JP2010170988A - 有機発光表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、有機発光表示装置に関するものである。
【解決手段】本発明の実施例による有機発光表示装置は、基板部材、前記基板部材上に形成される画素電極、前記画素電極上に形成される有機発光層、前記有機発光層上に形成される第１共通電極、前記第１共通電極上に形成される透過膜、前記透過膜上に形成される第２共通電極、前記第２共通電極上に形成される選択的反射膜、前記選択的反射膜上に形成される偏光板、及び前記偏光板及び前記第２共通電極の間に配置される位相遅延板を含む。
【選択図】図２
【解決手段】本発明の実施例による有機発光表示装置は、基板部材、前記基板部材上に形成される画素電極、前記画素電極上に形成される有機発光層、前記有機発光層上に形成される第１共通電極、前記第１共通電極上に形成される透過膜、前記透過膜上に形成される第２共通電極、前記第２共通電極上に形成される選択的反射膜、前記選択的反射膜上に形成される偏光板、及び前記偏光板及び前記第２共通電極の間に配置される位相遅延板を含む。
【選択図】図２
Description
本発明は有機発光表示装置に関し、より詳しくは、外光反射を効果的に抑制して、視認性を向上させた、有機発光表示装置に関するものである。
有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）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を含む。有機発光層の内部で、電子及び正孔が結合し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するエネルギーによって発光が行われ、有機発光表示装置は、これを利用して画像を形成する。
したがって、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必要としないので、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、及び高反応速度などの高品位特性を示すので、携帯用電子機器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電極及び金属配線は、外部から流入した光を反射する。有機発光表示装置は、このような外光反射によって黒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点がある。
本発明は、前述の背景技術の問題点を解決するためのものであって、外光反射を抑制して、視認性を向上させつつ、有機発光層から外部に放出される光の損失を最小化した、有機発光表示装置を提供する。
本発明の実施例による有機発光表示装置は、基板部材、前記基板部材上に形成される画素電極、前記画素電極上に形成される有機発光層、前記有機発光層上に形成される第１共通電極、前記第１共通電極上に形成される透過膜、前記透過膜上に形成される第２共通電極、前記第２共通電極上に形成される選択的反射膜、前記選択的反射膜上に形成される偏光板、及び前記偏光板及び前記第２共通電極の間に配置される位相遅延板を含む。
前記選択的反射膜はコレステリック液晶（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ， ＣＬＣ）膜であり、前記位相遅延板は、前記偏光板及び前記コレステリック液晶膜の間に配置される。
前記コレステリック液晶膜は、左円偏光及び右円偏光のうちのいずれか一つを通過させ、他の一つを反射させる。
前記偏光板を通過して線偏光された光は、前記位相遅延板を通過すると円偏光に変わる。
前記位相遅延板は１／４波長板であり、前記位相遅延板の光軸及び前記偏光板の偏光軸の間の交角は４５度である。
前記選択的反射膜は反射型偏光フィルムであり、前記位相遅延板は、前記有機発光素子及び前記反射型偏光フィルムの間に配置される。
前記偏光板及び前記反射型偏光フィルムは互いに同一の偏光軸を有する。
前記反射型偏光フィルムを通過して線偏光された光は、前記位相遅延板を通過すると円偏光に変わる。
前記位相遅延板は１／４波長板であり、前記位相遅延板の光軸及び前記偏光板の偏光軸の間の交角は４５度である。
前記第１共通電極及び前記第２共通電極のうちの一つ以上は半透過膜から形成される。
前記半透過膜は、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、カルシウム（Ｃａ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、及びアルミニウム（Ａｌ）のうちの一つ以上の金属から形成される。
前記有機発光表示装置は、前記画素電極を露出する開口部を有して、前記基板部材上に形成される画素定義膜をさらに含み、前記画素定義膜は、黒色または灰色系の色合いを有する。
前記画素定義膜は、前記第１共通電極下に配置される。
本発明の有機発光表示装置によれば、外光反射を抑制して、向上した視認性を有しつつ、有機発光層から外部に放出される光の損失を最小化することができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は、色々な相異した形態に具現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。
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ものであり、本発明が必ずしも図示されたものに限定されるものではない。
本発明を明確に説明するために、説明に不要な部分は省略し、明細書全体を通して同一または類似した構成要素については、同一な参照符号を付けた。
また、本発明の実施例において、同一の構成を有する構成要素については、同一の符号を使用して代表的に第１実施例で説明し、その他の実施例では、第１実施例と異なる構成のみを説明することとする。
また、図面においては、色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。明細書全体を通して類似した部分については、同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」または「上部に」あるという場合、これは他の部分の真上にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「真上に」あるという場合、これはその中間に他の部分がないことを意味する。
また、添付図面においては、一つの画素に二つの薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ， ＴＦＴ）及び一つの蓄電素子（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、本発明がこれに限定されるわけではない。したがって、有機発光表示装置は、一つの画素に三つ以上の薄膜トランジスタ及び二つ以上の蓄電素子を備えてもよく、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してもよい。ここで、画素は、画像を示す最小単位を言い、有機発光表示装置は、複数の画素によって画像を表示する。
以下、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施例を説明する。
図１及び図２に示したように、本発明の第１実施例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７０を含む。そして、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、ゲートライン１５１と絶縁交差するデータライン１７１、及び共通電源ライン１７２をさらに含む。ここで、一般に、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を境界として定義される。しかし、画素が前述の定義にだけ限定されるわけではない。
有機発光素子７０は、画素電極７１０と、画素電極７１０上に形成される有機発光層７２０と、有機発光層７２０上に形成される共通電極７３０とを含む。ここで、画素電極７１０は正孔注入電極である陽（＋）極であり、共通電極７３０は電子注入電極である陰（−）極である。しかし、本発明による第１実施例が必ずしもこれに限定されるわけではなく、有機発光表示装置１００の駆動方法によって、画素電極７１０が陰極となり、共通電極７３０が陽極となってもよい。画素電極７１０及び共通電極７３０からは、各々正孔及び電子が有機発光層７２０の内部に注入される。注入された正孔及び電子が結合した励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に落ちる時に発光が行われる。
蓄電素子８０は、ゲート絶縁膜１４０を介して配置された第１蓄電板１５８及び第２蓄電板１７８を含む。
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。
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から離隔配置されて、第１蓄電板１５８に連結される。
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蓄電板１５８と連結される。駆動ソース電極１７６及び第２蓄電板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、コンタクトホール１８２を介して有機発光素子７０の画素電極７１０と連結される。
このような構造により、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で作動して、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から伝達されたデータ電圧との差に相当する電圧が蓄電素子８０に貯められ、蓄電素子８０に貯められた電圧に対応する電流が駆動薄膜トランジスタ２０を介して有機発光素子７０に流れて、有機発光素子７０が発光するようになる。
また、有機発光表示装置１００は、画素定義膜１９０、密封部材２１０、及び光学部材５８をさらに含む。
画素定義膜１９０は、画素電極７１０を露出する開口部を有し、画素電極７１０は、画素定義膜１９０の開口部に対応する位置に形成される。また、画素定義膜１９０は、黒色または灰色系の色合いを有する。したがって、画素定義膜１９０は、外部から入射された光を吸収して、反射するのを抑制する役割を果たす。一方、本発明の第１実施例において、画素定義膜１９０は黒色または灰色系の色合いを有するが、必ずしもこれに限定されるわけではない。したがって、画素定義膜１９０が色を有しなくてもよい。
密封部材２１０は、有機発光素子７０を介して基板部材１１１と合着密封される。密封部材２１０は、基板部材１１１上に形成される薄膜トランジスタ１０、２０及び有機発光素子７０などを外部から密封するようにカバーして保護する。ここで、密封部材２１０及び光学部材５８を除いた構成を表示基板１１０という。密封部材２１０としては、通常のガラスまたはプラスチックなどの素材から形成された絶縁基板が用いられる。
光学部材５８は、外光反射を抑制して、有機発光表示装置１００の視認性を向上させると共に、有機発光素子７０から外部に放出される光の損失を最小化する役割を果たす。光学部材５８は、有機発光素子７０上に形成される選択的反射膜５８５と、選択的反射膜５８５上に形成される位相遅延板５８３と、位相遅延板５８３上に形成される偏光板５８１とを含む。また、本発明の第１実施例では、光学部材５８は密封部材２１０上に形成されるが、これに限定されるわけではない。したがって、光学部材５８が密封部材２１０及び有機発光素子７０の間に形成されてもよい。
偏光板５８１は、偏光軸を有し、偏光軸方向に光を線偏光させる。具体的に、偏光板５８１は、偏光軸と一致する光は通過させ、偏光軸と一致しない光は吸収する。したがって、光が偏光板５８１を通過すれば偏光軸方向に線偏光される。
位相遅延板５８３は１／４波長板であり、偏光板５８１の偏光軸より４５度程度ずれた光軸を有する。つまり、位相遅延板５８３の光軸及び偏光板５８１の偏光軸の間の交角は４５度程度になる。これにより、偏光板５８１を通過して線偏光された光は、位相遅延板５８３を通過しながら円偏光に変わる。位相遅延板５８３の光軸及び偏光板５８１の偏光軸の間の交角が４５度に近いほど、偏光板５８１を通過して線偏光された光が位相遅延板５８３を通過しながら円偏光に近くなる。
選択的反射膜５８５としては、コレステリック液晶膜が用いられる。以下、本発明の第１実施例において、選択的反射膜５８５はコレステリック液晶膜とする。
コレステリック液晶は、スメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）液晶と同様に層状構造を形成するが、長軸の分子は面内でネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）液晶に類似した平衡配列をなしている。具体的に、一つの平面内では細くて長い分子が長軸方向に並ぶように配列されていて、その面に垂直な方向に進むことによって分子軸の配列方位が少しずつずれている構造、つまり分子が配列された方向が螺旋状に旋回するような構造を有する。したがって、液晶全体から見ると螺旋状構造をなしている。これによって、コレステリック液晶は、旋光性、選択光散乱、円偏光２色性などの特性を有する。
したがって、コルリステリク液晶膜５８５は、円偏光を選択的に透過または反射させることができる。本発明の第１実施例におけるコレステリック液晶膜５８５は、右円偏光は透過させ、左円偏光は反射させる。
また、有機発光表示装置１００の有機発光素子７０は、共通電極７３０上に形成される透過膜６００と、透過膜６００上に形成される追加の共通電極７５０とをさらに含む。以下、共通電極７３０を第１共通電極といい、追加の共通電極７５０を第２共通電極という。ここで、第１共通電極７３０は、有機発光層７２０及び画素定義膜１９０上に形成される。
第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０は半透過膜から形成される。しかし、本発明による第１実施例がこれに限定されるわけではない。したがって、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０のうちのいずれか一つのみが半透過膜から形成され、他の一つは透明に形成されてもよい。
透過膜６００は、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０と両面で各々密着する。つまり、透過膜６００と第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０との間の各々には空気との界面が存在しない。これにより、外部から流入した光の相当量は、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０の間で反射による相殺干渉によって消滅する。この時、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０の間で光の相殺干渉が効果的に起こるためには、透過膜６００が適切な屈折率及び厚さを有しなければならない。透過膜６００が有する屈折率及び厚さについては、後述の式１で具体的に説明する。
このように、有機発光表示装置１００は、光学部材５８、及び第１共通電極７３０、透過膜６００、第２共通電極７５０、画素定義膜１９０などによって外光反射を抑制して、視認性を向上させることができる。
次に、図２を参照して、本発明の第１実施例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。
以下では、駆動薄膜トランジスタ２０を例に挙げて薄膜トランジスタの構造について詳しく説明する。そして、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との差異点だけを簡略に説明する。
基板部材１１１は、ガラス、石英、セラミック、プラスチックなどからなる絶縁性基板から形成される。しかし、本発明がこれに限定されるわけではないので、基板部材１１１がステンレス鋼などからなる金属性基板から形成されてもよい。
基板部材１１１上にバッファー層１２０が形成される。バッファー層１２０は、不純元素の浸透を防止し、表面を平坦化する役割を果たすものであって、このような役割を果たす多様な物質から形成される。例えば、バッファー層１２０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）膜、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜、酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ）膜のうちのいずれか一つが用いられる。しかし、バッファー層１２０は必ずしも必要なものではなく、基板部材１１１の種類及び工程条件によっては省略してもよい。
バッファー層１２０上には駆動半導体層１３２が形成される。駆動半導体層１３２は、多結晶シリコン膜から形成される。また、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の両側で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）などのＰ型不純物であり、主にＢ２Ｈ６が用いられる。ここで、このような不純物は、薄膜トランジスタの種類によって変わる。
本発明の第１実施例では、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、これに限定されるわけではない。したがって、駆動薄膜トランジスタ２０としてＮＭＯＳ構造またはＣＭＯＳ構造の薄膜トランジスタも全て用いられる。
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あってもよく、非晶質シリコン膜を含む非晶質薄膜トランジスタであってもよい。
駆動半導体層１３２上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などから形成されるゲート絶縁膜１４０が形成される。ゲート絶縁膜１４０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蓄電板１５８（図１に図示）、及びその他の配線をさらに含む。そして、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を露出する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（ＳｉＯ２）などから形成される。
層間絶縁膜１６０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、共通電源ライン１７２、第２蓄電板１７８（図１に図示）、及びその他の配線をさらに含む。そして、駆動ソース電極１７６及び駆動ドレイン電極１７７は、各々貫通孔を介して駆動半導体層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の構成は前述の例に限定されず、当該技術分野の専門家が容易に実施できる公知の多様な構成に変形可能である。
層間絶縁膜１６０上には、データ配線１７１、１７２、１７６、１７７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の発光効率を向上させるために、段差をなくして平坦化させる役割を果たす。また、平坦化膜１８０は、ドレイン電極１７７の一部を露出させるコンタクトホール１８２を有する。
平坦化膜１８０は、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、及びベンゾシクロブテンのうちの一つ以上の物質から形成される。
平坦化膜１８０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のコンタクトホール１８２を介してドレイン電極１７７と連結される。
また、平坦化膜１８０上には、画素電極７１０を露出す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、黒色または灰色系の色合いを有する。また、画素定義膜１９０は、ポリアクリル系及びポリイミド系などの樹脂と、樹脂に含まれている顔料とから形成される。
画素定義膜１９０の開口部内において、画素電極７１０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上には第１共通電極７３０が形成される。
このように、画素電極７１０、有機発光層７２０、及び第１共通電極７３０を含む有機発光素子７０が形成される。また、本発明による第１実施例において、有機発光素子７０は、透過膜６００及び第２共通電極７５０をさらに含む。
第１共通電極７３０上には透過膜６００が形成される。透過膜６００は、有機膜または無機膜が用いられる。本発明の第１実施例による有機発光表示装置１００では、透過膜６００として有機膜が用いられる。そして、透過膜６００は、適切な範囲内の平均の厚さを有する。この時、透過膜６００の厚さは、透過膜６００が有する屈折率に応じて決定される。
透過膜６００上には第２共通電極７５０が形成される。第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０は半透過膜から形成される。第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０として用いられる半透過膜は、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、カルシウム（Ｃａ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、及びアルミニウム（Ａｌ）のうちの一つ以上の金属から形成される。
また、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０は、有機発光素子７０で発生した光を効果的に放出させ、外部から流入した光の反射を最小化するために、適切な反射率を有する。例えば、第１共通電極７３０は５０％以下の反射率を有し、第２共通電極７５０は３０％以下の反射率を有する。
そして、透過膜６００は、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０と両面で各々密着する。つまり、透過膜６００と第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０との間の各々には空気との界面が存在しない。
また、透過膜６００は、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０の間で光の反射によって効果的に相殺干渉が起こるように、適切な厚さ及び屈折率を有する。
透過膜６００が有する厚さ及び屈折率は、反射光の相殺干渉条件から導き出された以下の式１によって設定する。
（式１）
ｄ＝λ／４ｎｄｃｏｓθ
ここで、ｄは反射される二つの面間の距離である。つまり、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０の間の離隔距離でもあり、透過膜６００の厚さでもある。ｎは透過膜６００の屈折率であり、θは光の入射角である。λは反射される光の波長である。
（式１）
ｄ＝λ／４ｎｄｃｏｓθ
ここで、ｄは反射される二つの面間の距離である。つまり、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０の間の離隔距離でもあり、透過膜６００の厚さでもある。ｎは透過膜６００の屈折率であり、θは光の入射角である。λは反射される光の波長である。
このような式１に、可視光の波長及び透過膜６００として用いられた素材の屈折率を代入する。そして、平均的な外光の入射角を約３０度乃至４５度とすれば、透過膜６００が有すべき平均的な厚さを算出することができる。つまり、透過膜６００に用いられた素材の種類によって、透過膜６００は適切な厚さを有するように設定される。反対に、透過膜６００を所望の厚さに形成するために、適切な屈折率を有する素材で透過膜６００を形成してもよい。
このような構造によれば、外部から第２共通電極７５０を経て第１共通電極７３０に向かった光は、第１共通電極７３０で一部が反射されて、再び第２共通電極７５０に向かうようになる。第２共通電極７５０に向かった光の一部は、第２共通電極７５０を通過して外部に放出され、残りはまた再び反射されて、第１共通電極７３０に向かうようになる。このように、外部から流入した光が透過膜６００を介して第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０の間で反射を繰り返すうちに、相殺干渉が起きて相当量は消滅する。したがって、有機発光表示装置１００は、外光反射の抑制によって視認性を向上させることができる。
また、前述のように、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０は半透過型に形成される。しかし、本発明の第１実施例による有機発光表示装置１００がこれに限定されるわけではない。したがって、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０のうちのいずれか一つは透過型に形成されてもよい。一方で、画素電極７１０は、透過型、半透過型、及び反射型のうちのいずれか一つに形成される。
有機発光表示装置１００は、画素電極７１０、第１共通電極７３０、及び第２共通電極７５０を形成する物質の種類によって、前面発光型、背面発光型、または両面発光型に分けられる。ここで、本発明の第１実施例による有機発光表示装置１００は、前面発光型に形成される。つまり、有機発光素子７０は、第１共通電極７３０及び第２共通電極７５０の方向に光を放出して、画像を表示する。
透明な導電性物質としては、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、またはＩｎ２Ｏ３（インジウム酸化物）などの物質を使用することができる。反射型物質としては、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、フッ素化リチウム／カルシウム（ＬｉＦ／Ｃａ）、フッ素化リチウム／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）などの物質を使用することができる。
有機発光層７２０は、低分子有機物または高分子有機物からなる。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（ｅｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ， ＥＴＬ）、及び電子注入層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ， ＥＩＬ）を含む多重膜から形成される。つまり、正孔注入層は、陽極である画素電極７１０上に配置され、その上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が順に積層される。
有機発光素子７０上に密封部材２１０が配置される。密封部材２１０は、基板部材１１１と対向配置されて、薄膜トランジスタ２０及び有機発光素子７０をカバーする。
密封部材２１０上に光学部材５８が形成される。光学部材５８は、密封部材２１０上に配列されたコレステリック液晶膜５８５、位相遅延板５８３、及び偏光板５８１を含む。光学部材５８は、外光反射を抑制して、有機発光表示装置１００の視認性を向上させると共に、有機発光層７２０から外部に放出される光の損失を最小化する。
以下、図３及び図４を参照して、本発明の第１実施例による有機発光表示装置１００の光学部材５８が、効果的に外光反射を抑制して、有機発光層７２０から外部に放出される光の損失を最小化する原理について説明する。
まず、図３を参照して、外部から光学部材５８を通じて内部に流入する光の経路を見てみる。
外部の光は、偏光板５８１を通過しながら偏光板５８１の偏光軸方向に線偏光される。線偏光された光は、再び１／４波長板の位相遅延板５８３を通過しながら円偏光に変わる。この時、位相遅延板５８３の光軸は、偏光板５８１の偏光軸より４５度だけずれた状態にある。つまり、位相遅延板５８３の光軸及び第２偏光板５８１の偏光軸の間の交角は４５度である。
このように、線偏光された光の軸方向及び位相遅延板５８３の光軸方向の間の交角が４５度をなすので、線偏光された光が位相遅延板５８３を通過しながら円偏光に変わるようになる。この時、円偏光は右円偏光である。しかし、本発明による第１実施例がこれに限定されるわけではない。したがって、位相遅延板５８３を通過した光が左円偏光に変わるように位相遅延板５８３を配置してもよい。
そして、右円偏光された光は、コレステリック液晶膜５８５をそのまま通過する。コレステリック液晶膜５８５は、右円偏光された光は通過させ、左円偏光された光は反射させる役割を果たす。しかし、本発明による第１実施例がこれに限定されるわけではない。したがって、コレステリック液晶膜５８５は、左円偏光された光は通過させ、右円偏光された光は反射させることもできる。しかし、この場合には、位相遅延板５８３を通過した光が左円偏光でなければならない。つまり、コレステリック液晶膜５８５は、必ず、偏光板５８１及び位相遅延板５８３を通過して円偏光された光を通過させなければならない。
コレステリック液晶膜５８５を通過した右円偏光された光は、第２共通電極７５０及び第１共通電極７３０の間で反射されて、前述のように相殺干渉により相当量が消滅する。そして、一部の光は、第２共通電極７５０、第１共通電極７３０、または画素電極７１０などで反射されて、再びコレステリック液晶膜５８５に向かう。この時、右円偏光されていた光が反射されて左円偏光に変わる。したがって、光は、コレステリック液晶膜５８５を通過することができずに反射されて、再び第２共通電極７５０に向かう。そして、再び第２共通電極７５０及び第１共通電極７３０の間で反射されて、相殺干渉により相当量が消滅する。
そして、また再び第２共通電極７５０、第１共通電極７３０、または画素電極７１０などで反射されて左円偏光されていた光は、また再び右円偏光に変わる。そして、右円偏光された光は、コレステリック液晶膜５８５を通過して位相遅延板５８３を通過しながら線偏光される。この時、線偏光された光は、偏光板５８１の偏光軸と実質的に同一な軸方向を有する。ここで、実質的に同一であるという表現を使用したのは、光は、波長帯域別に少しずつ異なる動きを示すためである。可視光の波長帯域に属する光は、平均的に偏光板５８１の偏光軸と実質的に同一な方向になる。したがって、線偏光された光は、偏光板５８１を通過して、外部に放出される。
このように、外部の光が光学部材５８を経た後、第２共通電極７５０及び第１共通電極７３０の間で何回も反射されて、相殺干渉により相当量が消滅するので、この有機発光表示装置１００は、外光反射を効果的に抑制することができる。
また、図２に示したように、黒色または灰色系の色合いを有する画素定義膜１９０は、光を吸収して、外光反射をより効果的に抑制することができるように助力する。
次に、図４を参照して、有機発光層７２０から外部に放出される光の経路を説明する。
有機発光層７２０から放出された光は、第１共通電極７３０、透過膜６００、第２共通電極７５０を順に通過して、コレステリック液晶膜５８５に向かう。この時、光は多様な位相が混在する状態である。第２共通電極７５０を通過した光のうちの右円偏光成分の光は、コレステリック液晶膜５８５をそのまま通過して位相遅延板５８３に向かい、左円偏光成分の光は、反射されて、再び第２共通電極７５０に向かう。コレステリック液晶膜５８５を通過した光は、位相遅延板５８３を通過しながら線偏光され、線偏光された光は、偏光板５８１を通過して、外部に放出される。一方、第２共通電極７５０に向かった光は、第２共通電極７５０、第１共通電極７３０、または画素電極７１０などによって反射されて右円偏光に変わる。また、この光は、有機発光素子７０の電極７１０、７３０、７５０だけでなく、その他の色々な金属配線によっても反射される。右円偏光された光は、コレステリック液晶膜５８５、位相遅延板５８３、及び偏光板５８１を順に通過して、外部に放出される。
このように、本発明の第１実施例による有機発光表示装置１００では、外部から流入した光が反射されて再び外部に放出される場合より、有機発光素子で発生した光が外部に放出される時に損失される量が相対的に非常に少ない。
したがって、有機発光表示装置１００は、外光反射を効果的に抑制して、有機発光層７２０から外部に放出される光の損失を最小化することができる。
以下、図５を参照して、本発明の第２実施例を説明する。
図５に示したように、本発明の第２実施例による有機発光表示装置２００の光学部材５９は、偏光板５９１、選択的反射膜５９２、及び位相遅延板５９３を含む。つまり、光学部材５９は、密封部材２１０上に順に配列された位相遅延板５９３、選択的反射膜５９２、及び偏光板５９１を含む。
選択的反射膜５９２としては、反射型偏光フィルム（ｄｕａｌ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｆｉｌｍ， ＤＢＥＦ）が用いられる。以下、本発明の第２実施例において、選択的反射膜５９２は反射型偏光フィルムとする。
反射型偏光フィルム（ＤＢＥＦ）５９２は、偏光軸と一致する光は通過させるが、偏光軸と一致しない光は反射させる。つまり、偏光板５９１は、偏光軸と一致しない光を吸収するという点で、反射型偏光フィルム５９２とは異なる。
偏光板５９１は、反射型偏光フィルム５９２と互いに同一な方向の偏光軸を有する。そして、位相遅延板５９３の光軸及び反射型偏光フィルム５９２の偏光軸の間の交角は４５度である。
また、画素定義膜１９０は、黒色または灰色系の色合いを有する。したがって、画素定義膜１９０は、外部から入射された光を吸収して、反射を抑制する役割を果たす。一方で、本発明の第２実施例において、画素定義膜１９０は、黒色または灰色系の色合いを有するが、必ずしもこれに限定されるわけではない。したがって、画素定義膜１９０は色を有しなくてもよい。
このような構成により、有機発光表示装置２００は、効果的に外光反射を抑制して、視認性を向上させると共に、有機発光層７２０から外部に放出される光の損失を最小化することができる。
以下、図６及び図７を参照して、本発明の第２実施例による有機発光表示装置２００の光学部材５９が、効果的に外光反射を抑制して、有機発光層７２０から外部に放出される光の損失を最小化する原理について説明する。
まず、図６を参照して、外部から光学部材５９を通じて内部に流入する光の経路を見てみる。
外部の光は、偏光板５９１を通過しながら偏光板５９１の偏光軸方向に線偏光される。線偏光された光は、実質的な損失なくそのまま反射型偏光フィルム５９２を通過して、位相遅延板５９３に向かう。線偏光された光は、１／４波長板である位相遅延板５９３を通過しながら円偏光に変わる。この時、位相遅延板５９３の光軸は、反射型偏光フィルム５９２の偏光軸より４５度だけずれた状態にある。つまり、位相遅延板５９３の光軸及び反射型偏光フィルム５９２の偏光軸の間の交角は４５度である。
このように、線偏光された光の軸方向及び位相遅延板５９３の光軸方向の間の交角が４５度をなすので、線偏光された光が位相遅延板５９３を通過しながら円偏光に変わるようになる。この時、円偏光は右円偏光である。しかし、本発明による第２実施例がこれに限定されるわけではない。したがって、位相遅延板５９３を通過した光が左円偏光であってもよい。
位相遅延板５９３を通過した右円偏光された光は、第２共通電極７５０及び第１共通電極７３０の間で反射されて、前述のように相殺干渉により相当量が消滅する。そして、一部の光は、第２共通電極７５０、第１共通電極７３０、または画素電極７１０などで反射されて、再び位相遅延板５９３に向かう。この時、右円偏光されていた光は、反射されて左円偏光に変わる。そして、左円偏光された光は、位相遅延板５９３を通過しながら線偏光され、この時、線偏光された光の軸方向は、反射型偏光フィルム５９２の偏光軸と交差する方向となる。したがって、光は、反射型偏光フィルム５９２を通過することができずに反射されて、再び位相遅延板５９３を通過して第２共通電極７５０に向かうようになる。また、線偏光された光は、位相遅延板５９３を通過しながら左円偏光に変わる。そして、再び第２共通電極７５０及び第１共通電極７３０の間で反射されて、相殺干渉により相当量が消滅する。
左円偏光されていた光は、また再び第２共通電極７５０、第１共通電極７３０、または画素電極７１０などで反射されてまた右円偏光に変わる。そして、右円偏光された光は、位相遅延板５９３を通過しながら線偏光される。この時、線偏光された光の軸方向は、反射型偏光フィルム５９２の偏光軸と実質的に同一な方向となる。ここで、実質的に同一であるというのは、光は、波長帯域別に少しずつ異なる動きを示すためである。可視光の波長帯域に属する光は、平均的に反射型偏光フィルム５９２の偏光軸と実質的に同一な方向になる。したがって、線偏光された光は、反射型偏光フィルム５９２及び偏光板５９１を順に通過して、外部に放出される。
このように、外部の光が光学部材５９を経た後、第２共通電極７５０及び第１共通電極７３０の間で何回も反射されて、相殺干渉により相当量が消滅するので、有機発光表示装置２００は、外光反射を効果的に抑制することができる。
また、図５に示したように、黒色または灰色系の色合いを有する画素定義膜１９０は、光を吸収して、外光反射をより効果的に抑制することができるように助力する。
次に、図７を参照して、有機発光層７２０から外部に放出される光の経路を見てみる。
有機発光層７２０から放出された光は、第１共通電極７３０、透過膜６００、第２共通電極７５０、そして位相遅延板５９３を順に通過して、反射型偏光フィルム５９２に向かう。この時、光は多様な位相が混在する状態である。
位相遅延板５９３を通過した光のうちの反射型偏光フィルム５９２の偏光軸と同一な成分の光は反射型偏光フィルム５９２を通過し、残りは反射されて、再び位相遅延板５９３に向かう。ここで、反射型偏光フィルム５９２を通過した光は線偏光される。そして、線偏光された光は、偏光板５９１を実質的な損失なくそのまま通過して、外部に放出される。一方で、反射型偏光フィルム５９２で反射された光は、位相遅延板５９３を通過して第２共通電極７５０に向かう。この時、光は、位相遅延板５９３を通過しながら相当量が左円偏光される。そして、第２共通電極７５０に向かう左円偏光された光は、第２共通電極７５０、第１共通電極７３０、または画素電極７１０などによって反射されて右円偏光に変わる。また、光は、有機発光素子７０の電極７１０、７３０、７５０だけでなく、その他の色々な金属配線によっても反射される。右円偏光された光は、位相遅延板５９３、反射型偏光フィルム５９２、及び偏光板５９１を順に通過して、外部に放出される。
このように、本発明の第２実施例による有機発光表示装置２００の場合、外部から流入した光が反射されて再び外部に放出される場合より、有機発光素子７０で発生した光が外部に放出される場合に損失される量が相対的に非常に少ない。
したがって、有機発光表示装置２００は、外光反射を効果的に抑制すると共に、有機発光層７２０から外部に放出される光の損失を最小化することができる。
以上で、本発明を前述の望ましい実施例を通じて説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野に携わる者であれば、本発明の特許請求の範囲の概念及び範囲を超えない限り、多様な修正及び変形が可能であることを簡単に理解することができるであろう。
１０ 薄膜トランジスタ
２０ 駆動薄膜トランジスタ
５８、５９ 光学部材
７０ 有機発光素子
８０ 蓄電素子
１００、２００ 有機発光表示装置
１１０ 表示基板
１１１ 基板部材
１２０ バッファー層
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 ゲート電極
１５５ 駆動ゲート電極
１５８ 第１蓄電板
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 第２蓄電板
１８０ 平坦化膜
１８２ コンタクトホール
１９０ 画素定義膜
２１０ 密封部材
５８１、５９１ 偏光板
５８３、５９３ 位相遅延板
５８５、５９２ 選択的反射膜
６００ 透過膜
７１０ 画素電極
７２０ 有機発光層
７３０、７５０ 共通電極
２０ 駆動薄膜トランジスタ
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５８５、５９２ 選択的反射膜
６００ 透過膜
７１０ 画素電極
７２０ 有機発光層
７３０、７５０ 共通電極
Claims (13)
- 基板部材；
前記基板部材上に形成される画素電極；
前記画素電極上に形成される有機発光層；
前記有機発光層上に形成される第１共通電極；
前記第１共通電極上に形成される透過膜；
前記透過膜上に形成される第２共通電極；
前記第２共通電極上に形成される選択的反射膜；
前記選択的反射膜上に形成される偏光板；及び
前記偏光板及び前記第２共通電極の間に配置される位相遅延板；
を含む、有機発光表示装置。 - 前記選択的反射膜はコレステリック液晶（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ， ＣＬＣ）膜であり、
前記位相遅延板は、前記偏光板及び前記コレステリック液晶膜の間に配置される、請求項１に記載の有機発光表示装置。 - 前記コレステリック液晶膜は、左円偏光及び右円偏光のうちのいずれか一つは通過させ、他の一つは反射させる、請求項２に記載の有機発光表示装置。
- 前記偏光板を通過して線偏光された光は、前記位相遅延板を通過すると円偏光に変わる、請求項３に記載の有機発光表示装置。
- 前記位相遅延板は１／４波長板であり、
前記位相遅延板の光軸及び前記偏光板の偏光軸の間の交角は４５度である、請求項４に記載の有機発光表示装置。 - 前記選択的反射膜は反射型偏光フィルムであり、
前記位相遅延板は、前記有機発光素子及び前記反射型偏光フィルムの間に配置される、請求項１に記載の有機発光表示装置。 - 前記偏光板及び前記反射型偏光フィルムは互いに同一の偏光軸を有する、請求項６に記載の有機発光表示装置。
- 前記反射型偏光フィルムを通過して線偏光された光は、前記位相遅延板を通過すると円偏光に変わる、請求項７に記載の有機発光表示装置。
- 前記位相遅延板は１／４波長板であり、
前記位相遅延板の光軸及び前記偏光板の偏光軸の間の交角は４５度である、請求項８に記載の有機発光表示装置。 - 前記第１共通電極及び前記第２共通電極のうちの一つ以上は半透過膜から形成される、請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記半透過膜は、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、カルシウム（Ｃａ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、及びアルミニウム（Ａｌ）のうちの一つ以上の金属から形成される、請求項２に記載の有機発光表示装置。
- 前記画素電極を露出する開口部を有して、前記基板部材上に形成される画素定義膜をさらに含み、
前記画素定義膜は、黒色または灰色系の色合いを有する、請求項１乃至１１のうちのいずれか一つに記載の有機発光表示装置。 - 前記画素定義膜は、前記第１共通電極下に配置される、請求項１２に記載の有機発光表示装置。
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