JP2010040503A - 有機発光表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】外光反射を抑制して視認性を向上させた有機発光表示装置を提供すること。
【解決手段】基板110と、ゲート電極155、ソース電極176、及びドレイン電極177を含み、基板110上に形成された薄膜トランジスタ20と、ドレイン電極177の一部を露出させる接触孔182を有して薄膜トランジスタ20上に形成された平坦化膜180と、平坦化膜180上に形成され、接触孔182を通して薄膜トランジスタ20のドレイン電極177と連結される画素電極710と、画素電極710を露出させる開口部を有して平坦化膜180上に形成された画素定義膜190とを備えた有機発光表示装置であって、画素定義膜190と平坦化膜180とは互いに異なる色を有する。
【選択図】図2

Description

本発明は有機発光表示装置に関する。
有機発光表示装置は正孔注入電極、有機発光層及び電子注入電極を有する複数の有機発光素子(organic light emitting diode)を含む。有機発光層内部で電子と正孔とが結合されて生成された励起子(exciton)が励起状態から基底状態に落ちる時に発生されるエネルギーによって発光が行われ、これを用いて有機発光表示装置は画像を形成する。
従って、有機発光表示装置は自発光特性を有し、液晶表示装置とは異なって、別途の光源を要しないため、厚さ及び重量を減らすことができる。また、有機発光表示装置は低い消費電力、高い輝度及び高い反応速度などの高品質特性を有するため、携帯用電子機器等の次世代表示装置として注目されている。
一般に有機発光表示装置が有する様々な電極及び金属配線は外部から流入した光を反射する。しかし、このような外光反射によって有機発光表示装置は黒い色の表現及びコントラストが不良になって表示特性が低下する問題がある。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、外光反射を抑制して、視認性を向上させることが可能な、新規かつ改良された有機発光表示装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基板と、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含み、基板上に形成された薄膜トランジスタと、ドレイン電極の一部を露出させる接触孔を有して薄膜トランジスタ上に形成された平坦化膜と、平坦化膜上に形成され、接触孔を通して薄膜トランジスタのドレイン電極と連結される画素電極と、画素電極を露出させる開口部を有して平坦化膜上に形成された画素定義膜とを備え、画素定義膜と前記平坦化膜とは互いに異なる色を有する有機発光表示装置が提供される。
画素定義膜が有する色と平坦化膜が有する色とは互いに混合されると各々の色より明度が低くてもよい。
画素定義膜が有する色と平坦化膜が有する色とは減算混合状態で互いに補色関係であってもよい。
平坦化膜又は画素定義膜の一方は赤色(red)系の色を有し、他方は緑色(green)系の色をそれぞれ有してもよい。
平坦化膜又は画素定義膜のうち赤色系の色はアクリル系の樹脂を含んで形成されてもよい。
平坦化膜又は画素定義膜のいずれか一つは黒色系の色を有してもよい。
ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極のうち一つ以上の電極と同じ層に同じ素材で形成された導電膜をさらに備え、導電膜の少なくとも一部は画素定義膜の下に配置されてもよい。
以上説明したように本発明によれば、有機発光表示装置は外光反射率を低下させて、視認性を向上させた表示特性を有することができる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
また、図面に示した各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ず図示されたものに限られない。
また、図面から様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上」または「上に」いるという時、これは他の部分「真上に」ある場合だけでなく、その間にまた他の部分がある場合も含む。逆にある部分が他の部分の「真上に」いるという時には、その間に他の部分がないことを意味する。
また、本実施形態では、一つの画素に二つの薄膜トランジスタと一つの蓄電素子(capacitor)を備えた2Tr−1Cap構造の能動駆動(active matrix、AM)型有機発光表示装置を示しているが、本発明はこれに限定されるのではない。従って、有機発光表示装置は一つの画素に3つ以上の薄膜トランジスタと2つ以上の蓄電素子を具備でき、別途の配線がさらに形成されて多様な構造を有するように形成できる。
ここで、画素は画像を表示する最小単位を意味し、有機発光表示装置は複数の画素を通して画像を表示する。
以下、図1及び図2を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図1に示すように、本発明の一実施形態による有機発光表示装置100は、一つの画素にスイッチング薄膜トランジスタ10、駆動薄膜トランジスタ20、蓄電素子80、及び有機発光素子(OLED)70を含む。有機発光表示装置100は一方向に沿って配置されるゲートライン151と、ゲートライン151と絶縁交差されるデータライン171及び共通電源ライン172をさらに含む。ここで、一つの画素はゲートライン151、データライン171及び共通電源ライン172を境界として定義できる。
有機発光素子70は、画素電極710と画素電極710の上に形成された有機発光層720と、有機発光層720の上に形成された共通電極730(図2に図示)を含む。ここで、画素電極710は正孔注入電極の正(+)極であり、共通電極730は電子注入電極の負(−)極となる。しかし、本発明が必ずしもこれに限定されるのではなく、有機発光表示装置100の駆動方法により画素電極710が負極となり、共通電極730が正極となることもありうる。画素電極710及び共通電極730から各々正孔と電子が有機発光層720内部に注入される。注入された正孔と電子が結合された励起子(exiton)が励起状態から基底状態に落ちる時に発光される。
スイッチング薄膜トランジスタ10は、スイッチング半導体層131、スイッチングゲート電極152、スイッチングソース電極173及びスイッチングドレイン電極174を含み、駆動薄膜トランジスタ20は、駆動半導体層132、駆動ゲート電極155、駆動ソース電極176及び駆動ドレイン電極177を含む。
蓄電素子80は層間絶縁膜160(図2に図示)を間において配置された第1維持電極158と第2維持電極178を含む。
スイッチング薄膜トランジスタ10は発光させようとする画素を選択するスイッチング素子として用いられる。スイッチングゲート電極152はゲートライン151に連結される。スイッチングソース電極173はデータライン171に連結される。スイッチングドレイン電極174はスイッチングソース電極173から離隔配置されると共に、第1維持電極158と連結される。
駆動薄膜トランジスタ20は選択された画素内の有機発光素子70の有機発光層720を発光させるための駆動電源を画素電極710に印加する。駆動ゲート電極155は第1維持電極158と連結される。駆動ソース電極176及び第2維持電極178は各々共通電源ライン172と連結される。駆動ドレイン電極177は接触孔182を通して有機発光素子70の画素電極710と連結される。
このような構造によって、スイッチング薄膜トランジスタ10はゲートライン151に印加されるゲート電圧によって作動し、データライン171に印加されるデータ電圧を駆動薄膜トランジスタ20に伝達する役割を果たす。共通電源ライン172から駆動薄膜トランジスタ20に印加される共通電圧とスイッチング薄膜トランジスタ10から伝送されたデータ電圧の差に相当する電圧が蓄電素子80に保存され、蓄電素子80に保存された電圧に対応する電流が駆動薄膜トランジスタ20を通して有機発光素子70に流れて有機発光素子70が発光される。
また、有機発光表示装置100は平坦化膜180(図2に図示)及び画素定義膜190をさらに含む。画素定義膜190は画素電極710を露出させる開口部を有し、有機発光層720は実質的に画素定義膜190の開口部内に配置される。つまり、一つの画素で画素定義膜190が形成された部分は有機発光層720が形成された部分を除いた他の部分と実質的に同一である。従って、画素定義膜190はゲート電極152、155、ソース電極173、176、及びドレイン電極174、177のうち、一つ以上の電極と同じ層に同じ素材で形成された導電膜の少なくとも一部と重なる。ここで、導電膜はゲートライン151、データライン171、共通電源ライン172、第1維持電極158、及び第2維持電極178を含む。つまり、画素定義膜190及び平坦化膜180の下にはゲートライン151、データライン171、共通電源ライン172、第1維持電極158、及び第2維持電極178の一つ以上の少なくとも一部が配置される。
平坦化膜180と画素定義膜190は互いに異なる色を有する。特に、画素定義膜190は平坦化膜180が有する色と混合されると全体的に明度が低くなる色を有する。つまり、平坦化膜180が有する色と画素定義膜190が有する色とは互いに混合されると各々の色より明度が低くなる色を有する。
より望ましくは、画素定義膜190は平坦化膜180が有する色と減算混合特性において互いに補色関係の色を有することである。つまり、平坦化膜180が有する色と画素定義膜190が有する色は減算混合状態で互いに補色関係であることがさらに望ましい。
このような構成によって、有機発光表示装置100は外光反射を抑制して、向上された視認性を有することができる。
具体的には、画素定義膜190の下に配置された導電膜に反射される外部の光が画素定義膜190と平坦化膜180を通過すると共に、これらが有する色によって明度が低くなる。特に、画素定義膜190と平坦化膜180が各々減算混合状態で補色関係の色を有する場合、これらの混合色は黒い色に近づくため、光が通過できないので効果的に外光反射を抑制することができる。
本発明による一実施形態として、平坦化膜180が赤色(red)系の色を有して、画素定義膜190が緑色(green)系の色を有すると、画素定義膜190が緑色カラーフィルターのような機能を果たして、緑色の光だけが画素定義膜190を通過するようになる。この緑色の光は赤色系の色を有する平坦化膜180を通過しにくいため、外部の光が画素定義膜190及び平坦化膜180の下に配置された導電膜に反射されることを抑制できる。
しかし、本発明はこれに限定されるのではない。例えば、平坦化膜180が緑色系の色を有して、画素定義膜190が赤色系の色を有することもでき、平坦化膜180及び画素定義膜190は各々互いに減算混合される多様な色を有することができる。また、他の例として、平坦化膜180は青色(blue)系の色を有して、画素定義膜190は黄色(yellow)系の色を有することもできる。また、平坦化膜180又は画素定義膜190のうちいずれか一つが黒色系の色を有することもできる。
以下、図2を参照して本発明の一実施形態による有機発光表示装置100の構造について具体的に説明する。図2は駆動薄膜トランジスタ20、有機発光素子70及び蓄電素子80を中心に有機発光表示装置100を示している。
以下、駆動薄膜トランジスタ20における薄膜トランジスタの構造について詳しく説明する。スイッチング薄膜トランジスタ10については駆動薄膜トランジスタ20との差異点のみを簡略に説明する。
基板110はガラス、石英、セラミック、プラスチックなどで形成された絶縁性基板で構成される。しかし、本発明はこれに限定されることはない。従って、基板110はステンレス鋼などで構成された金属性基板からも形成できる。
基板110の上にバッファ層120が形成される。バッファ層120は不純元素の浸透を防止すると共に、表面を平坦化する役割を果たすもので、このような役割を遂行できる多様な物質で形成できる。例えば、バッファ層120は窒化ケイ素(SiNx)膜、酸化ケイ素(SiO)膜、酸窒化ケイ素(SiOxNy)膜のうちいずれか一つが用いられる。しかし、バッファ層120は必ずしも必要なものではなく、基板110の種類及び工程条件により省略することができる。
バッファ層120の上には駆動半導体層132が形成される。駆動半導体層132は多結晶シリコン膜で形成される。駆動半導体層132は不純物がドーピングされていないチャンネル領域135と、チャンネル領域135の両側にp+ドーピングされて形成されたソース領域136及びドレイン領域137とを含む。この時、ドーピングされるイオン物質はホウ素(B)のようなP型不純物であり、主にBが用いられる。ここで、不純物は薄膜トランジスタの種類によって異なる。
本発明の一実施形態では駆動薄膜トランジスタ20としてP型不純物を用いたPMOS構造の薄膜トランジスタが用いられたが、これに限定されるのではない。従って、駆動薄膜トランジスタ20にNMOS構造、またはCMOS構造の薄膜トランジスタのいずれも用いることができる。
また、図2に示された駆動薄膜トランジスタ20は多結晶シリコン膜を含む多結晶薄膜トランジスタであるが、図2に示されていないスイッチング薄膜トランジスタ10は多結晶薄膜トランジスタでもよく、非晶質シリコン膜を含む非晶質薄膜トランジスタでもよい。
駆動半導体層132及びバッファ層120の上には窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(SiO)などからなるゲート絶縁膜140が形成される。さらに、ゲート絶縁膜140の上に駆動ゲート電極155を含むゲート配線が形成される。ゲート配線はゲートライン151(図1に図示)、第1維持電極158及びその他の配線をさらに含む。駆動ゲート電極155は駆動半導体層132の少なくとも一部、特にチャンネル領域135と重なるように形成される。
ゲート絶縁膜140の上には駆動ゲート電極155を覆う層間絶縁膜160が形成される。ゲート絶縁膜140及び層間絶縁膜160は駆動半導体層132のソース領域136及びドレイン領域137を露出させる複数の貫通孔を共に有する。層間絶縁膜160は、ゲート絶縁膜140と同様に、窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(SiO)等から形成される。
層間絶縁膜160の上には駆動ソース電極176及び駆動ドレイン電極177を含むデータ配線が形成される。データ配線はデータライン171(図1に図示)、共通電源ライン172、第2維持電極178及びその他の配線をさらに含む。駆動ソース電極176及び駆動ドレイン電極177は各々の貫通孔を通して、駆動半導体層132のソース領域136及びドレイン領域137とそれぞれ連結される。
このように、駆動半導体層132、駆動ゲート電極155、駆動ソース電極176及び駆動ドレイン電極177を含む駆動薄膜トランジスタ20が形成される。
駆動薄膜トランジスタ20の構成は前述した例に限定されずに、当該技術分野の専門家が容易に実施できる公知された構成で多様に変形できる。
層間絶縁膜160の上にはデータ配線である共通電源ライン172、駆動ソース電極176、駆動ドレイン電極177及び第2維持電極178を覆う平坦化膜180が形成される。平坦化膜180はその上に形成される有機発光素子70の発光効率を上げるために平坦化させて段差をなくす役割を果たす。また、平坦化膜180はドレイン電極177の一部を露出させる接触孔182を有する。
平坦化膜180は色を有する。一例として、平坦化膜180は赤色を帯びるポリアクリル系樹脂(poly acrylates resin)で形成できる。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。従って、平坦化膜180はエポキシ樹脂(epoxy resin)、フェノール樹脂(phenolic resin)、ポリアミド系樹脂(polyamides resin)、ポリイミド系樹脂(polyimides rein)、不飽和ポリエステル系樹脂(unsaturated polyesters resin)、ポリフェニレン系樹脂(poly(phenylenethers)resin)、ポリフェニレンスルフィド系樹脂(poly(phenylenesulfides)resin)又はベンゾシクロブテン(benzocyclobutene、BCB)のうち一つ以上の物質に色を有する染料を混合して形成できる。この他にも、平坦化膜180は公知の多様な方法で色を有するように形成すればよい。
平坦化膜180の上には有機発光素子70の画素電極710が形成される。画素電極710は平坦化膜180の接触孔182を通してドレイン電極177と連結される。
また、平坦化膜180上には画素電極710を露出させる開口部を有する画素定義膜190が形成される。つまり、画素電極710は画素定義膜190の開口部に対応するように配置される。
画素定義膜190は平坦化膜180が有する色と混合されると全体的に明度が低くなる色を有するように形成される。より望ましくは、画素定義膜190は平坦化膜180が有する色と減算混合状態で互いに補色関係の色を有する。例えば、平坦化膜180が赤色系の色を有すると、画素定義膜190は緑色系の色を有するように形成される。画素定義膜190はポリアクリル系(polyacrylates)またはポリイミド系(polyimides)等の樹脂とシリカ系の無機物などに色を有する染料を混合して形成できる。この他にも、画素定義膜190は公知の多様な方法で色を有するように形成すればよい。
画素定義膜190の開口部内で画素電極710の上には有機発光層720が形成され、画素定義膜190及び有機発光層720上には共通電極730が形成される。
このようにして、画素電極710、有機発光層720、及び共通電極730を含む有機発光素子70が形成される。
画素電極710又は共通電極730のうちいずれか一つは透明な導電性物質で形成され、他の一つは半透過型または反射型導電性物質で形成できる。画素電極710及び共通電極730を形成する物質の種類によって、有機発光表示装置100は前面発光型、背面発光型または両面発光型になりうる。本発明による有機発光表示装置100は前面発光型で形成される。
透明な導電性物質としては、インジウム錫酸化物(indium tin oxide、ITO)またはインジウム亜鉛酸化物(indium zinc oxide、IZO)またはIn(Indium Oxide)等の物質が用いられる。半透過型または反射型物質としては、リチウム(Li)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム/カルシウム(LiF/Ca)、フッ化リチウム/アルミニウム(LiF/Al)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、マグネシウム(Mg)、または金(Au)等の物質を用いることができる。
有機発光層720は低分子有機物または高分子有機物で構成される。このような有機発光層720は正孔注入層(hole−injection layer、HIL)、正孔輸送層(hole−transporting layer、HTL)、発光層、電子輸送層(electron−transportiong layer、ETL)、及び電子注入層(electron−injection layer、EIL)を含む多重膜で形成される。つまり、正孔注入層は正極の画素電極710上に配置され、その上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が順次積層される。
図示を省略するが、密封部材は、基板110上に形成された薄膜トランジスタ10、20及び有機発光素子70等を外部から密封されるようにカバーして保護する。
このような構成によって、有機発光表示装置100は外光反射を抑制して向上された視認性を有することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明の一実施形態による有機発光表示装置の配置図である。 本発明の一実施形態による有機発光表示装置を説明するために、図1のII−II線における断面図である。
符号の説明
100 有機発光表示装置
10 スイッチング薄膜トランジスタ
20 駆動薄膜トランジスタ
70 有機発光素子
80 蓄電素子
110 基板
120 バッファ層
131 スイッチング半導体層
132 駆動半導体層
135 チャンネル領域
136 ソース領域
137 ドレイン領域
140 ゲート絶縁膜
151 ゲートライン
152 スイッチングゲート電極
155 駆動ゲート電極
158 維持電極
160 層間絶縁膜
171 データライン
172 共通電源ライン
173 スイッチングソース電極
174 スイッチングドレイン電極
176 駆動ソース電極
177 駆動ドレイン電極
178 維持電極
180 平坦化膜
182 接触孔
190 画素定義膜
710 画素電極
720 有機発光層
730 共通電極

Claims (7)

  1. 基板と、
    ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含み、前記基板上に形成された薄膜トランジスタと、
    前記ドレイン電極の一部を露出させる接触孔を有して前記薄膜トランジスタ上に形成された平坦化膜と、
    前記平坦化膜上に形成され、前記接触孔を通して前記薄膜トランジスタのドレイン電極と連結される画素電極と、
    前記画素電極を露出させる開口部を有して前記平坦化膜上に形成された画素定義膜と、を備え、
    前記画素定義膜と前記平坦化膜とは互いに異なる色を有することを特徴とする有機発光表示装置。
  2. 前記画素定義膜が有する色と前記平坦化膜が有する色とは互いに混合されると各々の色より明度が低くなることを特徴とする請求項1に記載の有機発光表示装置。
  3. 前記画素定義膜が有する色と前記平坦化膜が有する色とは減算混合状態で互いに補色関係であることを特徴とする請求項2に記載の有機発光表示装置。
  4. 前記平坦化膜又は前記画素定義膜の一方は赤色(red)系の色を有し、他方は緑色(green)系の色をそれぞれ有することを特徴とする請求項3に記載の有機発光表示装置。
  5. 前記平坦化膜又は前記画素定義膜のうち赤色系の色はアクリル系の樹脂を含んで形成されることを特徴とする請求項4に記載の有機発光表示装置。
  6. 前記平坦化膜又は前記画素定義膜のいずれか一つは黒色系の色を有することを特徴とする請求項2に記載の有機発光表示装置。
  7. 前記ゲート電極、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうち一つ以上の電極と同じ層に同じ素材で形成された導電膜をさらに備え、
    前記導電膜の少なくとも一部は前記画素定義膜の下に配置されたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の有機発光表示装置。
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