1 보조막들 및 각각이 상기 제1 굴절율과 상이한 제2 굴절율을 갖는 다수의 제2 보조막들을 포함한다. 상기 다수의 제2 보조막들은 상기 다수의 제1 보조막들과 교번적으로 적층된다.

Description

유기발광 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시품질이 향상된 유기발광 표시장치에 관한 것이다.
유기발광 표시장치는 평판표시장치 중 하나로, 다수의 화소들 각각에 배치되어 광을 발광하는 유기발광 소자를 이용하여 영상을 표시한다. 상기 유기발광 소자는 애노드, 캐소드 및 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 개재된 유기발광층을 포함한다.
상기 유기발광 소자에 전원 신호가 인가되는 경우에, 상기 애노드 전극을 통해 상기 유기발광층에 정공이 제공되고, 상기 캐소드 전극을 통해 상기 유기발광층에 전자가 제공된다. 또한, 상기 유기발광층에 제공된 전자 및 정공이 재결합되어 여기자가 생성되고, 상기 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 그 상태가 변화됨에 따라 발생되는 에너지에 의해 상기 유기발광층으로부터 광이 발생된다.
본 발명의 목적은 표시품질이 향상된 유기발광 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일 유기발광 표시장치는 베이스기판, 화소층, 양자점층 및 박막 봉지부를 포함한다. 상기 화소층은 다수의 유기발광소자들을 갖고, 상기 화소층은 상기 베이스 기판 위에 배치된다. 상기 양자점층은 양자점들을 갖고, 상기 양자점층은 상기 화소층 위에 배치된다. 상기 박막 봉지부는 상기 양자점층 및 상기 화소층 사이에 배치되어 상기 화소층을 밀봉한다.
상기 박막 봉지부는 제1 무기막 및 상기 제1 무기막 위에 배치된 유기막을 포함한다. 상기 제1 무기막은 각각이 제1 굴절율을 갖는 다수의 제1 보조막들 및 각각이 상기 제1 굴절율과 상이한 제2 굴절율을 갖는 다수의 제2 보조막들을 포함한다. 상기 다수의 제2 보조막들은 상기 다수의 제1 보조막들과 교번적으로 적층된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유기발광 표시장치의 박막 봉지부의 적어도 일 무기막에서로 다른 굴절율들을 갖는 보조막들을 교번적으로 적층하여 특정 파장의 광을 선택적으로 반사시키는 미러(mirror)층을 구현할 수 있다. 따라서, 박막 봉지부의 구성을 이용하여 양자점층으로부터 발광된 광을 반사시켜 유기발광 표시장치가 영상을 표시하는 데 사용되는 컬러광의 광량을 증가시킬 수 있으므로, 유기발광 표시장치의 표시품질이 향상될 수 있다.
또한, 컬러광의 재생 기능을 갖는 미러층이 박막 봉지부의 일 무기막에 구현되므로, 유기발광 표시장치에 별도의 미러층을 형성할 필요가 없으므로, 유기발광 표시장치의 구조가 단순해지고, 미러층을 갖는 유기발광 표시장치의 제조 방법이 보다 용이해질 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취된 면을 나타내는 단면도이다.
도 2a는 도 1a 및 도 1b에 도시된 화소층의 제1 화소의 평면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절취된 면을 나타내는 단면도이다.
도 3a는 도 2b에 도시된 박막 봉지부의 제1 무기막의 단면을 확대한 도면이다.
도 3b는 제1 무기막의 파장에 따른 투과율 및 반사율을 나타내는 도면이다.
도 3c는 도 2b에 도시된 박막 봉지부의 제2 무기막의 단면을 확대한 도면이다.
도 3d는 제2 무기막의 파장에 따른 투과율 및 반사율을 나타내는 도면이다.
도 4a는 도 1a에 도시된 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 4b는 도 3a에 도시된 Ⅲ-Ⅲ'을 따라 절취된 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 박막 봉지부의 제4 무기막의 단면을 확대한 도면이다.
도 5c는 제4 무기막의 파장에 따른 투과율 및 반사율을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 제3 무기막의 단면을 확대한 도면이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 후술될 본 발명의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고, 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 후술될 실시예들에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 도면 상에 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 `제1`, `제2` 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 `위에` 또는 `상에` 있다고 할 때, 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(100)의 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절취된 면을 나타내는 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 유기발광 표시장치(100)는 베이스기판(BS1), 화소층(PL), 박막 봉지부(TFE), 양자점층(QL), 커버층(QL) 및 윈도우 어셈블리(WA)를 포함한다.
상기 베이스기판(BS1)은 투과성을 갖고, 상기 베이스기판(BS1)에 다수의 화소 영역들(PA) 및 비화소 영역(NPA)이 정의될 수 있다. 일 실시예에서는 상기 베이스기판(BS1)은 유리기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 베이스기판(BS1)이 상기 플릭스틱 기판인 경우에, 상기 베이스기판(BS1)은 가요성을 가질 수 있다.
상기 화소층(PL)은 상기 베이스기판(BS1) 위에 배치되고, 상기 화소층(PL)은 상기 유기발광 표시장치(100)에서 영상을 표시하는 데 사용되는 광을 출력한다. 상기 화소층(PL)은 다수의 화소들(PX)을 포함할 수 있고, 상기 다수의 화소들(PX)은 상기 다수의 화소 영역들(PA)에 일대일 대응하여 배치된다.
예를 들면, 상기 다수의 화소 영역(PA)은 제1 방향(D1)으로 순차적으로 배열된 제1 화소 영역(PA1), 제2 화소 영역(PA2) 및 제3 화소 영역(PA3)을 포함하고, 상기 다수의 화소(PX)는 상기 제1 화소 영역(PA1)에 배치된 제1 화소(PX1), 상기 제2 화소 영역(PA2)에 배치된 제2 화소(PX2) 및 상기 제3 화소 영역(PA3)에 배치된 제3 화소(PX3)를 포함한다.
일 실시예에서는 상기 다수의 화소(PX)는 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향(D1)과 수직인 제2 방향(D2)으로 매트릭스 형상으로 배열될 수 있다.
상기 박막 봉지부(TFE)는 상기 베이스기판(BS1) 위에 배치되어 상기 화소층(PL)을 커버하고, 상기 박막 봉지부(TFE)는 상기 베이스기판(BS1)과 함께 상기 화소층(PL)을 밀봉한다.
보다 상세하게는, 상기 박막 봉지부(TFE)는 상기 화소층(PL)의 상단부(UP)를 커버하고, 상기 베이스기판(BS1)은 상기 화소층(PL)의 하단부(BP)를 커버한다. 또한, 상기 박막 봉지부(TFE)는 상기 화소층(PL) 보다 상기 베이스기판(BS1)의 양 측들을 향해 더 연장된다. 따라서, 상기 화소층(PL)의 서로 마주하는 제1 측부(SP1) 및 제2 측부(SP2)는 상기 박막 봉지부(TFE)에 의해 커버되며, 상기 베이스기판(BS1) 및 상기 박막 봉지부(TFE)는 상기 화소층(PL)을 둘러싸므로 상기 화소층(PL)이 밀봉될 수 있다.
상기 양자점층(QL)은 상기 화소층(PL) 위에 배치된다. 따라서, 상기 양자점층(QL)은 상기 박막 봉지부(TFE)를 사이에 두고 상기 화소층(PL) 위에 배치되고, 상기 박막 봉지부(TFE)는 상기 양자점층(QL) 및 상기 화소층(PL) 사이에 배치된다.
상기 양자점층(QL)은 양자점들(도 4b의 QD1, QD2)을 포함한다. 상기 양자점층(QL)은 상기 화소층(PL)으로부터 제공된 광의 파장을 변환시킨다. 따라서, 상기 양자점층(QL)에 의해 상기 다수의 화소 영역들(PA)로부터 컬러광이 출력될 수 있다.
상기 커버층(CL)은 상기 양자점층(QL) 위에 배치되어 상기 양자점층(QL)을 커버한다. 일 실시예에서는, 상기 커버층(CL)은 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 상기 커버층(CL)은 투광성을 가져 상기 양자점층(QL)을 보호한다. 상기 커버층(CL)은 상측에 평탄면을 제공한다. 이에 따라, 상기 양자점층(QL) 상에 배치되는 구성은 상기 커버층(CL)이 제공하는 평탄면 상에 안정적으로 배치될 수 있다.
상기 윈도우 어셈블리(WA)는 상기 커버층(CL) 위에 배치된다. 일 실시예에서는, 상기 커버층(CL) 위에 점착층(미도시)이 더 배치될 수 있고, 상기 윈도우 어셈블리(WA)는 상기 점착층에 의해 상기 베이스기판(BS1), 상기 화소층(PL), 상기 박막 봉지부(TFE) 및 상기 커버층(CL)을 갖는 표시패널 어셈블리에 점착될 수 있다. 상기 유기발광 표시장치(100)에서 상기 윈도우 어셈블리(WA)는 최상층에 배치되어 외부에 노출되며, 상기 화소층(PL) 및 상기 양자점층(QL)을 커버한다.
일 실시예에서는, 상기 윈도우 어셈블리(WA)는 투과성을 갖는 윈도우 및 상기 윈도우와 중첩된 터치 센싱 유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 터치 센싱 유닛은 터치스크린패널과 같이 사용자에 의해 상기 윈도우에 터치된 위치의 좌표와 관련된 데이터를 생성할 수 있다.
도 2a는 도 1a 및 도 1b에 도시된 화소층(PL)의 제1 화소(PX1)의 평면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절취된 면을 나타내는 단면도이다.
일 실시예에서는 다수의 화소들(도 1a의 PX)은 서로 유사한 구조를 가질 수 있으므로, 도 1a, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 상기 다수의 화소들 중 일 예로 상기 제1 화소(PX1)의 구조 및 상기 제1 화소(PX1)의 주변의 구성요소들의 구조를 설명하고, 나머지 화소들에 대한 설명은 생략된다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 유기발광 표시장치(100)의 제1 화소(PX1)에는 게이트 라인(SL), 데이터 라인(DL), 전원 신호 라인(DVL), 스위칭 트랜지스터(TFT1), 구동 트랜지스터(TFT2), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기발광소자(OLED)가 배치된다.
상기 게이트 라인(SL)은 베이스 기판(BS1) 위에 배치되어 게이트 신호를 전송하고, 상기 데이터 라인(DL)은 상기 게이트 라인(SL)과 절연되어 상기 베이스 기판(BS1) 위에 배치되어 데이터 신호를 전송한다. 일 실시예에서는, 상기 게이트 라인(SL)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있고, 상기 데이터 라인(DL)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다.
상기 스위칭 트랜지스터(TFT1)는 상기 게이트라인(SL) 및 상기 데이터라인(DL)과 전기적으로 연결된다. 상기 스위칭 트랜지스터(TFT1)는 상기 게이트라인(SL)을 통해 상기 게이트 신호를 제공받고, 상기 스위칭 트랜지스터(TFT1)는 상기 데이터 라인(DL)을 통해 상기 데이터 신호를 제공받는다.
상기 스위칭 트랜지스터(TFT1)는 제1 반도체 패턴(SM1), 제1 게이트 전극(GE1), 제1 소오스전극(SE1) 및 제1 드레인전극(DE1)을 포함한다.
상기 제1 반도체 패턴(SM1)은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 반도체 패턴(SM1)의 구성 물질(composition material)은 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 제1 반도체 패턴(SM1)의 상기 구성 물질에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 다른 실시예에서는 상기 제1 반도체 패턴(SM1)은 IGZO, ZnO, SnO2, In2O3, Zn2SnO4, Ge2O3 및 HfO2와 같은 산화물 반도체(oxide semiconductor)를 포함할 수도 있고, 또 다른 실시예에서는 상기 제1 반도체 패턴(SM1)은 GsAs, GaP 및 InP와 같은 화합물 반도체(compound semiconductor)를 포함할 수도 있고, 또 다른 실시예에서는 상기 제1 반도체 패턴(SM1)은 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 포함할 수 있다.
상기 제1 게이트 전극(GE1)은 상기 게이트 라인(SL)과 연결되어 상기 제1 반도체 패턴(SM1)과 중첩된다. 또한, 상기 제1 소오스 전극(SE1)은 상기 데이터 라인(DL)과 연결되어 상기 제1 반도체 패턴(SM1)의 소오스 영역과 콘택되고, 상기 제1 드레인 전극(DE1)은 상기 제1 반도체 패턴(SM1)의 드레인 영역과 콘택되어 상기 스토리지 커패시터(CST)와 연결된다.
상기 스토리지 커패시터(CST)는 제1 스토리지 전극(CE1) 및 제2 스토리지 전극(CE2)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 스토리지 전극들(CE1, CE2)은 서로 중첩된다. 상기 제1 스토리지 전극(CE1)은 제1 비아홀(VH1)을 통해 상기 제1 드레인 전극(DE1)과 연결된다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 제1 및 제2 스토리지 전극들(CE1, CE2) 사이에는 게이트 절연막(L1) 및 중간 절연막(L2) 중 적어도 어느 하나가 개재될 수 있다.
상기 제1 스토리지 전극(CE1)은 상기 제1 드레인 전극(DE1)과 연결되고, 상기 제2 스토리지 전극(CE2)은 상기 전원 신호 라인(DVL)과 연결된다. 따라서, 상기 스토리지 커패시터(CST)는 상기 스위칭 트랜지스터(TFT1)로부터 수신된 상기 데이터 신호에 대응하는 전압 및 상기 구동 신호 라인(DVL)으로부터 수신된 전원 신호에 대응하는 전압 차이에 대응하는 전하량을 충전하고, 상기 충전된 전하량은 상기 스위칭 트랜지스터(TFT1)가 턴-오프 되는 동안에 상기 구동 트랜지스터(TFT2) 측으로 제공될 수 있다.
상기 구동 트랜지스터(TFT2)는 상기 스위칭 트랜지스터(TFT1), 상기 전원 신호 라인(DVL) 및 상기 유기발광소자(OLED)와 전기적으로 연결되고, 상기 구동 트랜지스터(TFT2)는 상기 전원 신호 라인(DVL)으로부터 상기 유기발광소자(OLED) 측으로 제공되는 전원 신호를 스위칭한다.
상기 구동 트랜지스터(TFT2)는 제2 반도체 패턴(SM2), 제2 게이트 전극(GE2), 제2 소오스 전극(SE2), 및 제2 드레인전극(DE2)을 포함한다. 상기 제2 게이트 전극(GE2)은 상기 제1 스토리지 전극(CE1)을 통해 상기 제1 드레인 전극(DE1)과 연결되고, 상기 제2 소오스 전극(SE2)은 상기 전원 신호 라인(DVL)과 연결된다. 또한, 상기 제2 드레인 전극(DE2)은 상기 커버 절연막(L3)에 정의된 제2 비아홀(VH2)을 통해 상기 유기발광소자(OLED)와 연결된다.
게이트 절연막(L1)은 상기 제2 반도체 패턴(SM2)을 커버하고, 중간 절연막(L2)은 상기 게이트 절연막(L1) 위에 배치되어 상기 제2 게이트 전극(GE2)을 커버한다. 커버 절연막(L3)은 상기 중간 절연막(L2) 위에 배치되어 상기 제2 소오스 전극(SE2) 및 상기 제2 드레인 전극(DE2)을 커버한다.
상기 유기발광소자(OLED)는 상기 구동 트랜지스터(TFT2)을 통해 제공되는 상기 전원 신호에 응답하여 발광한다. 일 실시예에서는, 상기 유기발광소자(OLED)는 애노드(AN), 정공제어층(HTR), 유기발광층(EML), 전자제어층(ETR) 및 캐소드(CE)를 포함한다.
상기 애노드(AN)는 상기 커버 절연막(L3) 위에 배치되고, 상기 애노드(AN)는 상기 커버 절연막(L3)을 관통하는 상기 제2 비아홀(VH2)을 통해 상기 제2 드레인 전극(DE2)과 연결된다.
일 실시예에서는, 상기 애노드(AN)는 반사형 전극일 수 있고, 이 경우에 상기 애노드(AN)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir 및 Cr와 같은 금속을 포함하는 금속층일 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 애노드(AN)는 상기 금속층 위에 적층된 금속 산화물층을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 애노드(AN)는 ITO/Mg 또는 ITO/MgF의 2층 구조 또는 ITO/Ag/ITO와 같은 다중층의 구조를 가질 수 있다.
상기 애노드(AN) 위에는 화소 정의막(PDL)이 배치된다. 상기 화소 정의막(PDL)에는 상기 애노드(AN)의 위치에 대응하여 개구부가 정의되고, 상기 유기발광층(EML)은 상기 화소 정의막(PDL)의 상기 개구부를 통해 상기 애노드(AN)와 접촉될 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 정공 제어층(HTR)은 정공 주입층 및 정공 수송층을 포함할 수 있고, 다른 실시예에서는 상기 정공 제어층(HTR)은 정공 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 정공 주입층은 정공 주입 물질을 포함할 수 있고, 상기 정공 주입 물질은 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD (N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino) triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS((Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate) 등을 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 정공 주입 물질의 종류에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 상기 정공 주입층은 상기 정공 수송 영역(HTR)의 도전성 향상을 위하여 전하 생성 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 전하 생성 물질은 예를 들어 p형 도펀트(dopant)일 수 있고, 상기 p형 도펀트는 퀴논(quinone) 유도체, 금속 산화물 및 시아노(cyano)기 함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 본 발명이 상기 p형 도펀트의 종류에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다른 실시예에서는 상기 p형 도펀트는 TCNQ(Tetracyanoquinodimethane) 및 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-tetracyanoquinodimethane) 등과 같은 퀴논 유도체, 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물 등을 포함할 수도 있다.
상기 정공 수송층은 정공 수송 물질을 포함한다. 상기 정공 수송 물질은 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorene)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]) 등을 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 정공 수송층의 재료의 종류에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기발광층(EML)은 상기 정공 제어층(HTR) 위에 배치된다. 일 실시예에서는, 상기 유기발광층(EML)은 청색광을 발광할 수 있고, 상기 유기발광층(EML)은 상기 다수의 화소 영역(PA) 및 상기 비화소 영역(NPA)에 걸쳐 형성된 연속된 막의 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 유기발광 표시장치(100)는 전면 발광(top emission)형 일 수 있다. 따라서, 상기 유기발광층(EML)으로부터 발광된 상기 청색광은 상기 캐소드(CE)를 투과한 후에 상기 양자점층(QL)에 제공될 수 있고, 상기 양자점층(QL)에 제공된 상기 청색광은 상기 양자점층(QL)에 의해 상기 청색광과 상이한 컬러광으로 변환될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 전자 제어층(ETR)은 전자 수송층 및 전자 주입층이 적층된 구조를 가질 수 있고, 다른 실시예에서는 상기 전자 수송 영역(ETR)에서 상기 전자 주입층이 생략될 수도 있다.
상기 전자 수송층은 전자 수송 물질을 포함하고, 일 실시예에서는 상기 전자 수송 물질은 Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene) 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 전자 수송 물질의 종류에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 주입층은 전자 주입 물질을 포함하고, 일 실시예에서는 상기 전자 주입 물질은 LiF, LiQ (Lithium quinolate), Li2O, BaO, NaCl, CsF, Yb와 같은 란타넘족 금속, 또는 RbCl, RbI와 같은 할로겐화 금속 등을 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 전자 주입 물질의 종류에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다른 실시예에서는 상기 전자 주입층은 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo meta2l salt)이 혼합된 물질을 포함할 수 있고, 상기 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다.
상기 캐소드(CE)는 상기 유기발광층(EML) 위에 배치된다. 일 실시예에서는 상기 캐소드(CE)는 반투과성 또는 투과성을 가질 수 있다.
상기 캐소드(CE)가 상기 반투과성을 갖는 경우에, 이 실시예에서는 상기 캐소드(CE)의 구성물질은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들의 화합물이나 혼합물, 예를 들어 Ag와 Mg의 혼합물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 캐소드(CE)의 두께가 수십 내지 수백 옹스트롬인 경우에, 상기 캐소드(CE)는 반투과성을 가질 수 있다.
상기 캐소드(CE)가 투광성을 갖는 경우에, 이 실시예에서는 상기 캐소드(CE)의 구성 물질은 투명한 도전성 산화물(transparent conductive oxide, TCO)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 캐소드(CE)의 상기 구성물질은 WxOx(tungsten oxide), TiO2(Titanium oxide), ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 및 MgO(magnesium oxide)를 포함할 수 있다.
박막 봉지부(TFE)는 상기 캐소드(CE) 위에 배치되어 상기 유기발광소자(OLED)를 밀봉한다. 따라서, 상기 유기발광소자(OLED) 측으로 침투될 수 있는 가스 또는 수분이 상기 박막 봉지부(TFE)에 의해 차단된다.
상기 박막 봉지부(TFE)는 무기막 및 상기 무기막 위에 적층된 무기막을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 상기 박막 봉지부(TFE)는 상기 베이스기판(BS1)의 두께 방향으로 순차적으로 적층된 제1 무기막(CL1), 제1 유기막(OL1), 및 제2 무기막(CL2)을 포함할 수 있다. 본 발명이 상기 박막 봉지부(TFE)의 무기막들의 개수 및 유기막들의 개수에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다른 실시예에서는, 상기 박막 봉지부(TFE)는 두 개의 무기막들 및 상기 두 개의 무기막들과 교번하여 배치된 두 개의 유기막들을 포함할 수 있다.
앞서 상술한 바와 같이, 상기 박막 봉지부(TFE)는 상기 유기발광소자(OLED)를 밀봉한다. 게다가, 상기 박막 봉지부(TFE)는 상기 제1 및 제2 무기막들(CL1, CL2)의 구조를 이용하여 상기 양자점층(QL)으로부터 방출된 컬러광을 반사시킬 수 있다. 따라서, 상기 양자점층(QL)에 의해 반사된 상기 컬러광이 윈도우 어셈블리(WA)를 통해 외부로 출사될 수 있고, 그 결과 상기 박막 봉지부(TFE)에 의해 유기발광 표시장치가 영상을 표시하는 데 사용되는 상기 컬러광의 광량이 증가될 수 있다. 상술한 상기 박막 봉지부(TFE)에 의해 상기 컬러광의 반사되는 경로를 고려하면, 상기 박막 봉지부(TFE)는 상기 컬러광의 재생(recycle)의 기능을 갖는다.
상기 박막 봉지부(TFE) 위에 상기 양자점층(QL) 및 차광층(BM)이 배치된다. 일 실시예에서는, 상기 양자점층(QL)은 제1 양자점들(도 4b의 QD1) 및 제2 양자점들(도 4b의 QD2)을 포함한다.
일 실시예에서는, 상기 양자점층(QL)은 상기 유기발광소자(OLED)로부터 제공된 광을 상기 광과 상이한 파장의 광으로 변환한다. 예를 들면, 상기 유기발광소자(OLED)로부터 청색광이 방출되는 경우에, 상기 양자점층(QL)의 상기 제1 양자점들은 상기 청색광을 적색광으로 변환시키고, 상기 양자점층(QL)의 상기 제2 양자점들은 상기 청색광을 녹색광으로 변환시킨다.
일 실시예에서는, 상기 제1 및 제2 무기막들(CL1, CL2)은 서로 다른 파장의 광들을 반사한다. 보다 상세하게는 상기 제1 무기막(CL1)은 적색광을 반사시키고, 상기 제1 무기막(CL1)은 상기 적색광 외에 다른 파장의 광을 투과시킨다. 또한, 상기 제2 무기막(CL2)은 녹색광을 반사시키고, 상기 제2 무기막(CL2)은 상기 녹색광 외에 다른 파장의 광을 투과시킨다. 상기 제1 및 제2 무기막들(CL1, CL2)의 구조 및 기능에 대한 보다 상세한 설명은 도 3a 내지 도 3d들을 참조하여 보다 자세히 후술된다.
도 3a는 도 2b에 도시된 박막 봉지부의 제1 무기막(CL1)의 단면을 확대한 도면이고, 도 3b는 제1 무기막(CL1)의 파장에 따른 투과율 및 반사율을 나타내는 도면이고, 도 3c는 도 2b에 도시된 박막 봉지부의 제2 무기막(CL2)의 단면을 확대한 도면이고, 도 3d는 제2 무기막(CL2)의 파장에 따른 투과율 및 반사율을 나타내는 도면이다.
도 2b, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 박막 봉지부(TFE)의 제1 무기막(CL1)은 베이스 기판(BS1)의 두께 방향으로 교번적으로 적층된 다수의 제1 보조막들(AL1) 및 다수의 제2 보조막들(AL2)을 포함한다.
일 실시예에서는, 상기 제1 무기막(CL1)에서, 상기 다수의 제1 보조막들(AL1)의 개수는 3개 내지 10개일 수 있고, 상기 다수의 제2 보조막들(AL2)의 개수는 3개 내지 10개일 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 다수의 제1 보조막들(AL1)의 개수 및 상기 다수의 제2 보조막들(AL2)의 개수에 한정되지는 않는 것으로, 다른 실시예에서는 상기 다수의 제1 보조막들(AL1)의 개수와 상기 다수의 제2 보조막들(AL2)의 개수의 각각은 10개를 초과할 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 다수의 제1 보조막들(AL1)의 각 제1 보조막(AL1)이 제1 굴절율을 갖고, 상기 다수의 제2 보조막들(AL2)의 각 제2 보조막(AL2)이 제2 굴절율을 갖는다고 하면, 상기 제1 굴절율은 상기 제2 굴절율보다 크다.
일 실시예에서는 상기 제1 보조막(AL1)은 약 2.05의 굴절율을 갖는 SiNx를 포함하고, 상기 제2 보조막(AL2)은 약 1.46의 굴절율을 갖는 SiOx를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 제1 보조막(AL1)은 약 2.05의 굴절율을 갖는 SiNx를 포함하고, 상기 제2 보조막(AL2)은 약 1.83의 굴절율을 갖는 SiCN을 포함할 수 있다.
하지만, 상기 제1 및 제2 보조막들(AL1, AL2)의 굴절률들이 서로 다르면, 본 발명이 상기 제1 및 제2 보조막들(AL1, AL2)의 재료들의 종류에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 다른 실시예에서는 상기 제1 및 제2 보조막들(AL1)의 재료들의 조합은 SiNx 및 SiON이 될 수도 있고, 또 다른 실시예에서는 상기 제1 및 제2 보조막들(AL1)의 재료들의 조합은 SiON 및 SiOx의 조합이 될 수 있다. 여기서, SiON에서 산소 대비 질소의 함량이 클수록 SiON의 굴절율이 커지고, SiON에서 질소 대비 산소의 함량이 클수록 SiON의 굴절율은 작아질 수 있는 것을 고려할 때, 대략적으로 SiOx 및 SiNx가 갖는 굴절율들의 사이가 되도록 SiON의 굴절율이 조절될 수 있다.
상기 제1 무기막(CL1)이 상술한 구조를 갖는 경우에, 상기 다수의 제1 보조막들(AL1) 및 상기 다수의 제2 보조막들(AL2) 중 서로 인접한 보조막들 간의 계면에서 반사되는 반사광들 간의 간섭에 의해 상기 제1 무기막(CL1)에서 특정 파장 영역의 반사광의 광량을 최대화시킬 수 있다. 이 실시예에서는, 아래의 관계식이 만족되도록, 상기 제1 및 제2 보조막들(AL1, AL2)의 굴절율들 및 두께들이 조절되어 상기 특정 파장 영역을 갖는 상기 반사광의 광량이 최대화될 수 있다.
[관계식]
(d1 + d2) ≒ {(λ/4) ⅹ (1/n1)} + {(λ/4) ⅹ (1/n2)}
상기 관계식에서, d1은 상기 제1 보조막(AL1)의 제1 두께(T1)이고, d2은 상기 제2 보조막(AL2)의 제2 두께(T2)이고, n1은 상기 제1 보조막(AL1)의 상기 제1 굴절율이고, n2은 상기 제2 보조막(AL2)의 상기 제2 굴절율이고, λ는 상기 반사광의 중심 파장 값이다.
일 실시예에서는, 상기 관계식의 조건이 만족되는 범위 내에서, 상기 제1 및 제2 보조막들(AL1, AL2)의 각각의 두께와 굴절률이 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 굴절율이 약 1.5이고, 상기 제2 굴절율이 약 2.0인 경우에, 상기 반사광의 중심 파장 값을 약 670nm로 설정하고자 하는 경우에, 상기 제1 두께(T1) 및 상기 제2 두께(T2)의 합이 약 195nm가 되도록 상기 제1 및 제2 두께들(T1, T2)이 조절될 수 있다. 일 예로 상기 제1 두께(T1)는 약 127nm일 수 있고, 상기 제2 두께(T2)는 68nm일 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제1 그래프(G1)는 파장에 따른 상기 제1 무기막(CL1)의 투과율을 나타내고, 제2 그래프(G2)는 파장에 따른 상기 제1 무기막(CL1)의 반사율을 나타낸다.
상기 제1 및 제2 그래프들(G1, G2)를 참조하면, 상기 제1 무기막(CL1)의 투과율은 대략적으로 청색광 및 녹색광 파장영역에서 크고, 적색광의 파장영역인 630nm 내지 680nm영역에서 낮다. 이와 반면에, 상기 제1 무기막(CL1)의 반사율은 청색광 및 녹색광 파장영역에서 낮고, 적색광의 파장영역에서 크다. 즉, 상기 제1 및 제2 그래프들(G1, G2)의 내용을 종합하면, 상기 제1 무기막(CL1)은 청색광 및 녹색광을 반사시키는 특성보다는 투과시키는 특성이 크며, 상기 제1 무기막(CL1)은 적색광을 투과시키는 특성보다는 반사시키는 특성이 크다.
도 2b, 도 3c 및 도 3d를 참조하면, 박막 봉지부(TFE)의 제2 무기막(CL2)은 베이스 기판(BS1)의 두께 방향으로 교번적으로 적층된 다수의 제3 보조막들(AL3) 및 다수의 제4 보조막들(AL4)을 포함한다.
일 실시예에서는, 상기 제2 무기막(CL2)에서, 상기 다수의 제3 보조막들(AL3)의 개수는 3개 내지 10개일 수 있고, 상기 다수의 제4 보조막들(AL4)의 개수는 3개 내지 10개일 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 다수의 제3 보조막들(AL3)의 개수 및 상기 다수의 제4 보조막들(AL4)의 개수에 한정되지는 않는 것으로, 다른 실시예에서는 상기 다수의 제3 보조막들(AL3)의 개수와 상기 다수의 제4 보조막들(AL4)의 개수의 각각은 10개를 초과할 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 다수의 제3 보조막들(AL3)의 각 제3 보조막(AL3)이 제3 굴절율을 갖고, 상기 다수의 제4 보조막들(AL4)의 각 제4 보조막(AL4)이 제4 굴절율을 갖는다고 하면, 상기 제3 굴절율은 상기 제4 굴절율보다 크다.
일 실시예에서는, 상기 제3 및 제4 보조막들(AL3, AL4)의 재료들의 조합은 앞서 상술한 제1 및 제2 보조막들(도 3a의 AL1, AL2)의 재료들의 조합이 적용될 수 있다.
상기 제2 무기막(CL2)이 상술한 구조를 갖는 경우에, 상기 다수의 제3 보조막들(AL3) 및 상기 다수의 제4 보조막들(AL4) 중 서로 인접한 보조막들 간의 계면에서 반사되는 반사광들 간의 간섭에 의해 상기 제2 무기막(CL2)에서 특정 파장 영역의 반사광의 광량을 최대화시킬 수 있다. 이 실시예에서는, 상기 제3 보조막(AL3)이 제3 두께(T3)를 갖고, 상기 제4 보조막(AL4)이 제4 두께(T4)를 갖는 경우에, 앞서 상술한 관계식이 만족되도록, 상기 제3 굴절율, 상기 제4 굴절율, 상기 제3 두께(T3) 및 상기 제4 두께(T4)의 값들이 조절되어 상기 특정 파장 영역을 갖는 상기 반사광의 광량이 최대화될 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 관계식의 조건이 만족되는 범위 내에서, 상기 제3 및 제4 보조막들(AL3, AL4)의 각각의 두께와 굴절률이 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 굴절율이 약 1.5이고, 상기 제4 굴절율이 약 2.0인 경우에, 상기 반사광의 중심 파장 값을 570nm로 설정하고자 하는 경우에, 상기 제3 두께(T3) 및 상기 제4 두께(T4)의 합이 약 166nm가 되도록 상기 제3 및 제4 두께들(T3, T4)이 조절될 수 있다. 일 예로, 상기 제3 두께(T3)는 약 113nm일 수 있고, 상기 제4 두께(T4)는 53nm일 수 있다.
도 3d를 참조하면, 제3 그래프(G3)에서 파장에 따른 상기 제2 무기막(CL2)의 투과율이 나타나고, 제4 그래프(G4)에서 파장에 따른 상기 제2 무기막(CL2)의 반사율이 나타난다.
상기 제3 및 제4 그래프들(G3, G4)를 참조하면, 상기 제2 무기막(CL2)의 투과율은 대략적으로 청색광 및 적색광 파장영역에서 크고, 녹색광의 파장영역인 약 520nm 내지 약 580nm영역에서 낮다. 이와 반면에, 상기 제2 무기막(CL2)의 반사율은 청색광 및 적색광 파장영역에서 낮고, 녹색광의 파장영역에서 크다. 즉, 상기 제3 및 제4 그래프들(G3, G4)의 내용을 종합하면, 상기 제2 무기막(CL2)은 청색광 및 적색광을 반사시키는 특성보다는 투과시키는 특성이 크며, 상기 제2 무기막(CL2)은 녹색광을 투과시키는 특성보다는 반사시키는 특성이 크다.
다시 도 3c를 참조하면, 상기 제2 무기막(CL2)의 각각에서 반사되는 반사광의 특정 파장이 정의되고, 상기 제3 및 제4 두께들(T3, T4)의 합이 정의되면, 상기 특정 파장의 값은 상기 제3 및 제4 굴절율들의 차이가 클수록 커질 수 있다.
또한, 상기 제2 무기막(CL2)의 각각에서 반사되는 반사광의 특정 파장이 정의되고, 상기 제3 및 제4 굴절율들의 값이 정의되면, 상기 특정 파장의 값은 상기 제3 및 제4 두께들(T3, T4)의 합에 비례할 수 있다. 따라서, 도 3a 및 도 3c를 참조하면, 상기 제1 및 제3 보조막들(AL1, AL3)이 서로 동일한 굴절율들을 갖고, 상기 제2 및 제4 보조막들(AL2, AL4)이 서로 동일한 굴절율들을 갖고, 상기 제1 무기막(CL1)에서 반사되는 적색광의 파장은 상기 제2 무기막(CL2)에서 반사되는 녹색광의 파장보다 크므로, 상기 제1 및 제2 두께들(T1, T2)의 합은 상기 제3 및 제4 두께들(T3, T4)의 합보다 클 수 있다.
즉, 상기 제1 및 제2 무기막들(CL1, CL2)을 제조하는 공정에서, 상기 제1 내지 제4 보조막들(AL1-AL4)의 재료들의 굴절율들을 조절하는 것보다, 상기 제1 내지 제4 보조막들(AL1-AL4)의 상기 제1 내지 제4 두께들(T1-T4)을 조절하는 경우에, 상기 제1 및 제2 무기막들(CL1, CL2)의 각각에서 반사되는 반사광의 특정 파장 값이 용이하게 조절될 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 제1 및 제2 무기막들(CL1, CL2)은 화학기상증착법으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 무기막들(CL1, CL2)의 각각은 하나의 챔버 내에 제공되는 소스 가스들의 종류를 제어하여 일괄적으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 보조막들(AL1)이 SiNx로 형성되고, 상기 제2 보조막들(AL2)이 SiOx로 형성되는 경우에, 상기 챔버 내에 제공되는 SiH4, NH3, N2, N2O 및 H2와 같은 상기 소스 가스들의 혼합 비율을 조절하여 상기 제1 보조막들(AL1) 및 상기 제2 보조막들(AL2)을 교번되게 적층하여 상기 제1 무기막(CL1)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제3 보조막(AL3)이 SiCN로 형성되고, 상기 제4 보조막들(AL4)이 SiNx로 형성되는 경우에, 상기 챔버 내에 제공되는 SiH4, NH3, N2, C2H4 및 H2와 같은 상기 소스 가스들의 혼합 비율을 조절하여 상기 제3 보조막들(AL3) 및 상기 제4 보조막들(AL4)을 교번되게 적층하여 상기 제2 무기막(CL2)이 형성될 수 있다.
도 4a는 도 1a에 도시된 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)을 확대하여 나타낸 평면도이고, 도 4b는 도 3a에 도시된 Ⅲ-Ⅲ'을 따라 절취된 단면을 나타내는 단면도이다. 도 4a 및 도 4b를 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제1 화소 영역(PA1)에 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 제1 화소(PX1)가 배치되고, 제2 화소 영역(PA2)에 제2 화소(PX2)가 배치되고, 제3 화소 영역(PA3)에 제3 화소(PX3)가 배치된다.
일 실시예에서는, 상기 제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3)의 각각은 앞서 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된 청색광의 베이스광(BL)을 발광하는 유기발광소자(OLED)를 포함할 수 있다. 또한, 양자점층(QL)은 제1 화소 영역(PA1)에 대응하는 제1 양자점들(QD1) 및 제2 화소 영역(PA2)에 대응하는 제2 양자점들(QD2)을 포함한다.
이하, 유기발광 표시장치(100)가 상기 유기발광소자(OLED) 및 상기 양자점층(QL)의 구성을 이용하여 상기 제1 내지 제3 화소영역들(PA1, PA2, PA3)을 통해 서로 상이한 컬러광들이 출력되고, 박막 봉지부(TFE)에 의해 상기 컬러광들에 대한 재생(recycle)의 기능을 설명하면 다음과 같다.
상기 유기발광소자(OLED)로부터 상기 베이스광(BL)이 방출되고, 상기 베이스광(BL)은 청색광일 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 유기발광소자(OLED)의 유기발광층(EML)은 상기 제1 내지 제3 화소 영역들(PA1, PA2, PA3)에 걸쳐 형성된 연속된 막의 형상을 가지므로, 상기 제1 내지 제3 화소 영역들(PA1, PA2, PA3)에 걸쳐 상기 유기발광층(EML)으로부터 상기 베이스광(BL)이 공통으로 방출될 수 있다.
상기 유기발광층(EML)으로부터 발광된 상기 베이스광(BL)은 상기 박막 봉지부(TFE)를 경유하여 상기 양자점층(QL)에 제공된다. 앞서 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 무기막들(CL1, CL2)은 청색광을 투과시키므로, 상기 베이스광(BL)이 상기 양자점층(QL)에 제공될 때, 상기 베이스광(BL)은 상기 제1 및 제2 무기막들(CL1, CL2)을 투과할 수 있다.
상기 베이스광(BL)이 상기 양자점층(QL)의 상기 제1 양자점들(QD1)에 제공되면, 상기 베이스광(BL)은 상기 제1 양자점들(QD1)에 의해 상기 베이스광(BL)와 상이한 파장을 갖는 제1 광(LT1)으로 변환된다. 일 실시예에서는, 상기 제1 광(LT1)은 적색광일 수 있다.
또한, 상기 제1 양자점들(QD1)의 각각은 도트(dot)의 형상을 가질 수 있으므로, 상기 제1 양자점들(QD1)로부터 상기 제1 광(LT1)은 실질적으로 등방성으로 방출될 수 있다. 따라서, 상기 제1 광(LT1)의 일부는 윈도우 어셈블리(WA)를 통해 외부로 출력되고, 상기 제1 광(LT1)의 다른 일부는 상기 박막 봉지부(TFE)를 향해 진행한다.
앞서 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 박막 봉지부(TFE)의 상기 제1 무기막(CL1)은 적색광을 반사시키므로, 상기 제1 무기막(CL1)에서 상기 제1 광(LT1)이 반사되어 제1 반사광(RT1)이 발생되고, 상기 제1 반사광(RT1)은 상기 윈도우 어셈블리(WA)를 통해 외부로 출력될 수 있다. 즉, 상기 박막 봉지부(TFE)의 상기 제1 무기막(CL1)에 의해 상기 제1 광(LT1)이 재생될 수 있다.
또한, 상기 베이스광(BL)이 상기 양자점층(QL)의 상기 제2 양자점들(QD2)에 제공되면, 상기 베이스광(BL)은 상기 제2 양자점들(QD2)에 의해 상기 베이스광(BL)의 파장 및 상기 제1 광(LT1)의 파장과 상이한 파장을 갖는 제2 광(LT2)으로 변환된다. 일 실시예에서는, 상기 제2 광(LT2)은 녹색광일 수 있다.
또한, 상기 제2 양자점들(QD2)로부터 상기 제2 광(LT2)은 실질적으로 등방성으로 방출되므로, 상기 제2 광(LT2)의 일부는 상기 윈도우 어셈블리(WA)를 통해 외부로 출력되고, 상기 제2 광(LT2)의 다른 일부는 상기 박막 봉지부(TFE)를 향해 진행한다. 이 경우에, 앞서 도 3c 및 도 3d를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 박막 봉지부(TFE)의 상기 제2 무기막(CL2)은 녹색광을 반사시키므로, 상기 제2 무기막(CL2)에서 상기 제2 광(LT2)이 반사되어 제2 반사광(RT2)이 발생되고, 상기 제2 반사광(RT2)은 상기 윈도우 어셈블리(WA)를 통해 외부로 출력될 수 있다. 즉, 상기 박막 봉지부(TFE)의 상기 제2 무기막(CL2)에 의해 상기 제2 광(LT2)이 재생될 수 있다.
상술한 상기 박막 봉지부(TFE)의 상기 제1 및 제2 광들(LT1, LT2)에 대한 재생의 기능을 참조하면, 상기 윈도우 어셈블리(WA)를 통해 외부로 출력되는 상기 제1 및 제2 광들(LT1, LT2)의 광량이 증가되므로 상기 유기발광 표시장치(100)의 표시 품질이 향상될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치(101)의 단면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 박막 봉지부(TFE-1)의 제4 무기막(CL4)의 단면을 확대한 도면이고, 도 5c는 제4 무기막(CL4)의 파장에 따른 투과율 및 반사율을 나타내는 도면이다. 도 5a, 도 5b 및 도 5c를 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
우선 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 유기발광 표시장치(10)의 유기발광소자(OLED)로부터 베이스광(BL)이 방출되고, 상기 베이스광(BL)은 상기 박막 봉지부(TFE-1)를 경유하여 상기 양자점층(QL)에 제공된다. 일 실시예에서, 상기 베이스광(BL)은 청색광일 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 박막 봉지부(TFE-1)는 제1 무기막(CL3), 제1 유기막(OL1), 제2 무기막(CL4)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서는 상기 제1 무기막(CL3)은 단일물질로 형성되어 가시광의 전체 파장영역의 광을 투과시킬 수 있다. 이와 반면에, 상기 제2 무기막(CL4)은 다수의 제1 보조막들(AL1-1) 및 다수의 제2 보조막들(AL2-1)이 서로 교번적으로 배열된 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에서는, 상기 다수의 제1 보조막들(AL1-1)의 각 제1 보조막(AL1-1)이 제1 굴절율을 갖고, 상기 다수의 제2 보조막들(AL2-1)의 각 제2 보조막(AL2-1)이 제2 굴절율을 갖는다고 하면, 상기 제1 굴절율은 상기 제2 굴절율보다 크다.
일 실시예에서는, 상기 제1 보조막(AL1-1)은 약 2.26의 굴절율을 갖는 TiO2를 포함하고, 상기 제2 보조막(AL2-1)은 약 1.46의 굴절율을 갖는 SiO2를 포함할 수 있다.
상기 제2 무기막(CL4)이 상술한 구조를 갖는 경우에, 앞서 설명된 제1 무기막(도 3a의 CL1) 또는 제2 무기막(도 3c의 CL2)과 유사하게, 상기 다수의 제1 보조막들(AL1-1) 및 상기 다수의 제2 보조막들(AL2-1) 중 서로 인접한 보조막들 간의 계면에서 반사되는 반사광들 간의 간섭에 의해 상기 제2 무기막(CL4)에서 특정 파장의 반사광이 반사될 수 있다. 또한, 상기 제2 무기막(CL4)에서 반사되는 상기 반사광의 상기 특정 파장의 값은, 앞서 도 3a 및 도 3b를 설명한 바와 동일하게, 상기 제1 및 제2 보조막들(AL1-1, AL2-1)의 굴절율들 및 두께들로 조절될 수 있다.
한편, 도 5a 및 도 5b들에 개시된 실시예에서, 상기 제1 및 제2 보조막들(AL1-1, AL2-1)의 재료들인 TiO2/SiO2의 제1 굴절율 차이값은 대략적으로 0.8이고, 앞서 도 3a에 도시된 실시예의 제1 및 제2 보조막들(도 3a의 AL1 및 AL2)의 재료들인 SiNx/SiOx 또는 SiNx/SiCN의 제2 굴절율 차이값은 대략적으로 약 0.3 내지 0.6이다.
상술한 바와 같이, 상기 제1 굴절율 차이값은 상기 제2 굴절율 차이값보다 큰 경우에, 상기 제2 무기막(CL4)에서 반사되는 반사광의 특정 파장의 값은 제1 무기막(도 3a의 CL1)에서 반사되는 반사광의 특정 파장의 값보다 클 수 있다. 이에 대해서 도 5c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5c를 참조하면, 제5 그래프(G5)는 파장에 따른 상기 제2 무기막(CL4)의 투과율을 나타내고, 제6 그래프(G6)는 파장에 따른 제2 무기막(CL4)의 반사율을 나타낸다.
상기 제5 및 제6 그래프들(G5, G6)를 참조하면, 상기 제2 무기막(CL4)의 투과율은 대략적으로 청색광 파장영역에서 크고, 적색광 및 녹색광의 파장영역인 520nm 내지 680nm영역에서 낮다. 이와 반면에, 상기 제2 무기막(CL4)의 반사율은 청색광 파장영역에서 낮고, 적색광 및 녹색광의 파장영역에서 크다. 즉, 상기 제5 및 제6 그래프들(G5, G6)의 내용을 종합하면, 상기 제2 무기막(CL4)은 청색광을 반사시키는 특성보다는 투과시키는 특성이 크며, 상기 제2 무기막(CL4)은 적색광 및 녹색광을 투과시키는 특성보다는 반사시키는 특성이 크다.
다시 도 5a를 참조하면, 상기 유기발광소자(OLED)로부터 발광된 상기 베이스광(BL)이 상기 박막 봉지부(TFE-1)를 경유하여 상기 양자점층(QL)에 제공되면, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 무기막들(CL3, CL4)은 청색광을 투과시키므로, 상기 베이스광(BL)은 상기 제1 및 제2 무기막들(CL3, CL4)을 투과할 수 있다.
또한, 상기 베이스광(BL)이 상기 양자점층(QL)의 상기 제1 양자점들(QD1)에 제공되면, 상기 베이스광(BL)은 상기 제1 양자점들(QD1)에 의해 상기 베이스광(BL)와 상이한 파장을 갖는 제1 광(LT1)으로 변환된다. 또한, 상기 베이스광(BL)이 상기 양자점층(QL)의 상기 제2 양자점들(QD2)에 제공되면, 상기 베이스광(BL)은 상기 제2 양자점들(QD2)에 의해 상기 베이스광(BL)의 파장 및 상기 제1광(LT1)의 파장과 상이한 제2 광(LT2)으로 변환된다. 일 실시예에서는, 상기 제1 광(LT1)은 적색광일 수 있고, 상기 제2 광(LT2)은 녹색광일 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 양자점들(QD1, QD2)로부터 상기 제1 및 제2 광들(LT1, LT2)은 실질적으로 등방성으로 방출되므로, 상기 제1 및 제2 광들(LT1, LT2)의 일부는 윈도우 어셈블리(WA)를 통해 외부로 출력되고, 상기 제1 및 제2 광들(LT1, LT2)의 다른 일부는 상기 박막 봉지부(TFE-1)를 향해 진행한다. 이 경우에, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 박막 봉지부(TFE-1)의 상기 제2 무기막(CL4)은 적색광 및 녹색광을 반사시키므로, 상기 제2 무기막(CL4)에서 상기 제1 및 제2 광들(LT1, LT2)이 반사되어 제1 및 제2 반사광들(RT1, RT2)이 발생되고, 상기 제1 및 제2 반사광들(RT1, RT2)은 상기 윈도우 어셈블리(WA)를 통해 외부로 출력될 수 있다. 즉, 상기 박막 봉지부(TFE-1)의 상기 제2 무기막(CL4)에 의해 상기 제1 및 제2 광들(LT1, LT2)이 재생될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치(102)의 단면도이다. 도 6을 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 6을 참조하면, 도 4b에 도시된 유기발광 표시장치(도 4b의 100) 및 도 6에 도시된 유기발광 표시장치(102)를 비교하면, 상기 유기발광 표시장치(102)는 제1 컬러필터(CF1) 및 제2 컬러필터(CF2)를 더 포함한다.
상기 제1 컬러필터(CF1)는 제1 화소 영역(PA1)에 배치되고, 상기 제1 컬러필터(CF1)는 양자점층(QL)을 사이에 두고 화소층(PL) 위에 배치된다. 또한, 상기 제2 컬러필터(CF2)는 제2 화소 영역(PA2)에 배치되고, 상기 제2 컬러필터(CF2)는 상기 양자점층(QL)을 사이에 두고 상기 화소층(PL) 위에 배치된다.
일 실시예에서, 상기 제1 컬러필터(CF1)는 녹색광 및 청색광을 차단하고, 상기 제1 컬러필터(CF1)는 적색광을 투과시킨다. 따라서, 상기 제1 컬러필터(CF1)에 의해 상기 제1 화소 영역(PA1)으로부터 출력되는 상기 적색광의 순도가 향상될 수 있다. 또한, 윈도우 어셈블리(WA)를 통해 상기 양자점층(QL)을 향해 진행하는 외부광이 상기 제1 컬러필터(CF1)에 의해 차단되므로, 상기 양자점층(QL)이 상기 외부광에 의해 발광되는 것이 방지될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 컬러필터(CF2)는 적색광 및 청색광을 차단하고, 상기 제2 컬러필터(CF2)는 녹색광을 투과시킨다. 따라서, 상기 제2 컬러필터(CF2)에 의해 상기 제2 화소 영역(PA2)으로부터 출력되는 상기 녹색광의 순도가 향상될 수 있다. 또한, 상기 외부광이 상기 제2 컬러필터(CF2)에 의해 차단되므로, 상기 양자점층(QL)이 상기 외부광에 의해 발광되는 것이 방지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치(103)의 단면도이다. 도 7을 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 7을 참조하면, 상기 유기발광 표시장치(103)는 제1 화소영역(PA1) 및 제2 화소 영역(PA2)에 공통으로 배치된 컬러필터(CF)를 더 포함한다. 상기 컬러필터(CF)는 양자점층(QL)을 사이에 두고 화소층(PL) 위에 배치된다.
일 실시예에서, 상기 컬러필터(CF)는 청색광을 차단하고, 상기 컬러필터(CF)는 적색광 및 녹색광을 투과시킨다. 따라서, 상기 컬러필터(CF)에 의해 상기 제1 화소 영역(PA1)으로부터 출력되는 상기 적색광의 순도가 상기 청색광에 의해 저하되는 것이 방지될 수 있고, 상기 컬러필터(CF)에 의해 상기 제2 화소 영역(PA2)으로부터 출력되는 상기 녹색광의 순도가 상기 청색광에 의해 저하되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 컬러필터(CF)는 자외선과 같은 외부광을 차단하므로, 상기 컬러필터(CF)에 의해 상기 양자점층(QL)이 발광하는 것이 방지될 수 있다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치(104)의 단면도이고, 도 8b는 도 8a에 도시된 제3 무기막(CL6)의 단면을 확대한 도면이다. 도 8a 및 도 8b를 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 유기발광 표시장치(104)는 박막 봉지부(TFE-2)를 포함하고, 상기 박막 봉지부(TFE-2)는 제1 무기막(CL1) 및 제2 무기막(CL5)를 포함한다. 상기 제1 무기막(CL1)은 다수의 제1 보조막들(도 4b의 AL1) 및 다수의 제2 보조막들(도 4b의 AL2)을 포함하여 적색광을 반사한다. 이와 반면에 상기 제2 무기막(CL5)은 단일 재료로 형성되어 가시광 영역의 광을 투과시킨다.
이 실시예에서는, 윈도우 어셈블리(WA)에 제3 무기막(CL6), 양자점층(QL) 및 점착층(PSA)이 제공되고, 상기 윈도우 어셈블리(WA) 위에 상기 윈도우 어셈블리(WA)의 두께 방향으로 상기 양자점층(QL), 상기 제3 무기막(CL6) 및 상기 점착층(PSA)이 순차적으로 적층된다. 또한, 상기 윈도우 어셈블리(WA)는 점착층(PSA)에 의해 상기 박막 봉지부(TFE-2)에 점착된다.
일 실시예에서는, 상기 유기발광 표시장치(104)에서 상기 제3 무기막(CL6)의 위치는 도 3c에 도시된 제2 무기막(도 3c의 CL2)의 위치와 상이하나, 상기 제3 무기막(CL6)의 구조는 상기 제2 무기막의 구조와 실질적으로 동일할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 제3 무기막(CL6)은 다수의 제3 보조막들(AL3-1) 및 상기 다수의 제3 보조막들(AL3-1)과 교번적으로 적층된 다수의 제4 보조막들(AL4-1)을 포함하고, 상기 다수의 제3 보조막들(AL3-1)의 구조는 다수의 제3 보조막들(도 3c의 AL3)의 구조와 동일할 수 있고, 상기 다수의 제4 보조막들(AL4-1)의 구조는 다수의 제4 보조막들(도 3c의 AL4)의 구조와 동일할 수 있다.
따라서, 도 3c에 도시된 상기 제2 무기막(도 3c의 CL2)과 같이, 상기 제3 무기막(CL6)은 청색광 및 적색광을 반사시키는 특성보다 투과시키는 특성이 크며, 상기 제3 무기막(CL6)은 녹색광을 투과시키는 특성보다 반사시키는 특성이 클 수 있다.
상술한 상기 제1 무기막(CL1) 및 상기 제3 무기막(CL6)의 구조에 따르면, 상기 박막 봉지부(TFE-2)의 상기 제1 무기막(CL1)에 의해 상기 양자점층(QL)로부터 방출된 적색광이 반사되어 상기 적색광이 재생될 수 있고, 상기 윈도우 어셈블리(WA)의 상기 제3 무기막(CL3)에 의해 상기 양자점층(QL)로부터 방출된 녹색광이 반사되어 상기 녹색광이 재생될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 유기발광 표시장치 PX: 다수의 화소
OLED: 유기발광 소자 AL: 보조 라인
BE: 연결 전극 CE1: 제1 캐소드
CE2: 제2 캐소드 CF: 컬러 필터
EML: 유기발광층 LR: 레이저

Claims (18)

  1. 베이스 기판;
    다수의 유기발광소자들을 갖고, 상기 베이스 기판 위에 배치되는 화소층;
    양자점들을 갖고, 상기 화소층 위에 배치되는 양자점층; 및
    상기 양자점층 및 상기 화소층 사이에 배치되어 상기 화소층을 밀봉하는 박막 봉지부를 포함하고,
    상기 박막 봉지부는,
    제1 무기막; 및
    상기 제1 무기막 위에 배치된 유기막을 포함하고,
    상기 제1 무기막은,
    각각이 제1 굴절율을 갖는 다수의 제1 보조막들; 및
    각각이 상기 제1 굴절율과 상이한 제2 굴절율을 갖고, 상기 다수의 제1 보조막들과 교번적으로 적층되는 다수의 제2 보조막들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 유기발광소자들의 각각은 베이스광을 발광하는 유기발광층을 포함하고,
    상기 제1 무기막은 상기 베이스광을 투과시키고, 상기 제1 무기막은 상기 양자점층으로부터 방출된 광 중 상기 베이스광의 파장과 상이한 제1 파장을 갖는 제1 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 제1 보조막들은 TiO2를 포함하고, 상기 다수의 제2 보조막들은 SiO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 박막 봉지부는 상기 유기막을 사이에 두고 상기 제1 무기막 위에 적층된 제2 무기막을 더 포함하고,
    상기 제2 무기막은,
    각각이 제3 굴절율을 갖는 다수의 제3 보조막들; 및
    각각이 제3 굴절율과 상이한 제4 굴절율을 갖고, 상기 다수의 제3 보조막들과 교번적으로 적층되는 다수의 제4 보조막들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 다수의 제1 보조막들 및 상기 다수의 제2 보조막들은 상기 베이스기판의 두께 방향으로 적층되고, 상기 다수의 제3 보조막들 및 상기 다수의 제4 보조막들은 상기 베이스기판의 두께 방향으로 적층된 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스기판에 제1 화소 영역, 제2 화소 영역 및 제3 화소 영역이 정의되고,
    상기 양자점층은,
    상기 제1 화소 영역에 배치되고, 상기 베이스광을 상기 제1 광으로 변환시키는 제1 양자점들; 및
    상기 제2 화소 영역에 배치되고, 상기 베이스광을 상기 베이스광의 파장 및 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장을 갖는 제2 광으로 변환시키는 제2 양자점들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제2 무기막은 상기 베이스광을 투과시키고, 상기 제2 무기막은 상기 제2 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 양자점층의 상기 양자점들은 상기 제3 화소 영역에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 제1 파장은 상기 제2 파장보다 크고, 상기 제2 파장은 상기 베이스광의 파장보다 큰 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 베이스광은 청색광이고, 상기 제1 광은 적색광이고, 상기 제2 광은 녹색광인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 다수의 제1 보조막들 및 상기 다수의 제3 보조막들은 서로 동일한 구성물질(composition material)을 포함하고, 상기 다수의 제2 보조막들 및 상기 다수의 제4 보조막들은 서로 동일한 구성물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  12. 제4 항에 있어서, 상기 다수의 제1 보조막들 중 하나의 제1 보조막의 두께 및 상기 다수의 제2 보조막들 중 하나의 제2 보조막의 두께의 합은 상기 다수의 제3 보조막들 중 하나의 제3 보조막의 두께 및 상기 다수의 제4 보조막들 중 하나의 제4 보조막의 두께의 합보다 큰 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  13. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 및 제3 보조막들은 SiCN 및 SiOx 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 제2 및 제4 보조막들은 SiNx를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 화소 영역에 배치되고, 상기 양자점층을 사이에 두고 상기 화소층 위에 배치된 제1 컬러필터; 및
    상기 제2 화소 영역에 배치되고, 상기 양자점층을 사이에 두고 상기 화소층 위에 배치된 제2 컬러필터를 더 포함하고,
    상기 제1 컬러필터는 상기 베이스광을 차단하고, 상기 제1 컬러필터는 상기 제1 광을 투과시키고,
    상기 제2 컬러필터는 상기 베이스광을 차단하고, 상기 제2 컬러필터는 상기 제2 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 화소영역들에 배치되고, 상기 양자점층을 사이에 두고 상기 화소층 위에 배치된 컬러필터를 더 포함하고,
    상기 컬러필터는 상기 베이스광을 차단하고, 상기 컬러필터는 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  16. 제 6 항에 있어서, 상기 유기 발광층은 상기 제1 내지 제3 화소 영역들에서 연속된 막의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자점층을 사이에 두고 상기 박막 봉지부 위에 배치되어 외부에 노출된 윈도우 어셈블리;
    상기 박막 봉지부 및 상기 양자점층 사이에 배치된 점착층;
    상기 점착층 및 상기 양자점층 사이에 배치되고, 각각이 제1 굴절율을 갖는 다수의 제3 보조막들; 및
    상기 점착층 및 상기 양자점층 사이에 배치되고, 각각이 상기 제1 굴절율과 상이한 제2 굴절율을 갖고, 상기 다수의 제3 보조막들과 교번적으로 적층되는 다수의 제4 보조막들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 박막 봉지부는 상기 화소층의 측부들을 커버하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
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