KR20120139076A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20120139076A
KR20120139076A KR1020110058636A KR20110058636A KR20120139076A KR 20120139076 A KR20120139076 A KR 20120139076A KR 1020110058636 A KR1020110058636 A KR 1020110058636A KR 20110058636 A KR20110058636 A KR 20110058636A KR 20120139076 A KR20120139076 A KR 20120139076A
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KR
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electrode
light emitting
organic light
display unit
liquid crystal
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KR1020110058636A
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김건식
오준식
이동규
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

디스플레이 장치를 개시한다. 본 발명은 제 1 기판 상에 형성되며, 서로 대향되게 배치된 제 1 전극 및 제 2 전극과, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성된 유기 발광막을 포함하는 유기 발광 디스플레이부;와, 제 1 기판과 대향되는 제 2 기판 상에 형성되며, 액정을 선택적으로 셔터하는 액정 디스플레이부;를 포함하되, 유기 발광 디스플레이부는 액정 디스플레이부가 유기 발광막의 각 픽셀로부터 반사된 색상으로 화상을 구현하도록 공진 구조로서, 유기 발광 디스플레이부의 화질이나, 소비 전력과 같은 특성의 변화없이 반사형 액정 디스플레이부를 통한 야외 시인성의 확보가 가능하다.

Description

디스플레이 장치{display device}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 야외 시인성을 극대화시키기 위하여 유기 발광 표시부와 반사형 액정 디스플레이부를 결합한 하이브리드형 디스플레이 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT)를 구비한 유기 발광 디스플레이 장치(Organic light emitting display device, OLED)는 디지털 카메라나, 비디오 카메라나, 캠코더나, 휴대 정보 단말기나, 스마트 폰 등의 모바일 기기용 디스플레이 장치나, 초박형 텔레비전이나, 초슬림 노트북이나, 태블릿 퍼스널 컴퓨터나, 플렉서블 디스플레이 장치등의 전기/전자 제품에 적용할 수 있어서 각광받고 있다.
유기 발광 디스플레이 장치는 애노우드와 캐소우드에 주입되는 정공과 전자가 유기 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있는 자발광형 디스플레이 장치로서, 애노우드와 캐소우드 사이에 유기 발광층을 삽입한 적층형 구조이다.
그러나, 상기한 구조로는 고효율 발광을 얻기 어렵기 때문에 각각의 전극과 유기 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층, 및 정공 주입층 등의 중간층을 선택적으로 추가 삽입하여 이용하고 있다.
액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display Panel, LCD)은 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 빛이 입사되어 화상을 표시하는 수광형 디스플레이 장치이다.
액정 디스플레이 패널은 복수의 기판 사이에 액정을 주입하여 전원 공급시 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 이미지, 숫자, 문자 등을 표시한다. 액정 디스플레이 패널은 구동 방식과, 표시 방식과, 표시 형태에 따라 다양하게 분류할 수 있다. 이중에서, TFT(Thin Film Transistor) 액정 디스플레이 패널은 기판 상에 트랜지스터를 일정하게 배열한 패널을 말한다.
특히, 반투과형 구조를 채용한 액정 디스플레이 패널은 햇빛 아래에서도 시인성이 좋은 특성을 가지게 된다. 그러나, 개구율 감소에 의한 소비 전력이 증가하고, 낮은 반사율과, 제조 공정의 어려움이 있다.
한편, 유기 발광 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 패널에 비하여 높은 색 재현율과, 높은 콘트라스트, 넓은 시야각을 확보한다는 점에서 장점이 있다. 그러나, 유기 발광 디스플레이 장치는 편광 필름에 기인하는 야외 시인성 특성을 가지고 있어서 편광 필름 반사에 의한 시인성이 저하된다. 따라서, 유기 발광 디스플레이 장치는 햇빛 아래에서 시인성을 확보할 수 있는 구조가 필요하다.
본 발명은 유기 발광 디스플레이부의 야외 시인성을 극대화시키기 위하여 반사형 액정 디스플레부 구조를 하이브리드시킨 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치는,
제 1 기판 상에 형성되며, 서로 대향되게 배치된 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성된 유기 발광막을 포함하는 유기 발광 디스플레이부;와,
상기 제 1 기판과 대향되는 제 2 기판 상에 형성되며, 액정을 선택적으로 셔터하는 액정 디스플레이부;를 포함하되,
상기 유기 발광 디스플레이부는 상기 액정 디스플레이부가 상기 유기 발광막의 각 픽셀로부터 반사된 색상으로 화상을 구현하도록 공진 구조이다.
일 실시예에 있어서, 상기 유기 발광 디스플레이부의 픽셀과, 상기 액정 디스플레이부의 픽셀은 서로 대향되는 위치에서 동일한 개수로 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 액정 디스플레이부는 반사형 액정 디스플레이부이며, 상기 제 1 기판 상의 제 1 전극 또는 제 2 전극 중 어느 하나가 반사판이다.
일 실시예에 있어서, 상기 유기 발광 디스플레이부는 박막 트랜지스터와, 유기 발광 소자를 포함하며, 상기 제 1 전극은 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 애노우드이고, 상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극과 대향되게 형성된 캐소우드이며, 반사 전극과 반투명 전극의 조합으로 구성되어서 공진 구조를 이루고 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 전극은 반사형 금속으로 된 반사 전극이다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 2 전극은 반투과성 금속으로 된 반투명 전극이다.
일 실시예에 있어서, 상기 유기 발광막은 적색, 녹색, 청색으로 발광하도록 적색, 녹색, 청색 발광막을 포함하며, 상기 적색, 녹색, 청색 발광막은 공진 구조로 인하여 각각 녹색, 보라, 노란 색상을 띈다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 기판과, 제 2 기판 사이에는 간격을 유지하기 위한 스페이서가 배치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 액정 디스플레이부는 칼라 필터리스형이다.
일 실시예에 있어서, 상기 액정 디스플레이부는 야간이나 실내에서 오프 상태를 유지하고, 실외나 태양광 아래서는 온 상태를 유지한다.
일 실시예에 있어서, 상기 유기 발광 디스플레이부와, 액정 디스플레이부는 동일한 해상도를 가지고 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 2 기판의 외면에는 편광판이 설치되고, 상기 유기 발광 디스플레이부와, 상기 액정 디스플레이부는 상기 편광판을 공유하고 있다.
이상과 같이, 본 발명의 디스플레이 장치는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 유기 발광 디스플레이부의 화질이나, 소비 전력과 같은 특성의 변화없이 반사형 액정 디스플레이부를 통한 야외 시인성의 확보가 가능하다.
둘째, 편광 필름은 공용화되어서, 유기 발광 디스플레이부에서는 외광 반사를 억제하고, 반사형 액정 디스플레이부에서는 구동용 편광 필름의 역할을 하게 된다.
셋째, 별도의 컬러 필터없이 유기 발광 디스플레이부의 픽셀의 반사색 특성을 이용하여 컬러화가 구현가능하다.
넷째, 반사형 액정 디스플레이부의 개구율을 줄일 필요가 없으므로, 반사 휘도를 확보하기 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 액정 디스플레부의 픽셀의 반사 스펙트럼의 시뮬레이션을 도시한 그래프,
도 3은 본 발명의 유기 발광 디스플레이부의 픽셀을 촬영한 사진.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 디스플레이 장치(100)는 유기 발광 디스플레이부(101)와, 상기 유기 발광 디스플레이부(101)에 대하여 적층 결합된 액정 디스플레이부(102)를 포함한다.
상기 디스플레이 장치(100)는 제 1 기판(103)을 구비한다. 상기 제 1 기판(103)은 글래스나, 플라스틱과 같은 절연 기판으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제 1 기판(103) 상에는 버퍼층(104)이 형성되어 있다. 상기 버퍼층(104)은 유기물이나, 무기물이나, 유기물 및 무기물이 교대로 적층된 구조이다. 상기 버퍼층(104)은 산소와 수분을 차단하는 역할을 수행함과 동시에, 상기 제 1 기판(103)으로부터 발생하는 수분 또는 불순물의 확산을 방지하거나, 반도체 활성층(105)의 결정화시 열의 전달 속도를 조절함으로써, 반도체의 결정화가 잘 이루어질 수 있는 역할을 수행한다.
상기 버퍼층(104) 상에는 소정 패턴의 반도체 활성층(105)이 형성되어 있다. 상기 반도체 활성층(105)이 폴리 실리콘으로 형성될 경우에는 아몰퍼스 실리콘을 형성하고, 이를 결정화시켜 폴리 실리콘으로 변화시키게 된다.
아몰퍼스 실리콘의 결정화 방법으로는 RTA(Rapid Thermal Annealing)법, SPC(Solid Phase Crystallzation)법, ELA(Eximer Laser Annealing)법, MIC(Metal Induced Crystallization)법, MIL(Metal Induced Lateral Crystallization)법, SLS(Sequential Lateral Solidification)법등 다양한 방법이 적용될 수 있다.
상기 반도체 활성층(105)에는 N형 또는 P형 불순물 이온을 도핑하여 소스 영역(106)과, 드레인 영역(107)이 형성되어 있다. 상기 소스 영역(106)과 드레인 영역(107) 사이의 영역은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(108)이다.
상기 반도체 활성층(105) 상부에는 게이트 절연막(109)이 증착되어 있다. 상기 게이트 절연막(109)은 SiO2로 된 단일층이나, SiO2와 SiNx의 이중층 구조로 형성되어 있다.
상기 게이트 절연막(109) 상부의 소정 영역에는 게이트 전극(110)이 형성되어 있다. 상기 게이트 전극(110)은 박막 트랜지스터 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결되어 있다. 상기 게이트 전극(110)은 단일 또는 다중 금속의 사용이 가능하며, Mo, MoW, Cr, Al, Al 합금, Mg, Al, Ni, W, Au 등의 단층막이나, 이들의 혼합으로 이루어지는 다층막으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 게이트 전극(110) 상부에는 층간 절연막(111)이 형성되어 있고, 콘택 홀을 통하여 소스 영역(106)에 대하여 소스 전극(112)이 전기적으로 연결되어 있고, 드레인 영역(107)에 대하여 드레인 전극(113)이 전기적으로 연결되어 있다.
상기 소스 전극(112) 및 드레인 전극(113)의 상부에는 SiO2, SiNx 등으로 이루어진 보호막(패시베이션막 및/또는 평탄화막, 114)이 형성되어 있다. 상기 보호막(114)으로는 아크릴(Acryl)이나, BCB(Benzocyclobutene) 등과 같은 유기물이나, SiNx와 같은 무기물로 형성할 수 있으며, 단층으로 형성하거나, 이중 또는 다중 층으로 구성될 수 있는등 다양한 변형이 가능하다.
상기 보호막(114)의 일부는 식각되어서 애노우드 역할을 하는 제 1 전극(115)이 형성되어 있다. 상기 제 1 전극(115)은 소스 전극(112)이나, 드레인 전극(113)의 일 전극에 전기적으로 연결되어 있다.
상기 제 1 전극(115)은 유기 발광 소자에 구비되는 전극들중 일 전극으로 기능하는 것으로서, 다양한 도전성 소재로 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극(115)은 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 제 1 전극(115)이 투명 전극으로 사용될 때에는 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3를 구비할 수 있으며, 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.
상기 제 1 전극(115)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성시에 각 서브 픽셀의 개구 형태에 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
상기 제 1 전극(115)의 노출된 부분에는 유기 발광막(116)이 형성되어 있다. 상기 유기 발광막(116)은 저분자 또는 고분자 유기물을 구비할 수 있다.
저분자 유기물을 사용할 경우, 홀 주입층(Hole Injection Layer, HIL), 홀 수송층(Hole Transport Layer, HTL), 발광층(Emission Layer, EML), 전자 수송층( Electron Transport Layer, ETL), 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다.
저분자 유기물을 사용할 경우, 사용 가능한 유기 재료는 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 유기물은 진공 증착 등을 방법으로 형성될 수 있다.
고분자 유기물을 사용할 경우, 대개 정공 수송층(HTL) 및 발광층(EML)을 포함한다. 정공 수송층으로는 PEDOT를 사용하고, 발광층으로는 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기 물질을 사용하며, 이를 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄 방법 등으로 형성할 수 있다.
상기 유기 발광막(116)의 상부에는 상기 제 1 전극(115)과 대향하도록 캐소우드 역할을 하는 제 2 전극(117)이 형성되어 있다.
상기 제 2 전극(117)도 투명 전극 또는 반사형 전극을 포함할 수 있다.
상기 제 2 전극(117)이 투명 전극으로 사용될 경우, 일함수가 작은 금속, 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 및 이들의 화합물로 이루어진 층과, 이 층 상에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등의 투명 전극용 물질로 형성된 보조 전극이나, 버스 전극 라인을 구비할 수 있다.
상기 제 2 전극(117)이 반사형 전극으로 사용될 경우, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성한다.
상기 제 2 전극(117)은 상기 투명 전극 또는 반사형 전극을 디스플레이 영역 전체에 전면 증착하여 형성될 수 있다. 그러나, 상기 제 2 전극(117)은 반드시 전면 증착될 필요는 없으며, 다양한 패턴으로 형성될 수 있음은 물론이다. 상기 제 1 전극(115)과 제 2 전극(117)은 서로 위치가 반대로 적층될 수 있다.
이처럼, 상기 유기 발광 소자(OLED)는 전류의 흐름에 따라 적색, 녹색, 청색 픽셀로부터 적색, 녹색, 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시하는 것으로서, 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(112)이나, 드레인 전극(113)에 연결되어서 이로부터 (+) 전원을 공급받는 제 1 전극(115)과, 전체 픽셀 영역을 덮도록 구비되어 (-) 전원을 공급받는 제 2 전극(117)과, 상기 제 1 전극(115) 및 제 2 전극(117) 사이에 개재되는 유기 발광막(116)을 포함하여 형성된다.
상기 제 1 전극(115)과, 제 2 전극(117)은 유기 발광막(116)에 의하여 서로 절연되어 있으며, 유기 발광막(116)에 서로 다른 극성의 전압을 인가하여 상기 유기 발광막(116)에서 발광이 이루어지도록 한다. 상기 제 1 전극(115)과 제 2 전극(117)의 극성은 서로 반대되도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 유기 발광 디스플레이부(102)의 서브 픽셀들은 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)나, 유기 발광 소자(OLED)를 가진다. 상기 박막 트랜지스터의 구조는 반드시 도 1에 도시된 구조로만 가능한 것은 아니며, 그 수와 구조는 다양하게 변형가능하다.
상기 디스플레이 장치(100)에는 상기 제 1 기판(103)과 대향되게 제 2 기판(118)이 마련되어 있다. 상기 제 2 기판(118)은 투명한 기판, 예컨대, 소다 라임 글래스와 같은 투명한 유리 기판이나, 투명한 플라스틱 기판으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제 2 기판(118) 상에는 액정 디스플레이부용 박막 트랜지스터(119)가 형성되어 있다. 여기서는, 액티브형 액정 디스플레이부(102)에 구비된 상기 박막 트랜지스터(119)의 구조, 예컨대, 반도체 활성층, 소스 전극, 드레인 전극, 게이트 전극, 픽셀 전극, 절연막 및, 배향막의 구조는 당업자에게는 널리 알려진 기술이므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
상기 제 1 기판(103)과 제 2 기판(118) 사이에는 액정층(120)이 형성되어 있다. 상기 액정층(120)은 네가티브 타입의 유전율 이방성(Negative type dielectric constant anisotropy)을 가지는 액정을 포함하며, 수직 배향시키는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 제 1 기판(103)과 제 2 기판(118) 사이에는 간격을 유지하기 위하여 스페이서(121)가 개재되어 있다. 상기 액정층(120)의 액정은 진공 주입 방법을 이용하여 스페이서(121)에 의하여 구획된 공간에 주입되어 있다.
이때, 상기 박막 트랜지스터(119)와 대향되게 형성되는 상기 액정 디스플레이부(102)의 공통 전극으로는 유기 발광 디스플레이부(101)의 제 2 전극(117)을 이용하게 된다.
이에 따라, 상기 액정 디스플레이부(102)를 구동시에는 박막 트랜지스터(119)에 구비된 픽셀 전극은 픽셀 신호를 받아서 공통 전극 역할을 하는 제 2 전극(117)과의 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의하여 상기 제 1 기판(103)과, 제 2 기판(118) 사이에 주입된 액정층(120)의 액정이 셔터 기능을 하여서 유전 이방성에 의하여 회전하게 되어서 화상을 구현하게 된다.
대안으로는, 상기 제 2 전극(117) 대신에 별도의 공통 전극을 추가적으로 더 형성시킬 수 있다.
상기 제 2 기판(118)의 외면에는 편광판(122)이 설치되어 있다. 상기 편광판(122)은 상기 유기 발광 디스플레이부(101)와, 액정 디스플레이부(102)에 공통적으로 적용되는 것으로서, 외광의 반사를 차단하는 기능을 한다.
게다가, 상기 제 2 기판(118)과 편광판(122) 사이에는 터치 패널 기능을 구현하기 위하여 터치 패턴층(123)이 더 형성될 수 있다.
한편, 제 1 기판(103)과, 제 2 기판(118)이 결합되는 가장자리에는 외부로부터 이물질이나, 수분의 침입을 방지하기 위하여 실링재(124)가 형성되어 있다.
여기서, 상기 디스플레이 장치(100)는 밤이나, 외부 광의 세기가 약한 실내서는 유기 발광 디스플레이부(101)를 주로 사용하고, 낮이나, 외부 광의 세기가 강한 실외에서는 액정 디스플레이부(102)를 주로 이용하기 위하여 상기 유기 발광 디스플레이부(101)와 액정 디스플레이부(102)의 해상도를 동일하게 해줘야 한다.
이를 위하여, 상기 유기 발광 디스플레이부(101)에 패턴화된 픽셀은 상기 액정 디스플레이부(102)에 패턴화된 픽셀과 서로 대응되게 형성시켜주는 것이 바람직하다.
즉, 상기 유기 발광 디스플레이부(101)에 패턴화된 픽셀의 개수나, 픽셀의 위치는 상기 액정 디스플레이부(102)에 패턴화된 픽셀의 개수나, 픽셀의 위치에 대하여 수직 방향으로 서로 동일하게 형성시켜야 한다. 이것은 상기 디스플레이 장치(100)의 풀 칼라(Full color)의 구현을 위해서이다.
또한, 상기 액정 디스플레이부(102)가 반사형 디스플레이부로 사용되기 위해서는 상기 유기 발광 디스플레부(110)의 제 1 전극(115)이나, 제 2 전극(117)중 어느 하나의 전극이 반사판으로 이용되어야 한다.
본 실시예에서는 제 1 전극(115)이 반사판으로 사용된다. 이에 따라, 외광이 입사되면, 상기 제 1 전극(115)로부터 제 2 기판(118)을 통하여 출사가능하다. 이처럼, 상기 액정 디스플레이부(102)는 반사형 디스플레이부이므로, 별도의 백라이트 유니트는 필요하지 않는다.
게다가, 상기 액정 디스플레이부(102)는 칼라 필터층 없이 칼러를 구현하는 이른바 컬러 필터리스형(Color filterless type) 디스플레이 장치이다. 이것은 유기 발광 디스플레이부(101)의 적색, 녹색, 청색 픽셀 자체의 반사 색특성을 이용하므로, 별도의 칼라 필터층이 필요하지 않는 것이다. 상기 유기 발광 디스플레이부(101)는 공진 구조이므로 반사광이 특정한 색상을 띄게 된다.
도 2는 상기 유기 발광 디스플레부(101)의 반사 스펙트럼이다.
여기서, X 축은 파장대를 나타내는 것이고, Y 축은 반사율을 나타내는 것이다.
도면을 참조하면, 적색 픽셀에서는 곡선 R이 80％ 이상의 반사율과, 620 나노미터 파장대 부근에서 최대 흡수율을 나타내고, 녹색 픽셀에서는 곡선 G가 80％ 이상의 반사율과, 520 마이크로미터 파장대 부근에서 최대 흡수율을 나타내고, 청색 픽셀에서는 곡선 B가 80％ 이상의 반사율과, 440 나노미터 파장대 부근에서 최대 흡수율을 나타내는 것을 알 수 있다.
한편, 곡선 W는 백색 픽셀에서의 반사 스펙트럼을 나타낸 것이고, 곡선 NE는 비발광부에서의 반사 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 3은 상기 유기 발광 디스플레이부(101)의 서브 픽셀을 사진 촬영한 것이다.
도면을 참조하면, 육안으로 보았을 때, 상기 유기 발광 디스플레이부(101)는 적색 픽셀에서는 반사광이 녹색을 띄게 되고, 녹색 픽셀에서는 반사광이 보라색을 띄게 되고, 청색 픽셀에서는 반사광이 노란색을 띄게 된다.
상기와 같이 반사광이 특정한 색상을 띄는 것은 유기 발광 디스플레이부(101)의 적색, 녹색, 청색 픽셀이 공진 구조이기 때문이다. 이때, 상기 적색, 녹색, 청색 픽셀의 박막 두께를 다르게 설계하게 된다.
즉, 상기 유기 발광 디스플레부(101)의 제 1 전극(115)과, 유기 발광막(116)을 사이에 두고 상기 제 1 전극(115)과 대향되게 형성된 제 2 전극(117)은 미세 공진 효과(Micro-cavity effect)를 구현하기 위하여 반사 전극과 반투명 전극의 조합으로 구성된다.
본 실시예의 경우처럼, 상기 제 2 기판(118)이 배치된 방향으로 화상이 구현되는 전면 발광형(Top emission type)일 경우, 상기 제 1 전극(115)은 반사 전극, 예컨대, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, 및 이들의 화합물로 이루어진 반사형 금속으로 형성하거나, 반사형 금속의 상부 및/또는 하부에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3층이 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 2 전극(117)은 반투과성 금속, 이를테면, Mg와 Ag의 합금이거나, Ag, Al, Au, Pt, Cr 등의 금속이나, 이러한 금속을 함유한 합금일 수 있다. 이때, 상기 제 2 전극(117)은 5％ 이상의 반사율과, 50％의 투과율을 달성할 수 있는 두께를 가지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 유기 발광 디스플레이부(101)를 구동하지 않더라도, 상기 제 1 전극(115) 및 제 2 전극(117)은 반사 전극과 반투명 전극의 조합으로 구성된 공진 구조이고, 적색, 녹색, 청색 픽셀의 박막 두께를 다르게 설계하므로, 예컨대, 백색광이 입사시 녹색 픽셀에서는 녹색 파장대의 빛은 흡수되고, 적색, 청색 파장대의 빛은 반사되어서 보라색을 띄고, 적색 픽셀에서는 녹색을 띄고, 청색 픽셀은 노란색을 띄게 된다.
상기와 같은 구조를 가지는 디스플레이 장치(100)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 외부광의 세기가 약한 실내나, 밤에 사용할 경우에는 액정 디스플레이부(102)는 오프 상태를 유지하고, 유기 발광 디스플레이부(101)가 구동되어서, 제 1 전극(115)과, 제 2 전극(117)에 각각 전압이 인가되고, 유기 발광막(116)이 발광되어 화상을 구현하게 된다. 이때, 상기 편광판(122)은 외광 반사를 차단하게 된다.
다음으로, 외부광의 세기가 강한 실외나, 태양광에서 사용할 경우에는 반사형 액정 디스플레이부(102)가 구동되어서 제 2 전극(117)과 액정 디스플레부용 박막 트랜지스터(119)에 각각 전압이 인가되고, 제 1 기판(103) 및 제 2 기판(118) 사이에 개재된 액정층(120)의 액정이 가해지는 전압에 비례하는 상태 변화를 일으켜 외부에서 일정량으로 들어온 광원의 빛이 액정층(120)을 통과하면서 그 양이 변조된후 제 1 전극(115)에서 반사되어 나가서 화상을 구현하게 된다.
이에 따라, 상기 유기 발광 디스플레이부(101)가 오프 상태일지라도, 상기 유기 발광 디스플레이부(101)의 적색, 녹색, 청색 픽셀이 공진 구조를 이루고 있으므로, 컬러 필터 없이 상기 유비 발광 디스플레이부(101)로부터 발생하는 반사광을 이용하여 소망하는 색상을 구현할 수 있게 된다.
한편, 외부광의 세기가 강한 실외나, 태양광 조건에서 상기 유기 발광 디스플레이부(101)와, 반사형 액정 디스플레이부(102)를 동시에 구동할수 있다.
이럴 경우, 예컨대, 노란색을 표현하고자 하면, 상기 액정 디스플레이부(102)의 적색 및 청색 픽셀을 발광시켜서 이들이 혼합되어 노란색을 표현하고, 이와 동시에 유기 발광 디스플레이부(110)의 청색 픽셀은 발광하지 않고, 공조 현상에 의하여 반사되어 나오는 색상이 노란색을 띄게 된다. 이때, 색변환 알고리즘을 이용하여 색상 이미지를 보정가능함은 물론이다.
한편, 설명의 편의상, 적색 픽셀, 녹색 픽셀, 청색 픽셀을 예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 각 픽셀들은 순서에 관계없이 적색, 녹색, 및 청색 중 어느 하나의 색을 구현할 수 있다.
또한, 풀 컬러를 구현할 수 있는 것이라면, 반드시 적색, 녹색, 및 청색의 조합이 아닌, 다른 색의 조합도 가능하다. 또한 풀 컬러를 구현할 수 있는 것이라면, 본 실시예와 같이 세 개의 픽셀의 조합이 아니라도, 예를 들어, 네 개의 픽셀의 조합으로 구송되는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
100...디스플레이 장치
101...유기 발광 디스플레이부 102...액정 디스플레이부
103...제 1 기판 105...반도체 활성층
106...소스 영역 107...드레인 영역
108...채널 영역 109...게이트 절연막
110...게이트 전극 111...층간 절연막
112...소스 전극 113...드레인 전극
114...보호막 115...제 1 전극
116...유기 발광막 117...제 2 전극
118...제 2 기판 119...박막 트랜지스터
120...액정층 121...스페이서
122...편광판 123...터치 패턴층
124...실링재

Claims (16)

  1. 제 1 기판 상에 형성되며, 서로 대향되게 배치된 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성된 유기 발광막을 포함하는 유기 발광 디스플레이부;와,
    상기 제 1 기판과 대향되는 제 2 기판 상에 형성되며, 액정을 선택적으로 셔터하는 액정 디스플레이부;를 포함하되,
    상기 유기 발광 디스플레이부는 상기 액정 디스플레이부가 상기 유기 발광막의 각 픽셀로부터 반사된 색상으로 화상을 구현하도록 공진 구조인 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 디스플레이부의 픽셀과, 상기 액정 디스플레이부의 픽셀은 서로 대향되는 위치에서 동일한 개수로 형성되는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이부는 반사형 액정 디스플레이부이며,
    상기 제 1 기판 상의 제 1 전극 또는 제 2 전극 중 어느 하나가 반사판인 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 디스플레이부는 박막 트랜지스터와, 유기 발광 소자를 포함하며,
    상기 제 1 전극은 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 애노우드이고,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극과 대향되게 형성된 캐소우드이며,
    반사 전극과 반투명 전극의 조합으로 구성되어서 공진 구조를 이루는 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 반사형 금속으로 된 반사 전극인 디스플레이 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 반투과성 금속으로 된 반투명 전극인 디스플레이 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 유기 발광막은 적색, 녹색, 청색으로 발광하도록 적색, 녹색, 청색 발광막을 포함하며,
    상기 적색, 녹색, 청색 발광막은 공진 구조로 인하여 각각 녹색, 보라, 노란 색상을 띄는 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과, 제 2 기판 사이에는 간격을 유지하기 위한 스페이서가 배치된 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판의 외면에는 터치 패턴층이 더 형성된 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이부는 칼라 필터리스형인 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이부는 야간이나 실내에서 오프 상태를 유지하고,
    실외나 태양광 아래서는 온 상태를 유지하는 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 디스플레이부와, 액정 디스플레이부는 동일한 해상도를 가지는 디스플레이 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판의 외면에는 편광판이 설치되고,
    상기 유기 발광 디스플레이부와, 상기 액정 디스플레이부는 상기 편광판을 공유하는 디스플레이 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 디스플레이부는 박막 트랜지스터와, 유기 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는,
    제 1 기판 상에 형성되며, 소스 및 드레인 영역과, 채널 영역이 형성된 반도체 활성층;
    절연층을 매개로 상기 반도체 활성층에 대하여 적층된 게이트 전극; 및
    콘택 홀을 통하여 상기 소스 및 드레인 영역에 대하여 전기적으로 연결된 소스 및 드레인 전극;을 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는
    상기 소스 전극이나 드레인 전극에 전기적으로 연결된 상기 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 상에 형성된 유기 발광막; 및
    상기 유기 발광막 상에 형성된 상기 제 2 전극;을 포함하는 디스플레이 장치.
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