KR102086557B1 - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 기판; 상기 기판 상에 배치된 절연층; 상기 절연층 상에 배치되며, 반사층을 포함하는 제1 화소 전극; 상기 제1 화소 전극의 단부로부터 상기 제1 화소 전극의 외곽 영역으로 연장되어 배치된 화소 정의막; 상기 제1 화소 전극 상에 배치되며, 유기 발광층을 포함하는 제1 중간층; 상기 제1 중간층 및 화소 정의막 상에 배치되며, 반사층을 포함하는 대향 전극; 및 상기 절연층과 상기 화소 정의막의 사이에 배치되고, 일단은 상기 제1 중간층에 접하고 타단은 상기 대향 전극의 일 영역에 대향하며, 상기 절연층 및 상기 화소 정의막보다 큰 굴절률을 갖는 고굴절층;을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 개시한다.
Description
본 발명의 실시예들은 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 그리고 이들 사이에 형성되어 있는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자를 구비하며, 정공 주입 전극에서 주입되는 정공과 전자 주입 전극에서 주입되는 전자가 유기 발광층에서 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기 상태(excited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어지면서 빛을 발생시키는 자발광형 표시 장치이다.
자발광형 표시 장치인 유기 발광 표시 장치는 별도의 광원이 불필요하므로 저전압으로 구동이 가능하고 경량의 박형으로 구성할 수 있으며, 시야각, 콘트라스트(contrast), 응답 속도 등의 특성이 우수하기 때문에 MP3 플레이어나 휴대폰 등과 같은 개인용 휴대기기에서 텔레비전(TV)에 이르기까지 응용 범위가 확대되고 있다.
본 발명의 실시예들은 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 기판; 상기 기판 상에 배치된 절연층; 상기 절연층 상에 배치되며, 반사층을 포함하는 제1 화소 전극; 상기 제1 화소 전극의 단부로부터 상기 제1 화소 전극의 외곽 영역으로 연장되어 배치된 화소 정의막; 상기 제1 화소 전극 상에 배치되며, 유기 발광층을 포함하는 제1 중간층; 상기 제1 중간층 및 화소 정의막 상에 배치되며, 반사층을 포함하는 대향 전극; 및 상기 절연층과 상기 화소 정의막의 사이에 배치되고, 일단은 상기 제1 중간층에 접하고 타단은 상기 대향 전극의 일 영역에 대향하며, 상기 절연층 및 상기 화소 정의막보다 큰 굴절률을 갖는 고굴절층;을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 고굴절층은 상기 화소 전극의 단부 상에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고굴절층의 굴절률은 상기 유기 발광층의 굴절률과 같거나 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고굴절층의 상면에 접하도록 배치되며, 상기 화소 정의막보다 굴절률이 작은 제1 저굴절층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고굴절층의 바닥면에 접하도록 배치되며, 상기 절연층보다 굴절률이 작은 제2 저굴절층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고굴절층의 타단에 대향하는 상기 대향 전극의 일 영역은 상기 기판에 대하여 소정의 경사각을 갖도록 기울어질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 경사각은 40도 이상 90도 미만일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고굴절층은 SiNx, TiOx 또는 Al2O3를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 저굴절층 및 상기 제2 저굴절층은 SiOx 또는 아크릴계 유기물을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판과 상기 제1 화소 전극 사이에 배치된 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 블랙 매트릭스의 너비는 상기 제1 화소 전극의 너비와 같거나 넓을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판 상에 배치되며 상기 제1 화소 전극과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 더 포함하며, 상기 박막 트랜지스터는 상기 화소 전극과 평면상 서로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소 전극 및 상기 대향 전극의 반사율은 90 % 이상일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 화소 정의막은, 상기 고굴절층 상에 배치된 제1 층 및 상기 제1 층 상에 배치된 제2 층을 포함하며, 상기 제1 층 및 상기 제2 층의 경계에 배치되며 경사각의 변화가 불연속적인 경사각 전환점을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연층 상에, 상기 제1 화소 전극과 이격되도록 배치된 제2 화소 전극, 상기 제2 화소 전극 상에 배치된 제2 중간층을 더 포함하며, 상기 화소 정의막은 상기 제1 화소 전극의 단부로부터 상기 제2 화소 전극의 단부까지 연장되며, 상기 제1 화소 전극과 상기 제2 화소 전극의 사이에 배치되며 상기 절연층을 노출하는 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 대향 전극은 상기 화소 정의막으로부터 상기 제2 중간층의 상부까지 연장되도록 배치되며, 상기 개구를 통해 상기 절연층과 접할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 대향 전극의 상기 고굴절층의 타면에 대향하는 일 영역은, 상기 개구의 식각면 상에 배치될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 관한 유기 발광 표시 장치는, 외부로 출사되는 광의 각도 범위를 감소시킴으로써 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 유기 발광 표시 장치의 광 추출 원리를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 유기 발광 표시 장치의 광 추출 원리를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는 기판(110), 기판(110) 상에 배치된 절연층(120), 절연층(120) 상에 배치되며 반사층을 포함하는 제1 화소 전극(131), 제1 화소 전극(131)의 단부(131a)로부터 제1 화소 전극(131)의 외곽 영역으로 연장되어 배치된 화소 정의막(160), 제1 화소 전극(131) 상에 배치되며 유기 발광층을 포함하는 제1 중간층(132), 제1 중간층(132) 및 화소 정의막(160) 상에 배치되며 반사층을 포함하는 대향 전극(150)을 포함한다.
절연층(120)과 화소 정의막(160)의 사이에는, 일단(171a)은 제1 중간층(132)에 접하고 타단(171b)은 대향 전극(150)의 일 영역(150a)에 대향하며, 절연층(120) 및 화소 정의막(160)보다 큰 굴절률을 갖는 고굴절층(171)이 배치된다.
상기 제1 화소 전극(131)은 반사층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 반사층은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir) 및 크롬(Cr)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 반사층 상에는 인듐틴옥사이드(ITO: indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO: indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO: zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO: indium galium oxide) 및 알루미늄징크옥사이드(AZO: aluminium zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성된 투명 또는 반투명 전극층이 더 배치될 수 있다.
예를 들면, 제1 화소 전극(131)은 ITO/Ag/ITO의 3개의 층으로 구성될 수 있으며, 은(Ag) 층의 두께를 1000Å 이상으로 형성함으로써, 반사율을 높일 수 있다. 제1 화소 전극(131)의 반사율을 90 % 이상일 수 있다.
상기 제1 중간층(132)은 유기 발광층(emission layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(HIL: hole injection layer), 정공 수송층(HTL: hole transport layer), 전자 수송층(ETL: electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL: electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 그러나, 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 제1 중간층(132)은 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다. 유기 발광층은, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 광을 방출할 수 있다.
상기 백색의 광을 방출하는 제1 중간층(132)은 다양한 구조를 가질 수 있는데, 예를 들면, 적어도 적색의 광을 방출하는 발광 물질, 녹색의 광을 방출하는 발광 물질 및 청색의 광을 방출하는 발광 물질의 적층된 구조를 포함할 수 있다.
상기 백색의 광을 방출하기 위한 또 다른 예로서, 제1 중간층(132)은 적어도 적색의 광을 방출하는 발광 물질, 녹색의 광을 방출하는 발광 물질, 녹색의 광을 방출하는 발광 물질이 혼합된 구조를 포함할 수 있다.
상기 청색, 녹색, 적색은 하나의 예시로서, 본 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 백색의 빛을 방출할 수 있다면 적색, 녹색 및 청색의 조합 외에 기타 다양한 색의 조합을 이용할 수 있음은 물론이다.
상기 대향 전극(150)은 반사층을 포함하며, 반사층은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 구리(Cu), LiF/Ca, LiF/Al, MgAg 및 CaAg를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 반사율이 90% 이상일 수 있다.
본 실시예의 유기 발광 표시 장치(100)는 제1 화소 전극(131) 및 대향 전극(150)이 모두 반사층을 포함하므로, 제1 화소 전극(131) 또는 대향 전극(150) 방향으로는 광이 출사될 수 없다. 즉, 제1 화소 전극(131) 및 대향 전극(150)에 의해, 제1 중간층(132)이 배치되는 발광 영역에 광 도파로(optical waveguide)가 형성되며, 제1 중간층(132)에서 방출된 광은 제1 화소 전극(131)이 배치되어 있지 않은 발광 영역의 외곽 영역, 즉 화소 정의막(160)이 배치되어 있는 영역으로 전파(propagation)되어, 외부로 출사될 수 있다.
본 실시예의 유기 발광 표시 장치(100)는 일단(171a)이 제1 중간층(132)에 접하는 고굴절층(171)을 포함하며, 제1 화소 전극(131) 및 대향 전극(150)에 의해 형성된 광 도파로에 의해 측면으로 전파된 광은, 제1 중간층(132)에 접하는 고굴절층(171)에 입사될 수 있다.
상기 고굴절층(171)은 제1 화소 전극(131)의 단부(131a) 상에 배치될 수 있으며, 제1 중간층(132)에 포함된 유기 발광층의 굴절률과 같거나 큰 굴절률을 가질 수 있다.
상기 구성에 의해, 제1 중간층(132)과 고굴절층(171)의 경계면에서 발생될 수 있는 전반사 및 다른 영역으로의 광 전파 등에 의한 광 손실을 줄임으로써, 제1 중간층(132)으로부터 고굴절층(171)으로 입사되는 광량을 증가시킬 수 있다.
고굴절층(171)의 상부 및 하부에는 각각 화소 정의막(160) 및 절연층(120)이 배치될 수 있으며, 고굴절층(171)의 굴절률은 화소 정의막(160) 및 절연층(120)의 굴절률보다 클 수 있다.
따라서, 화소 정의막(160), 고굴절층(171) 및 절연층(120)에 의해 광 도파로가 형성될 수 있다. 즉, 화소 정의막(160)과 고굴절층(171)의 경계면 및 고굴절층(171)과 절연층(120)의 경계면에 일정한 각도(전반사 조건을 만족하는 각도) 이상으로 입사된 광은 상기 경계면들에서 반복적으로 반사될 수 있으며, 상기 반사에 의해 고굴절층(171)의 일단(171a)으로 입사된 광은 고굴절층(171)의 타단(171b)으로 전파될 수 있다.
고굴절층(171)의 타단(171b)으로부터 출사된 광은, 직접 또는 대향 전극(150)에 의해 반사되어 외부로 출사될 수 있다.
고굴절층(171)의 타단(171b)은 대향 전극(150)의 일 영역(150a)에 대향되도록 배치되며, 대향 전극(150)의 일 영역(150a)은 기판(110)에 대하여 소정의 경사각(θ)을 가질 수 있다. 상기 경사각(θ)은 40°이상 및 90°미만의 일 수 있다.
경사각(θ)이 40°미만인 경우, 대향 전극(150)의 일 영역(150a)으로부터 반사된 광이 출사되는 각도의 범위가 넓어져 유기 발광 표시 장치(100)의 정면 광 추출 효율이 낮아질 수 있으며, 90°이상인 경우 반사된 광이 고굴절층(171)의 상부로 진행되어 기판(110)을 통해 외부로 출사되는 광의 효율이 낮아질 수 있다.
본 실시예의 유기 발광 표시 장치(100)는, 화소 정의막(160)과 절연층(120) 사이에 고굴절층(171)을 배치함으로써, 제1 중간층(132)으로부터 방출된 광을 대향 전극(150)의 일 영역(150a)에 대향하는 고굴절층(171)의 타단(171b)으로 전파시킴으로써, 대향 전극(150)의 반사 면적을 줄여 외부로 출사되는 광의 각도 범위를 줄일 수 있다.
따라서, 기판(110)과 기판(110)보다 낮은 굴절률을 갖는 외부 공기와의 경계면 등에서 전반사가 발생하여 손실되는 광량을 줄임으로써, 유기 발광 표시 장치(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 1의 유기 발광 표시 장치의 광 추출 원리를 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(200)는 기판(210), 기판(210) 상에 배치된 절연층(220), 절연층(220) 상에 배치되며 반사층을 포함하는 제1 화소 전극(231), 제1 화소 전극(231)의 단부(231a)로부터 제1 화소 전극(231)의 외곽 영역으로 연장되어 배치된 화소 정의막(260), 제1 화소 전극(231) 상에 배치되며 유기 발광층을 포함하는 제1 중간층(232), 제1 중간층(232) 및 화소 정의막(260) 상에 배치되며 반사층을 포함하는 대향 전극(250)을 포함한다.
절연층(220)과 화소 정의막(260)의 사이에는, 일단(271a)은 제1 중간층(232)에 접하고 타단(271b)은 대향 전극(250)의 일 영역(250a)에 대향하며, 절연층(220) 및 화소 정의막(260)보다 큰 굴절률을 갖는 고굴절층(271), 고굴절층(271)의 상면에 접하도록 배치되며 화소 정의막(260)보다 굴절률이 작은 제1 저굴절층(272) 및 고굴절층(271)의 바닥면에 접하도록 배치되며 절연층(120)보다 굴절률이 작은 제2 저굴절층(273)이 배치될 수 있다.
고굴절층(271)은 SiNx, TiOx 또는 Al2O3를 포함할 수 있으며, 굴절률은 1.7 이상일 수 있다. 제1 저굴절층(272) 및 제2 저굴절층(273)은 SiOx 또는 아크릴계 유기물을 포함할 수 있으며, 굴절률은 1.5 이하일 수 있다.
본 실시예의 유기 발광 표시 장치(200)는 제1 화소 전극(231) 및 대향 전극(250)이 모두 반사층을 포함하므로, 제1 화소 전극(231) 또는 대향 전극(250) 방향으로는 광이 출사될 수 없다. 즉, 제1 화소 전극(231) 및 대향 전극(250)에 의해, 제1 중간층(232)이 배치되는 발광 영역에 광 도파로(optical waveguide)가 형성되며, 제1 중간층(232)에서 방출된 광은 제1 화소 전극(231)이 배치되어 있지 않은 발광 영역의 외곽 영역, 즉 화소 정의막(260)이 배치되어 있는 영역으로 전파(propagation)되어, 외부로 출사될 수 있다.
본 실시예의 유기 발광 표시 장치(200)는 일단(271a)이 제1 중간층(232)에 접하는 고굴절층(271)을 포함하며, 제1 화소 전극(231) 및 대향 전극(250)에 의해 형성된 광 도파로에 의해 측면으로 전파된 광은, 제1 중간층(232)에 접하는 고굴절층(271)에 입사될 수 있다.
상기 고굴절층(271)은 제1 화소 전극(231)의 단부(231a) 상에 배치될 수 있으며, 제1 중간층(232)에 포함된 유기 발광층의 굴절률과 같거나 큰 굴절률을 가질 수 있다.
고굴절층(271)의 상부 및 하부에는 제1 저굴절층(272) 및 제2 저굴절층(273)이 배치될 수 있다.
따라서, 제1 저굴절층(272), 고굴절층(271) 및 제2 저굴절층(273)에 의해 광 도파로가 형성될 수 있다. 즉, 제1 저굴절층(272)과 고굴절층(271)의 경계면 및 고굴절층(271)과 제2 저굴절층(273)의 경계면에 일정한 각도(전반사 조건을 만족하는 각도) 이상으로 입사된 광은 상기 경계면들에서 반복적으로 반사될 수 있으며, 상기 반사에 의해 고굴절층(271)의 일단(271a)으로 입사된 광은 고굴절층(271)의 타단(271b)으로 전파될 수 있다.
고굴절층(271)의 타단(271b)으로부터 출사된 광은, 직접 또는 대향 전극(250)에 의해 반사되어 외부로 출사될 수 있다.
도 1의 유기 발광 표시 장치(100)와 비교하며, 제1 저굴절층(272)은 화소 정의막(260)보다 굴절률이 작으며, 제2 저굴절층(273)은 절연층(220)보다 굴절률이 작으므로, 제1 저굴절층(272)과 고굴절층(271)의 경계면 및 고굴절층(271)과 제2 저굴절층(273)의 경계면에서 전반사가 일어날 수 있는 임계각의 크기가 작아질 수 있다.
따라서, 제1 저굴절층(272), 고굴절층(271) 및 제2 저굴절층(273)에 의해 형성된 광 도파로에 의해 전파되는 광량이 증가되므로 유기 발광 표시 장치(200)의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 중간층(232)의 일 영역(P1)에서 방출된 광은, 반사층을 포함하는 제1 화소 전극(231) 및 대향 전극(250)에 의해 반사되어 제1 화소 전극(231)의 측면으로 전파되며, 전파된 광은 일단(271a)이 제1 중간층(232)에 접하는 고굴절층(271)에 입사될 수 있다.
고굴절층(271)에 입사된 광은 제1 저굴절층(272)과 고굴절층(271)의 경계면 및 고굴절층(271)과 제2 저굴절층(273)의 경계면에서 반사를 반복함으로써, 고굴절층(271)의 타단(271b)까지 전파될 수 있다. 이때, 고굴절층(271)에 입사된 광의 일부는 화소 정의막(260) 또는 절연층(220) 방향으로 투과될 수 있다.
전파된 광은 고굴절층(271)의 타단(271b)으로부터 다양한 각도로 출사될 수 있다. 출사된 광의 일부는 대향 전극(250)에 의해 반사되어 기판(도 2, 210) 방향으로 진행하고, 다른 일부는 직접 기판(210) 방향으로 진행하며, 또 다른 일부는 대향 전극(250)에 의해 반사되어 화소 정의막(260) 방향으로 진행될 수 있다. 화소 정의막(260) 방향으로 진행된 광은 화소 정의막(260) 상에 배치된 대향 전극(250)에 의해 반사되어 다양한 경로로 진행할 수 있다.
결과적으로, 기판(210) 방향으로 진행하는 광의 각도의 범위(θe)는, 고굴절층(271)이 없는 경우보다 작은 값을 갖으며, 따라서, 기판(210)과 기판(210)보다 낮은 굴절률을 갖는 외부 공기와의 경계면 등에서 전반사가 발생하여 손실되는 광량을 줄임으로써, 유기 발광 표시 장치(200)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(300)는 기판(310), 기판(310) 상에 배치된 제4 절연층(320), 제4 절연층(320) 상에 배치되며 반사층을 포함하는 제1 화소 전극(331), 제1 화소 전극(331)의 단부(331a)로부터 제1 화소 전극(331)의 외곽 영역으로 연장되어 배치된 화소 정의막(360), 제1 화소 전극(331) 상에 배치되며 유기 발광층을 포함하는 제1 중간층(332), 제1 중간층(332) 및 화소 정의막(360) 상에 배치되며 반사층을 포함하는 대향 전극(350)을 포함한다.
제4 절연층(320)과 화소 정의막(360)의 사이에는, 일단(371a)은 제1 중간층(332)에 접하고 타단(371b)은 대향 전극(350)의 일 영역(350a)에 대향하며, 제4 절연층(320) 및 화소 정의막(360)보다 큰 굴절률을 갖는 고굴절층(371), 고굴절층(371)의 상면에 접하도록 배치되며 화소 정의막(360)보다 굴절률이 작은 제1 저굴절층(372)이 배치될 수 있다.
기판(310)과 제1 화소 전극(331)의 사이에는 블랙 매트릭스(311)가 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(311)은 제1 화소 전극(331)에 대응되도록 배치되며, 블랙 매트릭스(311)의 너비는 제1 화소 전극(331)의 너비와 같거나 넓을 수 있다.
외부로 광이 방출되는 않는 영역에 블랙 매트릭스(311)를 배치함으로써, 유기 발광 표시 장치(300)에 포함된 금속 등에 의해 외광이 반사되어 시인성이 저하되는 현상을 방지할 수 있다. 상기 구성에 의해, 외광 반사를 위해 사용되는 편광자(polarizer) 등을 배치할 필요가 없어, 편광자 등에 의해 광이 흡수되어 광 추출 효율이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.
기판(310) 상의 제1 화소 전극(331)에 대응되는 영역, 즉 제1 화소 전극(331)과 평면상 중첩되는 영역에는 제1 화소 전극(331)과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(TFT)가 배치될 수 있다.
본 실시예의 유기 발광 표시 장치(300)는 광이 방출되는 영역과, 광이 외부로 출사되는 영역이 분리되어 있으므로, 박막 트랜지스터 등의 반도체 소자를 광이 방출되는 영역, 즉 제1 화소 전극(331)에 대응되는 영역에 배치함으로써, 반도체 소자를 배치할 별도의 공간을 확보할 필요가 없다.
즉, 상기 구성에 의해 유기 발광 표시 장치(300)의 해상도를 높일 수 있다.
유기 기판 또는 투명한 플라스틱 기판 등으로 구성된 기판(310) 상에는 블랙 매트릭스(311) 및 블랙 매트릭스(311)를 덮는 제1 절연층(312)이 배치될 수 있다.
제1 절연층(312) 상에는 활성층(313), 게이트 전극(315), 소스 전극(317a) 및 드레인 전극(317b)을 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)가 배치될 수 있다.
활성층(313)과 게이트 전극(315) 사이에는 제2 절연층(314)이 배치되고, 게이트 전극(315)과 소스 전극(317a) 및 드레인 전극(317b) 사이에는 제3 절연층(316)이 배치될 수 있다.
제3 절연층(316) 상에는 소스 전극(317a) 및 드레인 전극(317b)을 덮는 제4 절연층(320)이 배치될 수 있다. 제4 절연층(320)은 평탄화 기능을 수행하며 유기물을 포함할 수 있다.
제4 절연층(320) 상에는 제1 화소 전극(331) 및 제1 화소 전극(331)의 단부(331a) 상에 배치된 고굴절층(371) 및 제1 저굴절층(372)이 배치되고, 제1 저굴절층(372) 상에는 화소 정의막(360)이 배치될 수 있다.
화소 정의막(360)은 제1 저굴절층(372)에 접하도록 배치된 제1 층(361) 및 제1 층(361) 상에 배치된 제2 층(362)을 포함할 수 있으며, 제1 층(361) 및 제2 층(362)의 경계에는 경사각의 변화가 불연속적인 경사각 전환점(360a)이 배치될 수 있다.
제1 중간층(332)으로부터 측면 방향으로 전파된 광의 일부는 고굴절층(371)에 입사되지만, 일부의 광은 화소 정의막(360)에 입사될 수 있으며, 화소 정의막(360)에 입사된 광의 일부는 화소 정의막(360) 상에 배치된 대향 전극(350)에 의해 반사되어 외부로 출사될 수 있다.
상기 경사각 전환점(360a)은 화소 정의막(360)으로 입사된 광이 화소 정의막(360)과 대향 전극(350)의 경계 부분을 따라 계속해서 측면으로 전파하면서 소멸되는 현상을 방지하는 역할을 수행함으로써 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 층(361) 및 제2 층(362)은 유기물을 포함할 수 있으며, 상기 유기물은 동일 물질일 수도 있고, 서로 다른 물질일 수도 있다.
예를 들면, 제1 층(361) 및 제2 층(362)은 폴리이미드(PI: polyimide)를 포함할 수 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도시 하진 않았지만, 대향 전극(350) 상에는, 봉지 수단(미도시)이 배치될 수 있다. 봉지 수단은 글라스재를 포함하는 기판, 금속 필름, 또는 유기 절연막 및 무기 절연막이 교번하여 배치된 봉지 박막 등으로 형성될 수 있다.
상기 화소 정의막(360)의 제2 층(362)은 기판(310)과 봉지 수단의 간격을 조절하는 스페이서(spacer)로 기능할 수 있다.
본 실시예의 유기 발광 표시 장치(300)는, 제4 절연층(320)과 화소 정의막(360) 사이에 배치된 고굴절층(371) 및 제1 저굴절층(372)을 포함하며, 제1 중간층(332)으로부터 고굴절층(371)에 입사된 광은, 고굴절층(371)과 제1 저굴절층(372)의 경계면 및 고굴절층(371)과 제4 절연층(320)의 경계면에서 반사를 반복함으로써, 고굴절층(371)의 타단(371b)까지 전파될 수 있으며, 고굴절층(371)의 타단(371b)으로부터 출사된 광은, 직접 또는 대향 전극(350)에 의해 반사되어 외부로 출사될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(400)는 기판(410), 기판(410) 상에 배치된 절연층(420), 절연층(420) 상에 배치되며 반사층을 포함하는 제1 화소 전극(431), 제1 화소 전극(431)의 단부(431a)로부터 제1 화소 전극(431)의 외곽 영역으로 연장되어 배치된 화소 정의막(460), 제1 화소 전극(431) 상에 배치되며 유기 발광층을 포함하는 제1 중간층(432), 제1 중간층(432) 및 화소 정의막(460) 상에 배치되며 반사층을 포함하는 대향 전극(450)을 포함한다.
절연층(420)과 화소 정의막(460)의 사이에는, 일단(471a)은 제1 중간층(432)에 접하고 타단(471b)은 대향 전극(450)의 일 영역(450a)에 대향하며, 절연층(420) 및 화소 정의막(460)보다 큰 굴절률을 갖는 고굴절층(471)이 배치된다.
절연층(420) 상의 제1 화소 전극(431)과 이격된 영역에는 제2 화소 전극(441) 및 제2 화소 전극(441) 상에 배치된 제2 중간층(442)이 배치될 수 있다.
상기 화소 정의막(460)은 제1 화소 전극(431)의 단부(431a)로부터 제2 화소 전극(441)의 단부(441a)까지 연장되며, 제1 화소 전극(431)과 제2 화소 전극(441)의 사이에 배치되며 절연층(420)을 노출하는 적어도 하나의 개구(C1)를 포함할 수 있다.
즉, 화소 정의막(460)은 상기 개구(C1)를 중심으로 제1 화소 전극(431) 방향에 배치된 제1 영역(460a) 및 제2 화소 전극(441) 방향에 배치된 제2 영역(460b)을 포함할 수 있다.
대향 전극(450)은 제1 중간층(432), 화소 정의막(460) 및 제2 중간층(442) 상에 배치되며, 화소 정의막(460)에 포함된 개구(C1)를 통해 절연층(420)에 접할 수 있다.
제1 중간층(432)에서 방출된 광은, 제1 중간층(432)에 접하도록 배치된 고굴절층(471)을 통과하여, 개구(C1)의 제1 중간층(432) 방향에 배치된 식각면 상에 배치된 대향 전극(450)의 일 영역(450a)에서 반사되어 외부로 출사될 수 있으며, 제2 중간층(442)에서 방출된 광은, 제2 중간층(442)에 접하도록 배치된 고굴절층(481)을 통과하여, 개구(C1)의 제2 중간층(442) 방향에 배치된 식각면 상에 배치된 대향 전극(450)의 일 영역(450b)에서 반사되어 외부로 출사될 수 있다.
즉, 상기 개구(C1)에 의해 제1 중간층(432)에서 방출된 광이 외부로 출사되는 영역과 제2 중간층(442)에서 방출된 광이 외부로 출사되는 영역이 서로 분리될 수 있다.
도 5에 도시된 화소 정의막(460)은 하나의 개구(C1)를 포함하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 화소 정의막(460)은 제1 화소 전극(431)과 제2 화소 전극(441) 사이에 배치된 2개 이상의 개구를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들에 관한 유기 발광 표시 장치(100, 200, 300, 400)는, 외부로 출사되는 광의 각도 범위를 감소시킴으로써 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 200, 300, 400: 유기 발광 표시 장치
110, 210, 310, 410: 기판 120, 220, 320, 420: 절연층
131, 231, 331, 431: 제1 화소 전극 132, 232, 332, 432, 442: 제1 중간층
150, 250, 350, 450: 대향 전극 160, 260, 360, 460: 화소 정의막
171, 271, 371, 471, 481: 고굴절층 272, 372, 472: 제1 저굴절층
273, 473: 제2 저굴절층 311: 블랙 매트릭스
441: 제2 화소 전극 442: 제2 중간층
110, 210, 310, 410: 기판 120, 220, 320, 420: 절연층
131, 231, 331, 431: 제1 화소 전극 132, 232, 332, 432, 442: 제1 중간층
150, 250, 350, 450: 대향 전극 160, 260, 360, 460: 화소 정의막
171, 271, 371, 471, 481: 고굴절층 272, 372, 472: 제1 저굴절층
273, 473: 제2 저굴절층 311: 블랙 매트릭스
441: 제2 화소 전극 442: 제2 중간층
Claims (17)
- 기판;
상기 기판 상에 배치된 절연층;
상기 절연층 상에 배치되며, 반사층을 포함하는 제1 화소 전극;
상기 제1 화소 전극의 단부로부터 상기 제1 화소 전극의 외곽 영역으로 연장되어 배치된 화소 정의막;
상기 제1 화소 전극 상에 배치되며, 유기 발광층을 포함하는 제1 중간층;
상기 제1 중간층 및 화소 정의막 상에 배치되며, 반사층을 포함하는 대향 전극; 및
상기 절연층과 상기 화소 정의막의 사이에 배치되고, 일단은 상기 제1 중간층에 접하고 타단은 상기 대향 전극의 일 영역에 대향하며, 상기 절연층 및 상기 화소 정의막보다 큰 굴절률을 갖는 고굴절층;을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 고굴절층은 상기 화소 전극의 단부 상에 배치된 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 고굴절층의 굴절률은 상기 유기 발광층의 굴절률과 같거나 큰 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 고굴절층의 상면에 접하도록 배치되며, 상기 화소 정의막보다 굴절률이 작은 제1 저굴절층을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제4 항에 있어서,
상기 고굴절층의 바닥면에 접하도록 배치되며, 상기 절연층보다 굴절률이 작은 제2 저굴절층을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 고굴절층의 타단에 대향하는 상기 대향 전극의 일 영역은 상기 기판에 대하여 소정의 경사각을 갖도록 기울어진 유기 발광 표시 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 경사각은 40도 이상 90도 미만인 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 고굴절층은 SiNx, TiOx 또는 Al2O3를 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제5 항에 있어서,
상기 제1 저굴절층 및 상기 제2 저굴절층은 SiOx 또는 아크릴계 유기물을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 기판과 상기 제1 화소 전극 사이에 배치된 블랙 매트릭스를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스의 너비는 상기 제1 화소 전극의 너비와 같거나 넓은 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 기판 상에 배치되며 상기 제1 화소 전극과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 더 포함하며, 상기 박막 트랜지스터는 상기 화소 전극과 평면상 서로 중첩되는 영역에 배치된 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 화소 전극 및 상기 대향 전극의 반사율은 90 % 이상인 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 화소 정의막은, 상기 고굴절층 상에 배치된 제1 층 및 상기 제1 층 상에 배치된 제2 층을 포함하며, 상기 제1 층 및 상기 제2 층의 경계에 배치되며 경사각의 변화가 불연속적인 경사각 전환점을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 절연층 상에, 상기 제1 화소 전극과 이격되도록 배치된 제2 화소 전극, 상기 제2 화소 전극 상에 배치된 제2 중간층을 더 포함하며,
상기 화소 정의막은 상기 제1 화소 전극의 단부로부터 상기 제2 화소 전극의 단부까지 연장되며, 상기 제1 화소 전극과 상기 제2 화소 전극의 사이에 배치되며 상기 절연층을 노출하는 적어도 하나의 개구를 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제15 항에 있어서,
상기 대향 전극은 상기 화소 정의막으로부터 상기 제2 중간층의 상부까지 연장되도록 배치되며, 상기 개구를 통해 상기 절연층과 접하는 유기 발광 표시 장치. - 제15 항에 있어서,
상기 대향 전극의 상기 고굴절층의 타면에 대향하는 일 영역은, 상기 개구의 식각면 상에 배치되는 유기 발광 표시 장치.
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