KR101201723B1 - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

유기 발광 표시 장치는 제1 전극, 제1 전극 상에 위치하는 유기 발광층, 유기 발광층 상에 위치하는 제2 전극, 제1 전극 상에 위치하는 제1 선택적 반사층 및 제1 선택적 반사층 상에 위치하는 제3 반투과 전극을 포함한다.
반투과 전극, 유기 발광층, 선택적 반사층

Description

유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY}
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 후방의 사물이 인식되는 투명한 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 이미지를 표시하는 장치로서, 최근 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)가 주목 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 가지며, 액정 표시 장치(liquid crystal display device)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 두께와 무게를 줄일 수 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다.
유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자(organic light emitting diode)를 갖는 제1 기판 및 제1 기판과 대향 배치되어 제1 기판의 유기 발광 소자를 보호하는 제2 기판을 포함한다.
최근, 유기 발광 표시 장치로서, 유기 발광 표시 장치 후방의 사물이 인식되는 투명 유기 발광 표시 장치가 개발되었다.
종래의 투명 유기 발광 표시 장치는 빛을 발광하며 빛 반사막을 포함하는 유 기 발광 소자와 이웃하는 부분에 유기 발광 소자가 형성되지 않고 외부의 빛이 투과되는 시스루(see-through) 영역을 형성하는 제1 타입 및 빛 반사막이 포함되지 않고 전체 전극이 투명한 전극으로 구성되어 유기 발광 소자 자체에 외부의 빛이 투과되는 제2 타입 등이 있다.
그런데, 종래의 제1 타입의 투명 유기 발광 표시 장치는 투과도를 높이기 위해서 시스루 영역을 넓힐 경우, 빛이 발광되는 유기 발광 소자가 크기가 줄어 들어 발광 효율이 작아지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 제2 타입의 투명 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자에서 발광되는 빛이 외부에서 투과되는 빛과 중첩되어 투명 유기 발광 표시 장치의 전체적인 화질이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 투명하면서도, 발광 효율이 향상되는 동시에, 화질이 향상된 유기 발광 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은 제1 전극, 제1 전극 상에 위치하는 유기 발광층, 유기 발광층 상에 위치하는 제2 전극, 제1 전극 상에 위치하는 제1 선택적 반사층 및 제1 선택적 반사층 상에 위치하는 제3 반투과 전극을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
유기 발광층은 파란색의 빛을 발광하는 제1 서브 발광층, 녹색의 빛을 발광하는 제2 서브 발광층 및 붉은색의 빛을 발광하는 제3 서브 발광층을 포함하며, 제1 선택적 반사층은 제1 서브 발광층에서 발광하는 파란색의 빛과 대응하는 제1 파장의 빛을 반사할 수 있다.
제1 서브 발광층은 제1 선택적 반사층으로부터 제1 길이를 두고 이격되고, 제2 서브 발광층은 제1 선택적 반사층으로부터 제1 길이보다 긴 제2 길이를 두고 이격되며, 제3 서브 발광층은 제1 선택적 반사층으로부터 제2 길이보다 긴 제3 길이를 두고 이격될 수 있다.
제3 반투과 전극 상에 위치하는 제2 선택적 반사층 및 제2 선택적 반사층 상에 위치하는 제4 반투과 전극을 더 포함하며, 제2 선택적 반사층은 제2 서브 발광 층에서 발광하는 녹색의 빛과 대응하는 제2 파장의 빛을 반사할 수 있다.
제4 반투과 전극 상에 위치하는 제3 선택적 반사층 및 제3 선택적 반사층 상에 위치하는 제5 반투과 전극을 더 포함하며, 제3 선택적 반사층은 제3 서브 발광층에서 발광하는 붉은색의 빛과 대응하는 제3 파장의 빛을 반사할 수 있다.
제1 선택적 반사층, 제2 선택적 반사층 및 제3 선택적 반사층 중 하나 이상은 콜레스테릭 액정(cholesteric liquid crystal, CLC)을 포함할 수 있다.
제1 선택적 반사층, 제2 선택적 반사층 및 제3 선택적 반사층 각각에 전계가 형성되면, 제1 선택적 반사층, 제2 선택적 반사층 및 제3 선택적 반사층 각각에 조사되는 빛은 투과될 수 있다.
제1 파장은 430 내지 480nm이고, 제2 파장은 500 내지 570nm이며, 제3 파장은 600 내지 650nm일 수 있다.
제1 서브 발광층, 제2 서브 발광층 및 제3 서브 발광층은 제1 선택적 반사층으로부터 제4 길이를 두고 이격되고, 제2 서브 발광층은 제2 선택 반사층으로부터 제4 길이보다 긴 제5 길이를 두고 이격되며, 제3 서브 발광층은 제3 선택 반사층으로부터 제5 길이보다 긴 제6 길이를 두고 이격될 수 있다.
제1 전극 및 상기 제2 전극 중 하나 이상은 반투과 전극일 수 있다.
본 발명에 따르면, 투명하면서도, 발광 효율이 향상되는 동시에, 화질이 향상된 유기 발광 표시 장치가 제공된다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 상에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(101)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타낸 평면도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(101)는 제1 기판(100), 배선부(200), 유기 발광 소자(300) 및 제2 기판(400)을 포함한다.
제1 기판(100) 및 제2 기판(400)은 유리 또는 폴리머 등을 포함하는 광 투과성 및 전기 절연성 기판이다. 제1 기판(100)과 제2 기판(400)은 상호 대향하고 있으며, 실런트(sealant)에 의해 합착되어 있다. 제1 기판(100)과 제2 기판(400) 사이에는 배선부(200) 및 유기 발광 소자(300)가 위치하고 있으며, 제1 기판(100) 및 제2 기판(400)은 배선부(200) 및 유기 발광 소자(300)를 외부의 간섭으로부터 보호한다.
배선부(200)는 제1 및 제2 박막 트랜지스터(10, 20)(도 2에 도시)를 포함하며, 유기 발광 소자(300)에 신호를 전달하여 유기 발광 소자(300)를 구동한다. 유기 발광 소자(300)는 배선부(200)로부터 전달받은 신호에 따라 빛을 발광한다.
또한, 배선부(200)는 제1 선택적 반사층(810), 제3 반투과 전극(820), 제2 선택적 반사층(830), 제4 반투과 전극(840), 제3 선택적 반사층(850) 및 제5 반투과 전극(860)을 더 포함하며, 이들에 대해서는 후술한다.
배선부(200) 상에는 유기 발광 소자(300)가 위치하고 있다.
유기 발광 소자(300)는 제1 기판(100) 상의 표시 영역에 위치하며, 포토리소그래피(photolithography) 등의 멤스(microelectromechanical systems, MEMS) 기술을 이용하여 형성된다. 유기 발광 소자(300)는 배선부(200)로부터 신호를 전달 받으며, 전달 받은 신호에 의해 이미지(image)를 표시한다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(101)의 내부 구조에 대해 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 화소의 구조를 나타낸 배치도이다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이다. 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이다. 도 5는 도 4의 A 부분의 확대도이다.
이하에서, 배선부(200) 및 유기 발광 소자(300)의 구체적인 구조는 도 2 내지 도 5에 나타나 있으나, 본 발명의 실시예가 도 2 내지 도 5에 도시된 구조에 한정되는 것은 아니다. 배선부(200) 및 유기 발광 소자(300)는 해당 기술 분야의 전문가가 용이하게 변형 실시할 수 있는 범위 내에서 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 첨부 도면에서는, 표시 장치로서, 하나의 화소에 두개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)와 하나의 축전 소자(capacitor)를 구비하는 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기 발광 표시 장치를 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 표시 장치는 박막 트랜지스터의 개수, 축전 소자의 개수 및 배선의 개수가 한정되지 않는다. 한편, 화소는 이미지를 표시하는 최소 단위를 말하며, 표시 장치는 복수의 화소들을 통해 이미지를 표시한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 표시 장치(101)는 하나의 화소마다 각각 형성된 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전 소자(80) 및 유기 발광 소자(300)를 포함한다. 여기서, 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20) 및 축전 소자(80)를 포함하는 구성을 배선부(200)라 한다. 그 리고, 배선부(200)는 제1 기판(100)의 일 방향을 따라 배치되는 게이트 라인(151), 게이트 라인(151)과 절연 교차되는 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 더 포함한다. 여기서, 하나의 화소는 게이트 라인(151), 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 경계로 정의될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
유기 발광 소자(300)는 제1 전극(710)과, 제1 전극(710) 상에 형성된 유기 발광층(720)과, 유기 발광층(720) 상에 형성된 제2 전극(730)을 포함하며, 제1 전극(710), 유기 발광층(720) 및 제2 전극(730)은 유기 발광 소자를 구성한다. 여기서, 제1 전극(710)은 전자 주입 전극인 음극(cathode)이 되며, 제2 전극(730)은 정공 주입 전극인 양극(anode)이 된다. 그러나 본 발명의 제1 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 표시 장치(101)의 구동 방법에 따라 제1 전극(710)이 양극이 되고, 제2 전극(730)이 음극이 될 수도 있다. 제1 전극(710) 및 제2 전극(730)으로부터 각각 전자와 정공이 유기 발광층(720) 내부로 주입되며, 유기 발광층(720) 내부로 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 유기 발광층(720)의 발광이 이루어진다. 또한, 제1 전극(710)과 제2 전극(730)은 제1 전극(710)과 제2 전극(730)으로 조사되는 빛의 일부는 투과하고 다른 일부는 반사한다. 제1 전극(710) 및 제2 전극(730) 중 하나 이상은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide, ITO) 및 인듐징크옥사이드(indium zinc oxide, IZO) 등의 광 투과성 도전 물질을 포함하는 반투과 전극이며, 제1 전극(710) 및 제2 전극(730) 모두가 반투과 전극인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(101)에서 유기 발광 소 자(300)는 제1 기판(100) 및 제2 기판(400) 방향으로 빛을 방출한다. 즉, 유기 발광 소자(300)는 양면 발광형이다.
축전 소자(80)는 층간 절연막(161)을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 축전판(158, 178)을 포함한다. 여기서, 층간 절연막(161)은 유전체가 되며, 축전 소자(80)에서 축전된 전하와 양 축전판(158, 178) 사이의 전압에 의해 축전 소자(80)의 축전 용량이 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 전극(173) 및 스위칭 드레인 전극(174)을 포함한다. 구동 박막 트랜지스터(20)는 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로서 사용된다. 스위칭 게이트 전극(152)은 게이트 라인(151)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(173)은 데이터 라인(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(174)은 스위칭 소스 전극(173)으로부터 이격 배치되며 어느 한 축전판(158)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(300)의 유기 발광층(720)을 발광시키기 위한 구동 전원을 제2 전극(730)에 인가한다. 구동 게이트 전극(155)은 스위칭 드레인 전극(174)과 연결된 축전판(158)과 연결된다. 구동 소스 전극(176) 및 다른 한 축전판(178)은 각각 공통 전원 라인(172)과 연결된다. 구동 드레인 전극(177)은 컨택홀(contact hole)을 통해 유기 발광 소자(300) 의 제2 전극(730)과 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 게이트 라인(151)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동하여 데이터 라인(171)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다. 공통 전원 라인(172)으로부터 구동 박막 트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막 트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(300)로 흘러 유기 발광 소자(300)가 발광하게 된다.
또한, 스위칭 박막 트랜지스터(10) 및 구동 박막 트랜지스터(20)를 구성하는 구성 요소들은 각 구성 요소를 구성하는 물질이 투명한 재질로서 형성될 수 있다. 즉, 스위칭 박막 트랜지스터(10) 및 구동 박막 트랜지스터(20)는 투명하게 형성될 수 있다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 전극(730) 및 유기 발광층(720)이 넓게 형성되어 있는 부분에는 전술한 바와 같이, 배선부(200)에 포함된 제2 전극(730)으로부터 순차적으로 적층된 제1 선택적 반사층(810), 제3 반투과 전극(820), 제2 선택적 반사층(830), 제4 반투과 전극(840), 제3 선택적 반사층(850) 및 제5 반투과 전극(860)이 위치하고 있다. 한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(101)에서, 제1 선택적 반사층(810), 제3 반투과 전극(820), 제2 선택적 반사층(830), 제4 반투과 전극(840), 제3 선택적 반사층(850) 및 제5 반투과 전극(860)은 제2 전극(730) 및 유기 발광층(720)이 넓게 형성되어 있는 부 분에 형성되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 제1 선택적 반사층(810), 제3 반투과 전극(820), 제2 선택적 반사층(830), 제4 반투과 전극(840), 제3 선택적 반사층(850) 및 제5 반투과 전극(860)이 스위칭 박막 트랜지스터(10) 및 구동 박막 트랜지스터(20) 중 하나 이상과 중첩되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(101)는 제1 선택적 반사층(810), 제3 반투과 전극(820), 제2 선택적 반사층(830), 제4 반투과 전극(840), 제3 선택적 반사층(850) 및 제5 반투과 전극(860)을 모두 포함하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제1 선택적 반사층(810), 제3 반투과 전극(820), 제2 선택적 반사층(830), 제4 반투과 전극(840), 제3 선택적 반사층(850) 및 제5 반투과 전극(860) 중 제1 선택적 반사층(810) 및 제3 반투과 전극(820) 이상을 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 선택적 반사층(810)은 제2 전극(730) 상에 위치하고 있다. 제1 선택적 반사층(810)은 유기 발광층(720)과 대응하며, 유기 발광층(720)에서 발광하는 빛 중 파란색(blue color)의 빛과 대응하는 제1 파장의 빛을 반사한다. 여기서, 제1 파장은 가시광 영역과 대응하는 파장 중 430 내지 480nm의 파장을 말하며, 제1 선택적 반사층(810)은 가시광 영역과 대응하는 파장 중 430 내지 480nm의 파장을 가지는 파란색의 빛만을 반사하고 480nm을 초과하는 파장을 가진 빛은 투과시킨다. 제1 선택적 반사층(810)은 콜레스테릭 액정(cholesteric liquid crystal, CLC)을 포함하며, 콜레스테릭 액정 고유의 성질에 의해 상술한 선택적 반사가 수행된다. 또한, 제1 선택적 반사층(810)은 이웃하는 제2 전극(730) 및 제3 반투과 전극(820)에 신호가 흘러, 제1 선택적 반사층(810)에 전계가 형성될 경우 콜레스테릭 액정 고유의 성질에 의해 모든 영역의 파장을 가진 빛을 투과시킨다. 이러한 콜레스테릭 액정 고유의 성질은 도 6을 참조하여 이하에서 자세히 설명한다.
도 6은 콜레스테릭 액정 고유의 성질을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 콜레스테릭 액정은 전계가 인가되지 않는 일반적인 상태에서 스메틱(smectic) 액정과 같이 층상 구조를 형성하지만 장축의 분자는 면 내에서 네마틱(nematic) 액정과 유사한 평형 배열을 하고 있다. 구체적으로, 하나의 평면 내에서는 가늘고 긴 분자가 장축(長軸)의 방향으로 가지런히 배열하여 있고, 그 면에 수직인 방향으로 진행함에 따라 분자 축의 배열 방위가 약간씩 벗어나 있는 구조, 즉 분자가 배열한 방향이 나선(helical) 모양을 선회하는 듯한 구조를 갖는다. 따라서, 액정 전체로서는 나선 구조를 하고 있다. 콜레스테릭 액정에 전계가 인가되지 않는 일반적인 상태를 이른바 플레이너 텍스쳐(planar texture) 상태의 콜레스테릭 액정이라 하며, 플레이너 텍스쳐 상태의 콜레스테릭 액정은 선택적으로 일정 영역의 파장을 가진 빛을 반사한다. 도 6의 (a)에서 R, G 및 B 각각은 붉은색(red), 녹색(green) 및 파란색(blue)의 빛을 의미하며, 도 6의 (a)에 도시된 플레이너 텍스쳐 상태의 콜레스테릭 액정은 선택적으로 녹색(G)의 빛을 원편광시켜 반사한다.
또한, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 콜레스테릭 액정에 전계가 인가되면, 콜레스테릭 액정 전체는 전계가 인가된 방향을 따라 방향성을 가지게 된다. 즉, 수직 방향으로 전계가 인가될 경우, 콜레스테릭 액정이 수직 방향으로 세워짐으로 써, 콜레스테릭 액정으로 조사된 모든 빛은 콜레스테릭 액정을 투과하게 된다. 콜레스테릭 액정에 전계가 인가된 상태를 이른바 호메오트로픽(homeotropic) 상태의 콜레스테릭 액정이라 하며, 호메오트로픽 상태의 콜레스테릭 액정은 콜레스테릭 액정으로 조사된 모든 빛을 투과시킨다. 도 6의 (b)에서 RGB는 모든 영역의 파장을 가진 빛을 의미하며, 도 6의 (b)에 도시된 호메오트로픽 상태의 콜레스테릭 액정은 콜레스테릭 액정으로 조사된 모든 빛을 투과시킨다.
한편, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 콜레스테릭 액정에 전계가 인가된 후 일정 시간이 지나면 콜레스테릭 액정 전체는 방향성이 없는 무질서한 상태가 된다. 이 경우, 콜레스테릭 액정으로 조사된 모든 빛은 콜레스테릭 액정을 투과하는 동시에 콜레스테릭 액정에 의해 약하게 산란된다. 콜레스테릭 액정에 전계가 인가된 후 일정 시간이 지난 상태를 이른바 포칼 코닉(focal conic) 상태의 콜레스테릭 액정이라 하며, 포칼 코닉 상태의 콜레스테릭 액정은 콜레스테릭 액정으로 조사된 모든 빛을 투과시키는 동시에 약하게 산란시킨다. 도 6의 (c)에서 RGB는 모든 영역의 파장을 가진 빛을 의미하며, 도 6의 (c)에 도시된 포칼 코닉 상태의 콜레스테릭 액정은 콜레스테릭 액정으로 조사된 모든 빛을 투과시키는 동시에 약하게 산란시킨다.
이상과 같이, 콜레스테릭 액정은 콜레스테릭 액정에 전계가 인가되거나 또는 인가되지 않을 경우에 대해 콜레스테릭 액정으로 조사되는 빛을 투과 시키거나 또는 선택적으로 반사시킨다.
다시, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제3 반투과 전극(820)은 제1 선택적 반사 층(810) 상에 위치하고 있다. 제3 반투과 전극(820)은 제2 전극(730)과 함께 선택적으로 제1 선택적 반사층(810)에 수직 전계를 형성할 수 있으며, 제3 반투과 전극(820)이 제2 전극(730)과 함께 수직 전계를 형성할 경우, 제1 선택적 반사층(810)에 포함된 콜레스테릭 액정은 플레이너 텍스쳐 상태에서 호메오트로픽 상태 또는 포칼 코닉 상태로 변화되어 제1 선택적 반사층(810)에 조사되는 모든 영역의 파장을 가진 빛을 투과시킨다.
제2 선택적 반사층(830)은 제3 반투과 전극(820) 상에 위치하고 있다. 제2 선택적 반사층(830)은 유기 발광층(720)과 대응하며, 유기 발광층(720)에서 발광하는 빛 중 녹색(blue color)의 빛과 대응하는 제2 파장의 빛을 반사한다. 여기서, 제2 파장은 가시광 영역과 대응하는 파장 중 500 내지 570nm의 파장을 말하며, 제2 선택적 반사층(830)은 가시광 영역과 대응하는 파장 중 500 내지 570nm의 파장을 가지는 녹색의 빛만을 반사하고 570nm를 초과하는 파장을 가진 빛은 투과시킨다. 제2 선택적 반사층(830)은 콜레스테릭 액정을 포함하며, 콜레스테릭 액정 고유의 성질에 의해 상술한 선택적 반사가 수행된다. 또한, 제2 선택적 반사층(830)은 이웃하는 제3 반투과 전극(820) 및 제4 반투과 전극(840)에 신호가 흘러, 제2 선택적 반사층(830)에 전계가 형성될 경우 콜레스테릭 액정 고유의 성질에 의해 모든 영역의 파장을 가진 빛을 투과시킨다.
제4 반투과 전극(840)은 제2 선택적 반사층(830) 상에 위치하고 있다. 제4 반투과 전극(840)은 제3 반투과 전극(820)과 함께 선택적으로 제2 선택적 반사층(830)에 수직 전계를 형성할 수 있으며, 제4 반투과 전극(840)이 제3 반투과 전 극(820)과 함께 수직 전계를 형성할 경우, 제2 선택적 반사층(830)은 모든 영역의 파장을 가진 빛을 투과시킨다.
제3 선택적 반사층(850)은 제4 반투과 전극(840) 상에 위치하고 있다. 제3 선택적 반사층(850)은 유기 발광층(720)과 대응하며, 유기 발광층(720)에서 발광하는 빛 중 붉은색(blue color)의 빛과 대응하는 제3 파장의 빛을 반사한다. 여기서, 제3 파장은 가시광 영역과 대응하는 파장 중 600 내지 650nm의 파장을 말하며, 제3 선택적 반사층(850)은 가시광 영역과 대응하는 파장 중 600 내지 650nm의 파장을 가지는 붉은색의 빛만을 반사하고 650nm를 초과하는 파장을 가진 빛은 투과시킨다. 제3 선택적 반사층(850)은 콜레스테릭 액정을 포함하며, 콜레스테릭 액정 고유의 성질에 의해 상술한 선택적 반사가 수행된다. 또한, 제3 선택적 반사층(850)은 이웃하는 제4 반투과 전극(840) 및 제5 반투과 전극(860)에 신호가 흘러, 제3 선택적 반사층(850)에 전계가 형성될 경우 콜레스테릭 액정 고유의 성질에 의해 모든 영역의 파장을 가진 빛을 투과시킨다.
제5 반투과 전극(860)은 제3 선택적 반사층(850) 상에 위치하고 있다. 제5 반투과 전극(860)은 제4 반투과 전극(840)과 함께 선택적으로 제3 선택적 반사층(850)에 수직 전계를 형성할 수 있으며, 제5 반투과 전극(860)이 제4 반투과 전극(840)과 함께 수직 전계를 형성할 경우, 제3 선택적 반사층(850)은 모든 영역의 파장을 가진 빛을 투과시킨다.
또한, 제3 반투과 전극(820), 제4 반투과 전극(840) 및 제5 반투과 전극(860)은 제3 반투과 전극(820), 제4 반투과 전극(840) 및 제5 반투과 전극(860) 으로 조사되는 빛의 일부는 투과하고 다른 일부는 반사한다. 제3 반투과 전극(820), 제4 반투과 전극(840) 및 제5 반투과 전극(860)은 인듐틴옥사이드 및 인듐징크옥사이드 등의 광 투과성 도전 물질을 포함한다.
이상과 같이, 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850) 각각은 선택적으로 서로 다른 파장을 가진 빛만을 반사하는데, 도 7 내지 도 9를 참조하여 유기 발광층(720)에서 발광되는 빛에 따른 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850) 각각의 기능에 대해 이하에서 자세히 설명한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 선택적 반사층의 기능을 설명하기 위해 중요 부분을 나타낸 단면도이다. 도 7 내지 도 9에서 R, G 및 B 각각은 붉은색, 녹색 및 파란색의 빛을 의미한다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 유기 발광층(720)은 파란색의 빛을 발광하는 제1 서브 발광층(721), 녹색의 빛을 발광하는 제2 서브 발광층(722) 및 붉은색의 빛을 발광하는 제3 서브 발광층(723)을 포함한다.
또한, 유기 발광층(720)은 제1 전극(710)과 각 제1 서브 발광층(721), 제2 서브 발광층(722) 및 제3 서브 발광층(723) 사이에 위치하는 제1 전자 유기층(EL1), 제2 전자 유기층(EL2) 및 제3 전자 유기층(EL3)을 더 포함하며, 각 제1 전자 유기층(EL1), 제2 전자 유기층(EL2) 및 제3 전자 유기층(EL3)은 하나 이상의 전자 주입층 및 하나 이상의 전자 수송층을 포함할 수 있다.
또한, 유기 발광층(720)은 제2 전극(730)과 각 제1 서브 발광층(721), 제2 서브 발광층(722) 및 제3 서브 발광층(723) 사이에 위치하는 제1 정공 유기층(HL1), 제2 정공 유기층(HL2) 및 제3 정공 유기층(HL3)을 더 포함하며, 각 제1 정공 유기층(HL1), 제2 정공 유기층(HL2) 및 제3 정공 유기층(HL3)은 하나 이상의 정공 주입층 및 하나 이상의 정공 수송층을 포함할 수 있다.
제1 서브 발광층(721)은 제1 선택적 반사층(810)으로부터 제1 길이(L1)를 두고 이격되고, 제2 서브 발광층(722)은 제1 선택적 반사층(810)으로부터 제1 길이(L1)보다 긴 제2 길이(L2)를 두고 이격되며, 제3 서브 발광층(723)은 제1 선택적 반사층(810)으로부터 제2 길이(L2)보다 긴 제3 길이(L3)를 두고 이격된다. 즉, 제1 서브 발광층(721), 제2 서브 발광층(722) 및 제3 서브 발광층(723)은 제2 전극(730)과 서로 다른 길이의 길이를 가짐으로써, 제1 서브 발광층(721), 제2 서브 발광층(722) 및 제3 서브 발광층(723) 각각에서 발광되는 파란색의 빛, 녹색의 빛 및 붉은색의 빛은 서로 다른 길이를 두고 이격된 최초 반사 공간인 제2 전극(730)까지의 공간을 거쳐 제2 전극(730)에 의해 반사되어 제1 전극(710)으로 연속적으로 반사된다. 즉, 제1 서브 발광층(721), 제2 서브 발광층(722) 및 제3 서브 발광층(723) 각각에서 발광되는 파란색의 빛, 녹색의 빛 및 붉은색의 빛이 서로 다른 길이로 연속적으로 반사됨으로써, 공진(micro cavity) 효과가 발생되어 유기 발광층(720)에서 발광되는 빛의 효율이 상승한다.
나아가, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850)에 전계가 인가되지 않은 상태에서 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850)이 서로 다른 층에 위치하고 있음으로써, 제1 서브 발광층(721)에서 발광된 파란색의 빛은 제1 선택적 반사층(810)으로부터 제1 전극(710)까지의 길이에서 연속적으로 반사되고, 제2 서브 발광층(722)에서 발광된 녹색의 빛은 제2 선택적 반사층(830)으로부터 제1 전극(710)까지의 길이에서 연속적으로 반사되며, 제3 서브 발광층(723)에서 발광된 붉은색의 빛은 제3 선택적 반사층(850)으로부터 제1 전극(710)까지의 길이에서 연속적으로 반사된다. 즉, 또 다른 공진 효과가 발생되어 유기 발광층(720)에서 발광되는 빛의 효율이 더 상승한다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850)에 전계가 인가되지 않은 상태에서는 외부로부터 유기 발광 표시 장치(101)로 조사되는 가시광 영역의 빛은 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850) 각각에서 파란색의 빛, 녹색의 빛 및 붉은색의 빛이 반사됨으로써, 외부로부터 유기 발광 표시 장치(101)로 조사되는 외부의 빛과 유기 발광층(720)에서 발광되는 빛이 중첩되지 않는다. 이와 같이, 외부의 빛과 유기 발광층(720)에서 발광되는 빛이 중첩되지 않음으로써, 유기 발광 표시 장치(101)의 색재현율이 향상되어 전체적인 유기 발광 표시 장치(101)의 화질이 향상된다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850)에 전계가 인가되는 경우에는, 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850)이 모든 영역의 파장의 빛을 투과하기 때문에 유기 발광 표시 장치(101)를 통해 유기 발광 표시 장 치(101)의 후방의 사물이 인식된다. 즉, 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850)에 전계가 인가되면, 유기 발광 표시 장치(101)가 투명한 유기 발광 표시 장치(101)로서 구현된다.
한편, 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850)에는 선택적으로 전계가 인가될 수 있는데, 유기 발광 표시 장치(101)가 표시하고자 하는 이미지와 유기 발광 표시 장치(101)를 통해 유기 발광 표시 장치(101)의 후방의 사물이 인식되고자 하는 정도에 따라 선택적으로 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850) 중 하나 이상에 전계가 인가될 수 있다.
요컨대, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(101)는 유기 발광층(720)에서 발광되는 빛 중 파장에 따라 선택적으로 빛을 반사하는 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850) 중 하나 이상을 포함함으로써, 유기 발광 표시 장치(101) 자체의 투명한 정도, 발광 효율 및 화질이 향상된다.
이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(102)를 설명한다. 도 10에서 R, G 및 B 각각은 붉은색, 녹색 및 파란색의 빛을 의미한다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 중요 부분을 나타낸 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1 서브 발광층(721), 제2 서브 발광층(722) 및 제3 서브 발광층(723)은 제1 선택적 반사층(810)으로부터 제4 길이(L4)를 두고 이격되고, 제2 서브 발광층(722)은 상기 제2 선택적 반사층(830)으로부터 제4 길이(L4)보다 긴 제5 길이(L5)를 두고 이격되며, 제3 서브 발광층(723)은 상기 제3 선택적 반사층(850)으로부터 제5 길이(L5)보다 긴 제6 길이(L6)를 두고 이격된다.
즉, 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850)에 전계가 인가되지 않은 상태에서 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850)이 서로 다른 층에 위치하고 있음으로써, 제1 서브 발광층(721)에서 발광된 파란색의 빛은 제1 선택적 반사층(810)으로부터 제1 전극(710)까지의 제4 길이(L4)를 가진 공간에서 연속적으로 반사되고, 제2 서브 발광층(722)에서 발광된 녹색의 빛은 제2 선택적 반사층(830)으로부터 제1 전극(710)까지의 제5 길이(L5)를 가진 공간에서 연속적으로 반사되며, 제3 서브 발광층(723)에서 발광된 붉은색의 빛은 제3 선택적 반사층(850)으로부터 제1 전극(710)까지의 제6 길이(L6)를 가진 공간에서 연속적으로 반사된다. 즉, 공진 효과가 발생되어 유기 발광층(720)에서 발광되는 빛의 효율이 상승한다.
이상과 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(102)는 제1 서브 발광층(721), 제2 서브 발광층(722) 및 제3 서브 발광층(723)이 동일한 층에 위치하나, 제1 서브 발광층(721), 제2 서브 발광층(722) 및 제3 서브 발광층(723) 각각이 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850) 각각과 서로 다른 길이를 두고 이격되는 동시에, 유기 발광층(720)에서 발광되는 빛 중 파장에 따라 선택적으로 빛을 반사하는 제1 선택적 반사층(810), 제2 선택적 반사층(830) 및 제3 선택적 반사층(850)을 포함함으로써, 유기 발광 표시 장치(102) 자체의 투명한 정도, 발광 효율 및 화질이 향상된다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 화소의 구조를 나타낸 배치도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이다.
도 5는 도 4의 A 부분의 확대도이다.
도 6은 콜레스테릭 액정 고유의 성질을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 선택적 반사층의 기능을 설명하기 위해 중요 부분을 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 중요 부분을 나타낸 단면도이다.

Claims (10)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 위치하는 유기 발광층;
    상기 유기 발광층 상에 위치하는 제2 전극;
    상기 제2 전극 상에 위치하는 제1 선택적 반사층; 및
    상기 제1 선택적 반사층 상에 위치하는 제3 반투과 전극
    을 포함하며,
    상기 제1 선택적 반사층은 상기 유기 발광층에서 발광하는 빛 중 파장에 따라 선택적으로 빛을 반사하며,
    상기 유기 발광층은,
    파란색의 빛을 발광하는 제1 서브 발광층;
    녹색의 빛을 발광하는 제2 서브 발광층; 및
    붉은색의 빛을 발광하는 제3 서브 발광층
    을 포함하며,
    상기 제1 선택적 반사층은 상기 제1 서브 발광층에서 발광하는 상기 파란색의 빛과 대응하는 제1 파장의 빛을 반사하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 제1 서브 발광층은 상기 제1 선택적 반사층으로부터 제1 길이를 두고 이격되고,
    상기 제2 서브 발광층은 상기 제1 선택적 반사층으로부터 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이를 두고 이격되며,
    상기 제3 서브 발광층은 상기 제1 선택적 반사층으로부터 상기 제2 길이보다 긴 제3 길이를 두고 이격되는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 제3 반투과 전극 상에 위치하는 제2 선택적 반사층; 및
    상기 제2 선택적 반사층 상에 위치하는 제4 반투과 전극
    을 더 포함하며,
    상기 제2 선택적 반사층은 상기 제2 서브 발광층에서 발광하는 상기 녹색의 빛과 대응하는 제2 파장의 빛을 반사하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제4 반투과 전극 상에 위치하는 제3 선택적 반사층; 및
    상기 제3 선택적 반사층 상에 위치하는 제5 반투과 전극
    을 더 포함하며,
    상기 제3 선택적 반사층은 상기 제3 서브 발광층에서 발광하는 상기 붉은색의 빛과 대응하는 제3 파장의 빛을 반사하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 선택적 반사층, 상기 제2 선택적 반사층 및 상기 제3 선택적 반사층 중 하나 이상은 콜레스테릭 액정(cholesteric liquid crystal, CLC)을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 선택적 반사층, 상기 제2 선택적 반사층 및 상기 제3 선택적 반사층 각각에 전계가 형성되면, 상기 제1 선택적 반사층, 상기 제2 선택적 반사층 및 상기 제3 선택적 반사층 각각에 조사되는 빛은 투과되는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제5항에서,
    상기 제1 파장은 430 내지 480nm이고,
    상기 제2 파장은 500 내지 570nm이며,
    상기 제3 파장은 600 내지 650nm인 유기 발광 표시 장치.
  9. 제5항에서,
    상기 제1 서브 발광층, 상기 제2 서브 발광층 및 상기 제3 서브 발광층은 상기 제1 선택적 반사층으로부터 제4 길이를 두고 이격되고,
    상기 제2 서브 발광층은 상기 제2 선택 반사층으로부터 상기 제4 길이보다 긴 제5 길이를 두고 이격되며,
    상기 제3 서브 발광층은 상기 제3 선택 반사층으로부터 상기 제5 길이보다 긴 제6 길이를 두고 이격되는 유기 발광 표시 장치.
  10. 제1항, 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 하나 이상은 반투과 전극인 유기 발광 표시 장치.
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