KR100659528B1 - 유기전계발광표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판표시장치에 관한 것으로써, 상세하게는 유기전계발광표시장치의 봉지기판에 투명도전물질을 증착하여 이의 투과도를 변형시켜 반사율 감소 및 외부광을 차단함으로써 콘트라스트를 개선시킨 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명의 구성은 입력되는 신호에 따라서 광을 발광하는 화소부와; 전면에 상기 화소부가 형성되는 기판과; 상기 화소부를 봉지하는 봉지기판과; 상기 봉지기판의 전면과 배면중 어느하나에 형성되고, 투명도전물질에 고에너지원이 주입되므로써 투과도가 변형되어 외부광을 차단하는 광차단막을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 광차단막을 위한 투명도전물질로써, ITO, IZO, ZnO중 어느 하나인것을 특징으로 한다. 또한, 상기 고에너지원은 이온도핑으로써, 가속전압의 조절에 의해 상기 투명도전물질의 투과도 변형을 제어하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 광차단막은 상기 화소부의 발광영역에 대응하는 부분은 투과도가 변형되지 않은 투명도전물질이 존재하거나 또는 화소부의 비발광영역에 대응하는 부분에만 형성된다.

블랙매트릭스, 유기전계발광표시장치, ITO, IZO, ZnO

Description

유기전계발광표시장치{Electro luminescence display}

도 1은 일반적인 유기전계발광표시장치를 나타낸 평면도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸 단면도이다.

* 도면부호에 대한 간단한 설명 *

100 : 화소부 170 : 기판

180 : 투명도전막 181 : 광차단막

183, 184, 185 : 광로 190 : 봉지기판

본 발명은 평판표시장치에 관한 것으로써, 상세하게는 유기전계발광표시장치의 봉지기판에 투명도전물질을 증착하여 이의 투과도를 변형시켜 반사율 감소 및 외부광을 차단함으로써 콘트라스트를 개선시킨 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.

도 1 은 통상적인 액티브 매트릭스 유기전계발광표시장치의 평면구조를 도시 한 것으로써, R, G, B 단위화소로 구성된 하나의 화소에 한정하여 도시한 것이다.

도 1 을 참조하면, 종래의 AMOLED는 서로 절연되어 일방향으로 배열된 다수의 게이트라인(110)과 서로 절연되어 상기 게이트라인(110)과 교차하는 방향으로 배열된 다수의 데이타라인(120)과, 서로 절연되어 상기 게이트라인(110)과 교차하고 상기 데이타 라인(120)에 평행하게 배열된 공통전원라인(130)과 상기 게이트라인(110) 및 데이터라인(120)과 공통전원라인(130)에 의해 형성되는 복수개의 화소영역(140)과, 각각 화소영역(140)마다 배열되어 광로(155)를 구비한 복수개의 화소전극(150)을 구비한다.

도면상에는 도시되지 않았으나, 각 화소영역에는 R, G, B 단위화소가 배열되며, 각 단위화소는 박막트랜지스터, 캐패시터 및 상기 화소전극을 구비한 EL소자를 구비한다. 이때, 도면부호중160은 상기 박막트랜지스터의 소스/드레인 전극중 하나와 화소전극을 연결하기 위한 비어홀(160)을 나타낸다.

상기한 바와 같은 평면구조를 갖는 종래의 유기전계 발광표시장치는 박막트랜지스터의 게이트전극 및 소스/드레인전극, 캐패시터전극 및 배선등의 금속물질에 의해 외부광이 반사되어 EL소자가 발광할 때 콘트라스트를 저하시키는 문제점이 있었다. 특히, 외부광에 대해 노출이 심한 모바일용 표시장치의 경우에는 외부광의 높은 반사율에 의한 콘트라스트 저하가 심각한 문제로 대두되고 있다.

이러한 외부광의 반사에 의한 콘트라스트 저하를 방지하기위하여, 종래에는 표시장치의 전면에 고가의 편광판을 부착하였으나, 이는 고가의 편광판 사용에 따른 제조원가의 상승을 초래할 뿐만 아니라 편광판 자체가 유기 전계발광층으로부터 방출되는 빛도 차단하기 때문에 투과도를 저하시켜 휘도를 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, Cr/CrOx. 또는 유기막 등으로 된 블랙매트릭스를 TFT와 캐패시터가 형성되는 영역에 별도로 형성하는 방법이 있었는데, 이러한 방법은 블랙매트릭스를 형성하기 위해 별도의 마스크공정이 요구되어 공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.

한편, 외부광에 의한 반사율을 감소시켜 콘트라스트를 개선시킬 때, 흰색보다는 검은색을 잘 구현하는 것이 중요하다. 이를 위하여 배면발광구조의 AMOLED에서 농도구배층(MIHL, Metal insulator hybrid layer)을 이용하여 블랙매트릭스를 형성하는 기술이 국내특허출원 제 2001-0085187호에 개시되었다. 그러나, 상기 기술은 블랙매트릭스를 형성하기 위한 별도의 공정이 요구되는 문제점이 있었다.

따라서 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명은 투명도전물질에 고에너지원을 주입하여 투과도를 변형시켜 외부광의 반사율을 최소화시킬수 있어 콘트라스트를 개선할 수 있는 유기전계발광표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 입력되는 신호에 따라서 광을 발광하는 화소부와; 전면에 상기 화소부가 형성되는 기판과; 상기 화소부를 봉지하는 봉지기판과; 상기 봉지기판의 전면과 배면중 어느하나에 형성되고, 투명도전물질에 고에너지원이 주입되므로써 투과도가 변형되어 외부광을 차단하는 광 차단막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 광차단막을 위한 투명도전물질로써, ITO, IZO, ZnO중 어느 하나인것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고에너지원은 이온도핑으로써, 가속전압의 조절에 의해 상기 투명도전물질의 투과도 변형을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광차단막은 상기 화소부의 발광영역에 대응하는 부분은 투과도가 변형되지 않은 투명도전물질이 존재하거나 또는 화소부의 비발광영역에 대응하는 부분에만 형성된다.

또는, 입력되는 신호에 따라서 광을 발광하는 화소부와; 전면에 상기 화소부가 형성되는 기판과; 상기 화소부를 봉지하는 봉지기판과; 상기 기판의 배면에 형성되어 투명도전물질에 주입되는 고에너지원에 의해 투과도가 변형되어 외부광을 차단하는 광차단막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 광차단막을 위한 투명도전물질로써, ITO, IZO, ZnO중 어느 하나인것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 고에너지원은 이온도핑으로, 가속전압의 조절에 의해 상기 투명도전물질의 투과도의 변형을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광차단막은 상기 화소부의 발광영역에 대응하는 부분은 투과도가 변형되지 않은 투명도전물질이 존재하거나 또는 화소부의 비발광영역에 대응하는 부분에만 형성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한 다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 단계적 공정을 나타낸 단면도로써 배면발광구조를 갖는 유기전계발광표시장치를 일예로써 설명한다.

도면부호 100은 화소부, 170은 기판, 180은 투명도전막, 181은 광차단막, 183은 광로, 190은 봉지기판이다.

기판(170) 위에 화소부(100)가 형성되고, 상기 기판(170)에 봉지기판(190)을 실런트(Sealant)(191)에 의해 봉지시키며 이는 도 2a와 같다. 여기서 상기 화소부(100)는 다수개의 게이트라인과 데이타라인이 서로 절연되어 교차하고, 상기 데이타라인과 평행하게 배열된 공통전원라인과, 상기 게이트라인과 데이타라인과 공통전원라인에 의해 형성되는 복수개이상의 화소영역이 포함된다.

기판(170)이 봉지기판과 실런트(190)(191)에 의해 봉지된 이후, 기판(170)의 배면에 투명도전막(180)을 증착하며 이는 도 2b에 도시된 바와 같다. 여기서 투명도전막(180)은 ITO, IZO, ZnO중 어느 하나인것이 바람직하다. 상기 단계에서 기판(170)의 배면에 증착되는 투명도전막(180)은 기판 배면전체에 증착된다. 이후 증착이 완료되면 도 2c와 같이 상기 투명도전막(180)으로 고에너지원, 예를들면, ITO에 이온도핑을 통하여 가속화된 전자를 주입하여 상기 ITO의 투과도를 변형시켜 광차단막(181)을 형성한다. .

여기서 이온도핑의 농도는 전자의 가속전압에 의해 결정되며, 이로 인하여 상기 ITO의 투과도가 결정된다. 즉, 주입되는 전자는 가속전압에 의해 가속되어, 예를들면, ITO의 인듐-옥사이드성분에서 산소(Oxygen)를 분리시키므로써 상기 ITO 의 굴절율을 연속적으로 변화시킨다. 따라서 이를 응용하면 상기 전자의 가속전압을 조절함에 따라 투명도전막(180)의 투과도를 조절할 수 있다. 그러므로 상기 투명도전막(180)은 주입되는 이온의 농도에 따라서 굴절율이 연속적으로 변화되어 스캐터링에 의해 입사되는 빛을 흡수하고 반사시키지 않는 광학밀도가 4 이상의 블랙매트릭스(181)로 형성된다.

상기와 같이 기판(170)의 배면에 광차단막(181)을 형성한 다음, 상기 화소부(100)의 발광영역(도시되지 않음)에 광로(183)를 형성하기 위하여 상기 광차단막(181)을 패턴닝한다.

즉, 상기 화소부(100)의 발광영역에 대응하는 부분을 제외한 광차단막(181)상에 포토레지스트막(182)을 형성한 다음, 도 2d에 도시된 바와 같이 화소부(100)에서 발광된 광이 통과될 수 있도록 상기 화소부(100)에 대응하는 부분의 광차단막(181)을 식각하면, 광로(183)가 형성된다. 따라서 화소부(100)의 발광영역에서는 발광된 광이 광로(183)를 통해 방출되고, 그외의 영역에서는 블랙매트릭스(181)가 형성되어 광을 차단한다.

상기 제 1 실시예에서는 이온도핑 후에 패턴닝 또는 마스킹을 실시하였으나, 또 다른 실시예로서 상기 투명도전막(180)이 기판(170)의 배면에 증착되고, 패턴닝 또는 마스킹을 통해 광로(183)가 형성된 이후에 이온도핑을 실시하여 상기 투명도전막(180)의 투과도를 변형시킴도 본 발명의 요지에 해당된다.

또한, 투명도전막(180)을 증착한 다음 상기 화소부(100)의 발광영역에 대응하는 부분을 마스킹한 상태에서 이온주입공정을 실시하면, 상기 화소부(100)의 발 광영역에 대응하는 부분은 투명도전막(180)의 투과도가 변형되지 않으므로 화소부(100)의 발광영역에서 발광된 광의 경로(183)가 형성되며 그외의 영역은 투과도가 변형되어 블랙매트릭스(181)가 구성되므로 광을 차단한다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 공정단계를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제 2 실시예는 전면발광구조의 유기전계발광표시장치에서 봉지기판(190)에 투명도전막(180)을 증착시켜 블랙매트릭스를 구현함을 요지로 한다. 이를 상세히 설명하자면 도 3b에 도시된 바와 같이 실런트(191)와 봉지기판(190)을 이용하여 기판(170)을 봉지한 이후, 상기 봉지기판(190)의 전면에 투명도전막(180)을 증착하고, 증착된 투명도전막(180)에 이온도핑을 실시하여 상기 투명도전막(180)의 투과도를 변형시켜 광차단막(181)을 형성한다. 이후, 상기 광차단막(181))에 상기 화소부(100)의 발광영역에 대응하는 부분을 제외한 광차단막(181)상에 포토레지스트막(182)을 형성한 다음 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 화소부(100)에서 발광된 광이 투과될 수 있도록 상기 화소부(100)에 대응하는 부분의 광차단막(181)을 식각하여 광로(183)를 형성한다. 따라서 도 3d에 도시된 바와 같이 상기 화소부(100)에서 발광된 광은 상기 광로(183)를 통해 투과되며, 상기 광로(183) 이외에 영역에서는 블랙매트릭스(181)가 형성되어 광을 차단한다.

또는 상술한 바와 같이 봉지된 이후에 마스킹을 통한 광로(183) 형성대신에, 봉지되기 이전에 상기 봉지기판(190)의 전면에 패턴닝 또는 마스킹을 통해 광로(183)를 형성한 후, 기판(170)에 실런트(191)를 이용하여 봉지기판(190)을 봉지시킨다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예의 공정단계를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제 3 실시예는 전면발광구조의 유기전계발광표시장치에서 봉지기판(190)에 투명도전막(180)을 증착시켜 블랙매트릭스를 구현함을 요지로 한다. 이를 상세히 설명하자면 먼저, 도 4b에 도시된 바와 같이 봉지기판(190)의 배면에 투명도전막(180a)을 증착시키고, 증착된 투명도전막(180a)에 이온도핑을 실시함으로 투과도를 변형시켜 광차단막(181a)을 형성한다. 그리고, 상술한 제 1 및 제 2 실시예와 같이 상기 광차단막(181a)에 포토레지스터막을 형성한 다음, 화소부(100)에서 발광된 광이 통과될 수 있도록 상기 화소부(100)에 대응하는 부분의 광차단막(181a)을 식각하여 광로(184)를 형성한다.

이후, 상기와 같은 상기 봉지기판(190) 배면의 광차단막(181a)이 완료되면, 전면에 투명도전막(도 3 참조)을 증착하고 이온도핑을 실시하여 상기 투명도전막(도 3참조)의 투과도를 변형시켜 광차단막(181b)을 형성한다. 그리고 상술한 바와 같이 포토레지스터막과 식각공정을 통해 광로(185)를 형성한다. 그리고 실런트(191)를 이용하여 상기 봉지기판(190)을 봉지하며, 이는 도 4d 및 도 4e에 도시된 바와 같다.

따라서, 상기 봉지기판(190)의 전면과 배면에서 광로(184)(185)를 제외한 영역에 블랙매트릭스(181a)(181b)가 각각 형성됨에 따라 상기 화소부(100)에서 발광된 광은 광로(184)(185)를 제외한 영역에서 차단된다.

상기 발명의 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시예를 예로 들어서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범 위 내에서 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 형태로 변형 또는 변경 실시하는 것 또한 본 발명의 개념에 포함되는 것은 물론이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치는 투명도전물질에 고에너지원을 주입하여 투과도를 변형시켜 외부광의 반사율을 최소화시킬수 있어 간단한 공정으로 콘트라스트를 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 입력되는 신호에 따라서 광을 발광하는 화소부와;

   전면에 상기 화소부가 형성되는 기판과;

   상기 화소부를 봉지하는 봉지기판과;

   상기 봉지기판의 전면과 배면의 1 또는 다수개에 형성되고, 투명도전물질에 고에너지원이 주입되므로써 투과도가 변형되어 외부광을 차단하는 광차단막을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광차단막을 위한

   투명도전물질로써, ITO, IZO, ZnO중 어느 하나인것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 고에너지원은

   이온도핑으로써, 가속전압의 조절에 의해 상기 투명도전물질의 투과도 변형을 제어하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 광차단막은

   상기 화소부의 발광영역에 대응하는 부분은 투과도가 변형되지 않은 투명도전물질이 존재하거나 또는 화소부의 비발광영역에 대응하는 부분에만 형성되는 것 을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
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