KR102147087B1 - 투명 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치가 제공된다. 투명 유기 발광 표시 장치는 투명 기판을 포함하며, 투명 기판은 표시 영역 및 표시 영역 외곽에 위치한 조명 영역을 포함한다. 제1 애노드는 투명 기판의 표시 영역에 배치된다. 제2 애노드는 투명 기판의 조명 영역에 배치된다. 제1 애노드와 제2 애노드 상에 유기 발광층이 배치되고, 유기 발광층 상에는 캐소드가 배치된다. 제2 애노드는 패드부와 직접 연결되며 패드부를 통해 제1 애노드와는 상이한 전원을 공급받는다. 제2 애노드, 유기 발광층 및 캐소드를 포함하는 유기 발광 소자로부터 발광된 빛을 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경에 빛을 비춤으로써, 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경과 직접 보이는 배경 사이의 이질감을 감소시킬 수 있다.

Description

투명 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법{TRANSPARENT ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 투명 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경과 주위 배경 간의 이질감을 감소시킬 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

유기 발광 표시 장치(OLED)는 자체 발광형 표시 장치로서, 액정 표시 장치(LCD)와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 저전압 구동에 따라 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 응답 속도, 시야각 및 대비비(contrast ratio)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.

이러한 유기 발광 표시 장치를 투명 표시 장치인 투명 유기 발광 표시 장치로 제조하려는 시도가 있다. 투명 유기 발광 표시 장치의 화소 영역은 유기 발광 소자가 발광하여 화상을 표시하는 영역인 발광 영역 및 외광을 투과시키는 영역인 투과 영역으로 분리되며, 투명 유기 발광 표시 장치에서의 투과도는 투과 영역을 통해 확보된다.

[관련기술문헌]

1. 투명표시장치 및 그 구동방법 (한국특허출원번호 제10-2010-0117340호)

유기 발광 표시 장치 중에서 고정된(stationary) 유기 발광 표시 장치를 투명하게 구성하려는 시도가 있다. 고정된 유기 발광 표시 장치는, 예를 들어, 투명 텔레비전, 투명 모니터 등과 같이 일반적으로 고정된 위치에서 사용되는 유기 발광 표시 장치를 의미한다. 고정된 유기 발광 표시 장치를 투명 유기 발광 표시 장치로 구현하면, 유기 발광 표시 장치가 오프(off) 상태일 때, 사용자가 고정된 유기 발광 표시 장치 뒤의 배경과 고정된 유기 발광 표시 장치를 통하지 않고 직접 보이는 배경 사이의 이질감이 없어져, 인테리어적 심미감이 높아진다. 이하에서는 고정된 유기 발광 표시 장치가 투명 유기 발광 표시 장치로 구현되는 경우를 상정하여 설명한다.

한편, 투명 유기 발광 표시 장치에서도 일반적인 유기 발광 표시 장치와 마찬가지로 투명 유기 발광 표시 장치 내부 엘리먼트에 의한 외광 반사를 억제하기 위해 편광판이 사용된다. 편광판은 50% 이하의 투과도를 가지므로, 투명 유기 발광 표시 장치의 투과도가 50% 이상으로 확보되기 쉽지 않다. 따라서, 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경과 직접 보이는 배경이 상이하여 이질감을 줄 수 있다.

투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경과, 직접 보이는 배경 사이에 이질감이 발생하게 되면, 인테리어 측면에서 투명 유기 발광 표시 장치의 심미감이 낮아지게 된다. 따라서, 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경과 투명 유기 발광 표시 장치를 통하지 않고 직접 보이는 배경 사이의 이질감을 줄이기 위해, 투명 유기 발광 표시 장치의 투과도를 높여야 한다.

투명 유기 발광 표시 장치의 투과도를 높이기 위해 투과도가 낮은 편광판이 제거될 수도 있으나, 편광판을 사용하지 않는 투명 유기 발광 표시 장치의 전면으로 입사되는 외광의 반사율이 높아지는 문제가 있다. 투명 유기 발광 표시 장치의 투과도를 높이기 위한 다른 방안으로, 투과 영역/발광 영역으로 구성된 화소에서 투과 영역의 면적을 늘리는 방안이 있다. 그러나, 투과 영역의 면적이 늘어나면, 상대적으로 발광부의 면적이 좁아지게 되어 투명 유기 발광 표시 장치의 전체 휘도가 낮아지거나, 고해상도의 투명 유기 발광 표시 장치를 구현하기 어려운 문제가 있다.

투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경에 빛을 비춰 투명 유기 발광 표시 장치의 후면으로 입사되는 빛의 양을 증가시킴으로써, 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경과 직접 보이는 배경 사이의 이질감을 감소시키는 방안도 있다. 그러나, 본 발명의 발명자들은 배경에 빛을 비추기 위한 별도의 조명이 유기 발광 표시 장치의 장점인 얇은 두께를 구현하는데 방해가 된다는 점을 인식하였다. 예를 들어, 발광 다이오드(Light Emitting Diode)와 같은 별도의 조명은 투명 유기 발광 표시 장치와 일체로 형성되기 어려우며, 투명 유기 발광 표시 장치의 제작에 있어서 공정의 추가 및 비용 상승의 원인이 된다. 이에, 본 발명의 발명자들은 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 시인되는 배경에 빛을 비추는 조명을 유기 발광 소자로 형성함으로써, 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경과 직접 보이는 배경 사이의 이질감이 감소시키는 새로운 투명 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 발명하였다.

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경에 빛을 비춤으로써, 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경과 직접 보이는 배경 사이의 이질감을 감소시키는 동시에, 투명 기판 외에 형성되는 별도의 외부 조명 없이 구성된 투명 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 유기 발광 소자로 구성된 조명이 박막 트랜지스터와 연결되지 않고 패드부에 직접 연결되어, 조명이 구동되더라도, 투명 유기 발광 표시 장치의 표시 영역이 구동하지 않아 소비 전력을 절감할 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 별도의 조명을 포함하는 투명 유기 발광 표시 장치와 비교하여 보다 평면으로 구현된 투명 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 새로운 투명 유기 발광 표시 장치가 제공된다. 투명 기판이 제공되며, 투명 기판은 표시 영역 및 표시 영역 외곽에 위치한 조명 영역을 포함한다. 제1 애노드는 투명 기판의 표시 영역에 형성된다. 제2 애노드는 투명 기판의 조명 영역에 형성된다. 제1 애노드와 제2 애노드 상에 유기 발광층이 형성되고, 유기 발광층 상에는 캐소드가 형성된다. 제2 애노드는 패드부와 직접 연결되며 패드부를 통해 제1 애노드와는 상이한 별도의 전원을 공급받는다. 따라서, 제2 애노드, 유기 발광층 및 캐소드를 포함하는 유기 발광 소자로부터 발광된 빛을 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경에 빛을 비춤으로써, 투명 유기 발광 표시 장치를 통해 보이는 배경과 직접 보이는 배경 사이의 이질감을 감소시킬 수 있다.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 새로운 투명 유기 발광 표시 장치가 제공된다. 투명 유기 발광 표시 장치는 제1 애노드 및 제1 유기 발광층이 형성된 제1 발광 영역, 제2 애노드 및 제2 유기 발광층이 형성된 제2 발광 영역 및 투과 영역을 포함한다. 제1 유기 발광층 및 제2 유기 발광층 상에 캐소드가 형성된다. 제1 애노드는 박막 트랜지스터를 통해 전압을 인가 받는다. 제2 애노드는 패드부로부터 직접 전압을 인가 받는다. 즉, 제2 발광 영역에 형성된 조명이 박막 트랜지스터와 연결되지 않고 패드부에 직접 연결되어, 조명이 구동 되더라도, 투명 유기 발광 표시 장치의 표시 영역이 구동하지 않아 전력을 절감할 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 새로운 투명 유기 발광 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 먼저, 투명 기판 상의 표시 영역에 박막 트랜지스터가 형성된다. 박막 트랜지스터와 연결되는 제1 애노드가 오버 코팅층 상에 형성된다. 투명 기판 상의 표시 영역을 둘러싸는 조명 영역에는 제2 애노드가 형성된다. 제1 애노드와 제2 애노드는 동시에 형성될 수 있다. 제1 애노드 및 제2 애노드 상에 유기 발광층, 유기 발광층 상에 캐소드가 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 새로운 투명 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 의해, 표시 영역의 유기 발광 소자와 조명 영역의 유기 발광 소자가 하나의 투명 기판 상에서 동시에 형성될 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1a의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 조명 영역의 유기 발광 소자가 동작하는 경우와 동작하지 않는 경우를 비교하기 위한 개략도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 투명 기판의 영역을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 1c는 도 1b의 Ic-Ic'에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 캐소드의 두께를 조절하여 형성된 반사층를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 상부 기판에 형성된 반사층를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 투명 도광판의 배치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 조명을 위한 유기 발광 소자가 표시 영역 내부에 형성되는 실시예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 IIb-IIb'에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 구성요소들을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위(on)" 또는 “상에” 로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 “바로 위(directly on)” 로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 형성되는 것을 의미한다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 명세서에서 투명 유기 발광 표시 장치는 적어도 유기 발광 표시 장치를 통해 뒤의 사물을 사용자가 인식할 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치를 의미한다. 예를 들어, 투명 유기 발광 표시 장치는 투명 유기 발광 표시 장치의 투과도가 적어도 20% 이상인 표시 장치를 의미한다. 본 명세서에서 투명 유기 발광 표시 장치의 투과도란 투명 유기 발광 표시 장치의 투과 영역으로 광이 입사되어 투명 유기 발광 표시 장치의 각 층의 계면에서 반사된 광을 제외하고 투명 유기 발광 표시 장치를 투과한 광량을 전체 입사된 광량으로 나눈 값을 의미한다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1a의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 조명 영역의 유기 발광 소자가 동작하는 경우와 동작하지 않는 경우를 비교하기 위한 개략도이다.

도 1a의 (a) 및 (b)를 참조하면, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)가 벽과 인접하게 배치되어 도시된다. 투명 유기 발광 표시 장치(100A)는 고정된 투명 유기 발광 표시 장치이다. 고정된 투명 유기 발광 표시 장치는, 예를 들어, 투명 텔레비전, 투명 모니터 등일 수 있다. 이하에서 설명되는 투명 유기 발광 표시 장치(100A)는 고정된 투명 유기 발광 표시 장치인 것으로 상정하여 설명된다. 도 1a의 (a) 및 (b)에서는 투명 유기 발광 표시 장치(100A)를 통해 보이는 배경과 직접 보이는 배경을 비교하기 위해 벽에는 특정 무늬를 갖는 벽지를 도시하였다.

투명 유기 발광 표시 장치(100A)는 표시 영역(DA; display area) 및 조명 영역(IA; illumination area)을 포함한다. 표시 영역(DA)은 유기 발광 소자를 통해 영상 등이 표시되는 영역이며, 조명 영역(IA)은 표시 영역(DA)의 외곽에 배치되어, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 후면으로부터 발광하기 위한 유기 발광 소자가 형성된 영역이다.

도 1a의 (a)는 투명 유기 발광 표시 장치(100A)에서 조명 영역(IA)에 형성된 유기 발광 소자가 발광하지 않는 상태를 도시한 것이다. 도 1a의 (a)를 참조하면, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)를 통해 투명 유기 발광 표시 장치(100A) 뒤편의 벽지가 보여진다. 그러나, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 투과도가 낮으므로, 투명 유기 발광 표시 장치(100A) 뒤편의 벽지는 직접 보이는 벽지와는 상이하게 보여진다. 즉, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)를 통해 보여지는 벽지는 직접 보이는 벽지 보다 어둡게 보여진다.

도 1a의 (b)는 투명 유기 발광 표시 장치(100A)에서 조명 영역(IA)에 형성된 유기 발광 소자가 발광하는 상태를 도시한 것이다. 도 1a의 (b)를 참조하면, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)는 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 조명 영역(IA)에 형성된 유기 발광 소자로부터 벽의 방향으로 빛이 발광된다. 빛의 방향은 화살표로 도시된다. 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 조명 영역(IA)에서 발광된 빛은 인접한 벽면에서 반사되어 투명 유기 발광 표시 장치(100A)를 투과한다. 조명 영역(IA)에서 발광된 빛에 의해 투명 유기 발광 표시 장치(100A)를 투과한 빛의 양은 직접 보이는 벽지로부터의 빛의 양과 유사해진다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100A)에서는 투명 유기 발광 표시 장치(100A)를 통해 보여지는 벽지와 직접 보이는 벽지와의 이질감이 저감된다.

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 투명 기판 상에서의 표시 영역, 조명 영역 및 패드 영역을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 1c는 도 1b의 Ic-Ic'에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.

도 1b 및 도 1c를 참조하면, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)는 투명 기판(110)을 포함한다. 투명 기판(110)은 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 여러 엘리먼트들을 지지하기 위한 기판이며, 투명성을 갖는 재료로 형성된다. 투명 기판(110)은 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA) 외곽에 위치한 조명 영역(IA), 조명 영역(IA)의 적어도 일 측에 위치한 패드 영역(PA; pad area)을 포함한다. 표시 영역(DA)에는 발광 영역(EA; emission area) 및 투과 영역(TA; transmissive area)을 갖는 복수의 화소(PXL; pixel)가 형성되고, 표시 영역(DA)은 영상이 표시되는 영역이다. 패드 영역(PA)에는 표시 영역(DA) 및 조명 영역(IA)의 구성요소들과 외부의 구성요소들을 전기적으로 연결하기 위한 패드부가 형성된다.

조명 영역(IA)은 영상을 표시하지 않으며, 조명 영역(IA)은 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 후면, 즉 표시 영역(DA)이 영상을 표시하는 방향과 반대 방향으로 빛이 발광되는 영역이다. 조명 영역(IA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 형성된다. 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 일 면에서 조명 영역(IA)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA) 사이에 형성된다.

발광 영역(EA)은 영상을 구현하기 위한 빛이 발광되는 영역이고, 투과 영역(TA)은 투명 기판(110)의 하면으로부터의 외광을 투과시키는 영역이다. 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 표시 영역(DA)이 구동되지 않는 경우, 사용자는 투과 영역(TA)을 통해 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 후면의 배경을 볼 수 있다. 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 표시 영역(DA)이 구동되는 경우, 발광 영역(EA)으로부터의 영상이 사용자에게 보여진다. 투명 유기 발광 표시 장치(100A)가 구동되는 동안, 투과 영역(TA)으로 외부의 빛이 투과되는 경우, 명암비가 낮아질 수 있으므로, 투과하는 빛을 최소화하도록 투명 기판(110) 하에 차광 수단이 구비될 수 있다.

도 1c를 참조하면, 발광 영역(EA)에는 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자(OLED1)가 형성된다. 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자(OLED1)란 유기 발광 소자에서 발광된 빛이 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(T)가 형성된 기판의 상면 방향으로 방출되는 유기 발광 소자를 의미한다.

투명 기판(110) 상에는 버퍼층(131)이 형성된다. 버퍼층(131) 상에 액티브층(121)이 형성되고, 게이트 절연층(132)이 형성되고, 게이트 절연층(132) 상에 게이트 전극(122)이 형성되고, 층간 절연층(133)이 형성되며, 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)이 게이트 절연층(132)과 층간 절연층(133)의 컨택홀을 통해 액티브층(121)과 전기적으로 연결된다.

박막 트랜지스터(T)는 액티브층(121), 게이트 전극(122), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 포함하는 코플래너 구조의 박막 트랜지스터이다. 코플래너 구조의 박막 트랜지스터(T)는 소스 전극(123), 드레인 전극(124) 및 게이트 전극(122)이 액티브층(121)을 기준으로 상부에 위치하는 구조의 박막 트랜지스터이다. 본 명세서에서는 박막 트랜지스터(T)가 코플래너 구조인 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 다양한 구조의 박막 트랜지스터(T)가 사용될 수 있다.

또한, 도 1c에서는 박막 트랜지스터(T)가 N-type 박막 트랜지스터인 경우를 가정하여, 제1 애노드(141a)가 소스 전극(123)과 연결되는 것으로 설명하였으나, 박막 트랜지스터(T)가 P-type 박막 트랜지스터인 경우에는 제1 애노드(141a)가 드레인 전극(124)에 연결될 수도 있다. 박막 트랜지스터(T) 상에는 박막 트랜지스터(T) 상부를 평탄화하기 위한 오버 코팅층(134)이 형성된다.

도 1c를 참조하면, 오버 코팅층(134)의 컨택홀을 통해 소스 전극(123)과 접하는 제1 애노드(141a)가 형성되고, 제1 애노드(141a) 상에 제1 유기 발광층(143a)이 형성되고, 제1 유기 발광층(143a) 상에 캐소드(144)가 형성된다. 제1 유기 발광층(143a) 아래에서 오버 코팅층(134)과 제1 애노드(141a) 사이에 제1 반사층(142)이 개재되며, 제1 애노드(141a)의 측면에는 뱅크(135a)가 형성된다.

제1 애노드(141a)는 표시 영역(DA)의 발광 영역(EA)에 형성된다. 제1 애노드(141a)는 박막 트랜지스터(T)와 전기적으로 연결되고, 박막 트랜지스터(T)로부터 전압을 인가 받는다. 즉, 발광 영역(EA)에 형성된 제1 애노드(141a)를 포함하는 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자(OLED1)는 박막 트랜지스터(T)에 의해 구동된다.

제1 유기 발광층(143a)은 백색 유기 발광 물질로 형성된다. 백색 유기 발광 물질은 복수의 색을 발광하기 위한 유기 발광 물질이 복수의 층으로 적층된 물질일 수 있다.

투과 영역(TA)에는 제1 애노드(141a) 및 제1 유기 발광층(143a)이 형성되지 않고, 뱅크(135a)와 뱅크(135b) 사이가 개구되어 트랜치(trench) 구조를 형성한다. 도 1c에서는 투과 영역(TA)이 조명 영역(IA)과 인접하게 도시되었으나, 이에 제한되지 않고 발광 영역(EA)이 조명 영역(IA)과 인접하게 형성될 수 있다.

도 1c를 참조하면, 조명 영역(IA)에는 바텀 에미션 방식의 유기 발광 소자(OLED2)가 형성된다. 바텀 에미션 방식의 유기 발광 소자(OLED2)는 유기 발광층에서 발광된 빛이 표시 영역(DA)의 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(T)가 형성된 기판의 하면 방향으로 방출되는 유기 발광 표시 소자를 의미한다.

조명 영역(IA)에는 제2 애노드(141b)가 오버 코팅층(134) 상에 형성되고, 제2 애노드(141b) 상에 제2 유기 발광층(143b)이 형성되고, 제2 유기 발광층(143b) 상에 캐소드(144)가 형성된다. 제2 애노드(141b)의 측면에는 뱅크(135c)가 형성된다. 캐소드(144) 상에는 제2 반사층(145)이 형성된다. 제2 반사층(145)은 조명 영역(IA)의 제2 유기 발광층(143b)으로부터 발광된 빛을 반사시켜 투명 기판(110)의 하면 방향으로 빛이 방출되도록 한다. 제2 반사층(145)은 캐소드(144) 상에서 반사도가 높은 물질로 형성되며, 조명 영역(IA)에만 형성된다.

제2 애노드(141b)는 조명 영역(IA)으로부터 패드 영역(PA)으로 연장된다. 제2 애노드(141b)는 패드 영역(PA)에서 연결부(147)를 통해 패드부(148)와 직접 전기적으로 연결된다. 제2 애노드(141b)가 패드부(148)와 직접 연결됨으로써, 제2 애노드(141b)는 패드부(148)를 통해 전원부로부터 직접 전원을 인가 받는다. 즉, 제2 애노드(141b)는 제1 애노드(141a)와 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(T)를 통해 전원을 인가 받지 않고, 별도의 전원에 의해 독립적으로 구동된다.

도 1c를 참조하면, 표시 영역(DA)의 제1 애노드(141a)와 조명 영역(IA)의 제2 애노드(141b)는 투과 영역(TA)을 사이에 두고 이격된다. 제1 애노드(141a)와 접한 제1 유기 발광층(143a)으로부터의 빛은 투명 기판(110)의 하면 방향과 반대 방향으로 방출된다. 제2 애노드(141b)와 접한 제2 유기 발광층(143b)으로부터의 빛은 투명 기판(110)의 하면 방향으로 방출된다. 제1 애노드(141a) 및 제2 애노드(141b) 각각에 인가되는 전원이 서로 상이하므로, 표시 영역(DA)에 전원이 인가되지 않는 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 표시 영역(DA)이 구동되지 않는 상태, 즉 오프(off) 상태일 때에도 조명 영역(IA)의 제2 유기 발광층(143b)에서는 빛이 발광될 수 있다. 투명 유기 발광 표시 장치(100A)를 투과한 빛의 양은 조명 영역(IA)에서 발광된 빛에 의해 직접 보이는 배경으로부터의 빛의 양과 유사해진다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100A)에서는 투명 유기 발광 표시 장치(100A)를 통해 보여지는 배경과 직접 보이는 배경과의 이질감이 감소된다. 또한, 도 1c에서와 같이 투명 유기 발광 표시 장치(100A) 후면의 배경을 비추는 조명 기능의 바텀 에미션 방식의 유기 발광 소자(OLED2)가 투명 유기 발광 표시 장치(100A) 내부에 형성되므로, 일체화된 조명을 가지는 평면의 투명 유기 발광 표시 장치(100A)가 구현될 수 있다.

도 1c에서는, 표시 영역(DA)에 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자(OLED1), 조명 영역(IA)에 바텀 에미션 방식의 유기 발광 소자(OLED2)가 도시되나, 반대로 표시 영역(DA)에 바텀 에미션 방식의 유기 발광 소자(OLED2), 조명 영역(IA)에 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자(OLED1)가 사용될 수도 있다.

도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 캐소드의 두께를 조절하여 형성된 반사층를 설명하기 위한 단면도이다. 도 1d에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100B)는 제2 유기 발광층(143b)으로부터의 빛이 도 1c에서 설명한 제2 반사층(145)과는 상이한 구성에 의해 반사된다는 것만이 상이할 뿐, 다른 구성은 실질적으로 동일하다.

도 1d를 참조하면, 조명 영역(IA)에 형성된 캐소드(144')는 표시 영역(DA)에 형성된 캐소드(144) 보다 더 두껍게 형성되며, 제2 유기 발광층(143b)의 조명을 반사할 수 있는 두께로 형성된다. 조명 영역(IA)에 형성된 캐소드(144')의 두께는 30nm 이상 200nm 이하의 두께로 형성될 수 있다. 캐소드(144')의 두께가 30nm 이하인 경우에는, 제2 유기 발광층(143b)으로부터의 빛이 충분히 반사되지 않아 조명으로 기능을 하지 못할 수 있다. 캐소드(144')의 두께가 200nm 이상인 경우에는 캐소드(144')의 형성 시간이 너무 길어 생산성이 떨어질 수 있다. 도 1d에서의 조명 영역(IA)에 형성된 캐소드(144')를 포함하는 투명 유기 발광 표시 장치(100B)는 제2 유기 발광층(143b)으로부터의 빛을 반사시키기 위한 별도의 층 없이 캐소드(144')의 두께를 조절하는 것만으로 구현될 수 있다.

도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 대향하는 기판에 형성된 반사층를 설명하기 위한 단면도이다. 도 1e에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100C)는 제2 유기 발광층(143b)으로부터의 빛이 도 1c에서 설명한 제2 반사층(145)과는 상이한 구성에 의해 반사된다는 것만이 상이할 뿐, 다른 구성은 실질적으로 동일하다.

도 1e를 참조하면, 투명 기판(110)에 대향하도록 상부 기판(150)이 배치된다. 투명 기판(110)의 조명 영역(IA)에 대응되는 상부 기판(150) 상에는 제2 반사층(155)이 형성된다. 상부 기판(150) 상에 형성된 제2 반사층(155)은 제2 유기 발광층(143b)으로부터의 빛을 반사시키도록 배치된다. 제2 유기 발광층(143b)으로부터의 빛은 복수의 방향으로 발광된다. 상부 기판(150) 상에 형성된 제2 반사층(155)은 제2 유기 발광층(143b)과는 이격되어 형성되므로, 제2 유기 발광층(143b)으로부터의 복수의 방향으로 발광된 빛 중 최대한 많은 빛을 반사시키기 위해 제2 유기 발광층(143b)의 면적 보다 더 넓게 형성된다.

상부 기판(150) 상에 형성된 제2 반사층(155)은 투명 기판(110)과 상이한 상부 기판(150)에 별도로 형성된 후, 유기 발광 소자를 포함하는 다양한 구성요소들이 형성된 투명 기판(110)과 정렬되어 합착된다.

도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 투명 도광판(160)의 배치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 1c에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100A)에 투명 도광판(160)이 추가된다는 것만이 상이할 뿐, 다른 구성은 실질적으로 동일하다.

투명 도광판(160)은 투명 기판(110)의 하부에 형성된다. 투명 도광판(160)은 제2 유기 발광층(143b)으로부터의 빛을 확산하기 위한 구성이다. 투명 유기 발광 표시 장치(100D)가 대면적으로 구현되는 경우, 투명 유기 발광 표시 장치(100D) 후면의 배경에 빛이 균일하게 비춰지지 못할 수 있다. 즉, 투명 유기 발광 표시 장치(100D) 후면의 배경 중 조명 영역(IA)과 먼 배경에는 조명 영역(IA)과 가까운 배경 보다 더 적은 빛이 비춰질 수 있다. 투명 도광판(160)은 제2 유기 발광층(143b)으로부터의 빛을 확산시켜 조명과 가까운 배경과 먼 배경 모두에 균일한 빛이 도달하도록 한다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 조명을 위한 유기 발광 소자가 표시 영역 내부에 형성되는 실시예를 설명하기 위한 평면도이다. 도 2b는 도 2a의 IIb-IIb'에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 단면도이다. 도 2b의 투명 유기 발광 표시 장치(200)의 표시 영역(DA)에 형성된 구성요소들은 도 1b의 투명 유기 발광 표시 장치(100B)의 표시 영역(DA)에 형성된 구성요소들과 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.

도 2a를 참조하면, 투명 유기 발광 표시 장치(200)는 투명 기판(210)을 포함한다. 투명 기판(210)은 표시 영역(DA), 조명 영역(IA) 및 패드 영역(PA)을 포함한다. 도 2a에서의 조명 영역(IA)은 표시 영역(DA) 외곽에 위치하는 외부 조명 영역(OIA)과 외부 조명 영역(OIA)으로부터 표시 영역(DA) 방향으로 연장된 내부 조명 영역(IIA)을 포함한다. 내부 조명 영역(IIA)은 표시 영역(DA)을 가로지르도록 형성되므로, 투명 유기 발광 표시 장치(200) 후면의 배경에 빛이 보다 균일하게 비춰질 수 있다. 따라서, 별도의 외부 조명이 없어도, 투명 유기 발광 표시 장치(200)를 통해 보이는 배경과 직접 보이는 배경 사이의 이질감을 감소시킬 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치(200)가 구현될 수 있다.

도 2a 및 도 2b의 내부 조명 영역(IIA)에 제2 애노드(241b)가 형성된다. 내부 조명 영역(IIA)에 형성된 제2 애노드(241b)는 도 2a에 도시된 외부 조명 영역(OIA)에 형성된 제2 애노드로부터 연장된다. 제2 애노드(241b)는 오버 코팅층(234) 상에 형성되고, 제2 애노드(241b) 상에 제2 유기 발광층(243b)이 형성되고, 제2 유기 발광층(243b) 상에 캐소드(244)가 형성된다. 제2 애노드(241b)의 측면에는 뱅크(235c)가 형성된다. 캐소드(244) 상에는 제2 반사층(245)이 형성된다. 제2 반사층(245)은 조명 영역(IA)의 제2 유기 발광층(243b)으로부터 발광된 빛을 반사시켜 투명 기판(210)의 방향으로 빛이 방출되도록 한다.

표시 영역(DA)의 제1 애노드(241a)와 조명 영역(IA)의 제2 애노드(241b)는 이격되어 형성된다. 도 2b의 제2 애노드(241b)는 내부 조명 영역(IIA)에서 외부 조명 영역(OIA)과 패드 영역(PA)까지 연장되므로, 제2 애노드(241b)는 패드부와 직접 연결된다. 즉, 도 2b의 제2 애노드(241b)는 패드부를 통해 전원부로부터 직접 전원을 인가 받는다. 따라서, 제2 애노드(241b)는 제1 애노드(241a)와 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(T)를 통해 전원을 인가 받지 않고, 별도의 전원에 의해 독립적으로 구동된다.

표시 영역(DA)에 전원이 인가되지 않아 투명 유기 발광 표시 장치(200)의 표시 영역(DA)가 구동되지 않는 오프 상태인 경우라도, 내부 조명 영역(IIA)의 제2 유기 발광층(243b)에서는 빛이 발광되며, 투명 유기 발광 표시 장치(200) 후면의 배경이 균일하게 비춰진다. 따라서, 투명 유기 발광 표시 장치(200)를 통해서 보이는 배경과 직접 보이는 배경 사이의 이질감이 감소한다.

제2 애노드(241b)가 형성되는 내부 조명 영역(IIA)은 표시 영역(DA)의 박막 트랜지스터(T)와 연결되는 복수의 배선들이 형성된 영역과 중첩될 수 있다. 도 2b를 참조하면, 제2 애노드(241b)와 투명 기판(210) 사이에 배선(246a, 246b)이 배치된다. 배선(246b)은 표시 영역(DA)의 박막 트랜지스터(T)의 구성요소 중 게이트 전극(222)과 동일한 물질로 형성된 배선(246b)이며, 배선(246a)은 소스 전극(223) 또는 드레인 전극(224)과 동일한 물질로 형성된 배선(246a)이다. 제2 애노드(241b)가 형성되는 조명 영역(IA)과 배선이 형성되는 영역이 중첩되므로, 투명 유기 발광 표시 장치(200)의 공간이 보다 효율적으로 이용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 구성요소들을 설명하기 위한 블록도이다. 투명 유기 발광 표시 장치(300)는 시스템 제어부(310), 투명 패널(320), 타이밍 컨트롤러(330), 스캔 구동부(340), 데이터 구동부(350), 어레이 전원부(360), 조명 제어부(370), 조명 전원부(380) 및 조도 센서(390)를 포함한다.

시스템 제어부(310)는 타이밍 컨트롤러(330)에 영상을 제공하고, 조도 센서(390)로부터 외부 조도를 수신하고, 조명 제어부(370)에 외부 조도 및 투명 패널(320)의 표시 영역(DA)이 구동되는지 여부에 대한 정보를 제공한다.

투명 패널(320)은 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)을 둘러싸는 조명 영역(IA)을 포함한다. 표시 영역(DA)에는 데이터 구동부(350) 및 스캔 구동부(340)와 전기적으로 연결된 복수의 박막 트랜지스터(TFT)와 박막 트랜지스터(TFT)의 동작에 의해 구동되는 복수의 화소가 형성된다. 조명 영역(IA)에는 직접 패드부와 연결된 애노드가 조명 영역(IA)에 형성되며, 애노드 상에 백색 유기 발광층이 형성되고, 백색 유기 발광층 상에 캐소드가 형성된다.

타이밍 컨트롤러(330)는 영상에 기초하여 스캔 제어 신호를 생성하여 스캔 구동부(340)를 제어하고, 데이터 신호를 생성하여 데이터 구동부(350)를 제어한다. 데이터 구동부(350)는 타이밍 컨트롤러(330)로부터 데이터 신호를 입력 받는다. 데이터 구동부(350)는 데이터 신호를 상응하는 감마 전압을 통해 변환하며, 유기 발광 소자의 애노드와 캐소드에 흐르는 전류의 양을 결정하여 해당 픽셀의 발광 정도를 제어한다. 스캔 구동부(340)는 스캔 라인을 구동하여 각 주사 선에 대응되는 화소에 데이터 신호가 입력될 수 있도록 동작한다.

어레이 전원부(360)는 데이터 구동부(350)와 스캔 구동부(340) 및 투명 패널(320)의 애노드와 캐소드에 필요한 다양한 전압을 공급한다. 어레이 전원부(360)는 ELVDD, ELVSS, VDD, VSS 등을 공급한다. 투명 패널(320)은 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 및 복수의 화소들을 포함한다.

조명 제어부(370)는 조명 전원부(380)를 통해 투명 패널(320)의 조명 영역(IA)에 형성된 유기 발광 소자의 구동을 제어한다. 조명 제어부(370)는 조명 영역(IA)에 형성된 애노드에 인가되는 전원의 인가 여부를 결정한다. 조명 제어부(370)는 시스템 제어부(310)로부터 투명 패널(320)의 표시 영역(DA)이 오프 상태인지에 대한 상태 정보를 수신한다. 조명 제어부(370)는 투명 패널(320)의 표시 영역(DA)이 구동되지 않는 경우에만 조명 영역(IA)의 유기 발광 소자를 동작시키도록 구성된다. 즉, 조명 제어부(370)는 투명 패널(320)의 표시 영역(DA)에 전원이 인가되지 않는 경우에 조명 전원부(380)를 통해 투명 패널(320)의 조명 영역(IA)에 전원을 공급한다.

투명 유기 발광 표시 장치(300)는 외부 조도를 측정하기 위한 조도 센서(390)를 포함한다. 조도 센서(390)는 투명 유기 발광 표시 장치(300)의 전면에 배치되어 투명 유기 발광 표시 장치(300) 외부의 조도를 측정하여 측정된 외부 조도를 시스템 제어부(310)로 전송한다. 시스템 제어부(310)는 투명 패널(320)의 표시 영역(DA)이 오프 상태인지에 대한 상태 정보와 함께 외부 조도를 조명 제어부(370)로 전송한다.

조명 제어부(370)는 투명 유기 발광 표시 장치(300) 외부에 조도에 따라 조명 영역(IA)에서 발광되는 빛의 휘도를 변동시킬 수 있다. 조명 제어부(370)는 조명 영역(IA)에서 발광되는 빛의 휘도를 변동시키기 위해, 조명 영역(IA)에 형성된 애노드에 공급될 전원을 결정한다. 조명 영역(IA)에 형성된 애노드에 공급될 전원의 전류를 산출하기 위해 아래와 같은 식 1이 이용될 수 있다.

[식 1]

여기서, 유기 발광 소자의 휘도는 효율(cd/A)과 전류(A)에 비례하고, 면적(m²)에 반비례한다. 효율은 유기 발광층의 특성에 따르며 고정 상수로 표현된다. 조명 영역(IA)에서 빛이 발광하는 면적은 투명 유기 발광 표시 장치(300)의 설계에 따라 변동될 수 있다. 따라서, 전류에 따라 조명 영역(IA)의 휘도가 결정된다.

조명 제어부(370)는 외부 조도에 따라 요구되는 휘도의 빛이 발광되도록 애노드에 공급될 전원의 전류를 제어한다. 예를 들어, 외부 조도에 따라 결정된 조명 영역(IA)의 유기 발광 소자의 요구되는 휘도가 200nit인 경우, 애노드에 공급될 전원의 전류는 유기 발광층의 효율이 40 cd/A, 조명 영역(IA)의 면적이 0.001 m²이라고 가정할 때, 약 0.5 A이다.

조명 제어부(370)는 외부 조도가 미리 설정된 조도 이상인 경우에만 조명 전원부(380)를 통해 투명 패널(320)의 조명 영역(IA)에 전원을 공급할 수 있다. 외부 조도가 낮으면 투명 유기 발광 표시 장치(300) 후면의 배경이 시인되지 않으므로, 조명 영역(IA)에서 빛이 발광될 필요가 없다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

먼저, 투명한 절연 물질인 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어지는 투명 기판 상의 표시 영역에 박막 트랜지스터를 형성한다(S110). 먼저, 버퍼층이 투명 기판 상에 형성되고, 버퍼층 상에 액티브층이 형성된다. 액티브층은 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 또는 산화물 반도체 중 하나의 물질로 형성될 수 있다. 각각의 액티브층 상에는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 복층으로 이루어지는 게이트 절연층이 형성되고, 각각의 게이트 절연층 상에는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나, 둘 이상의 합금, 둘 이상의 다중층으로 이루어지는 게이트 전극이 형성된다. 층간 절연층은 게이트 전극 상에서 게이트 절연층과 동일한 물질로 형성된다. 소스 전극 및 드레인 전극은 층간 절연층 상에 형성되어 액티브층과 접하도록 형성된다. 소스 전극 및 드레인 전극 또한 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나, 둘 이상의 합금, 둘 이상의 다중층으로 이루어질 수 있으나, 반드시 게이트 전극과 동일한 물질로 형성되는 것은 아니다.

표시 영역에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결된 복수의 배선을 형성할 수 있다. 복수의 배선은 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 또는 소스 전극 및 드레인 전극과 동일한 물질로 형성될 수 있다.

이어서, 박막 트랜지스터(TFT) 상에 오버 코팅층을 형성한다. 오버 코팅층은 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 및 벤조사이클로부텐 중 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다. 오버 코팅층 형성 후 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극의 일부 영역이 노출될 수 있도록 오버 코팅층에 컨택홀을 형성한다.

이어서, 오버 코팅층 상에 제1 반사층을 형성한다. 제1 반사층은 표시 영역에 포함된 발광 영역(EA)에만 형성된다. 제1 반사층은 반사율이 우수한 도전층으로 형성되고, 예를 들어, 은(Ag), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴/알루미늄네오듐(Mo/AlNd)으로 형성될 수 있다.

이어서, 표시 영역의 발광 영역(EA)에 박막 트랜지스터와 연결되는 제1 애노드 및 표시 영역을 둘러싸는 조명 영역에 제2 애노드를 형성한다(S120). 애노드는 투과 영역에는 형성되지 않는다. 제1 애노드와 제2 애노드는 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제1 애노드와 제2 애노드는 일함수가 높은 투명 도전성 물질로서, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 주석 아연 산화물(ITZO), 아연 산화물(Zinc Oxide), 주석 산화물(Tin Oxide)로 형성될 수 있다.

제2 애노드는 조명 영역으로부터 연장되어 패드 영역의 패드부와 접하도록 형성된다. 제2 애노드가 박막 트랜지스터와 연결되지 않고, 패드 영역의 패드부와 직접 연결됨으로써, 제2 애노드에는 제1 애노드와는 별도의 전원이 인가된다.

제1 애노드와 제2 애노드 상에 유기 발광층을 형성한다(S130). 유기 발광층은 백색광을 발광하기 위한 백색 유기 발광층으로, 비발광 시에는 투명하다. 유기 발광층은 제1 애노드와 제2 애노드 상에서 하나의 층으로 형성되나, 노즐 프린팅(nozzle printing) 공정 등을 통해 제1 애노드와 제2 애노드 각각 상에서 이격되어 형성될 수도 있다.

유기 발광층 상에는 캐소드를 형성한다(S140). 캐소드는 일함수가 낮은 금속성 물질로 형성되고, 예를 들어, 은(Ag), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 또는 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 합금 등과 같은 금속성 물질로 형성된다. 또한, 캐소드는 카본나노튜브(Carbon Nano Tube) 및 그래핀(graphene)으로도 형성될 수 있다. 캐소드를 실질적으로 투명하게 형성하기 위해, 캐소드는 수백 Å 이하의 두께, 예를 들어, 200 Å 이하의 두께로 형성될 수 있다. 또는, 조명 영역에 형성된 캐소드는 표시 영역의 발광 영역(EA) 또는 투과 영역(TA)에 형성된 캐소드 보다 더 두꺼운 두께로 형성되어, 조명 영역의 유기 발광층으로부터의 빛을 반사하도록 형성될 수도 있다.

이어서, 조명 영역의 유기 발광층으로부터의 빛을 반사시키기 위한 제2 반사층이 다양한 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명 기판과 별도의 상부 기판에서 조명 영역에 대응되는 영역에 제2 반사층이 형성되고, 제2 반사층이 형성된 상부 기판은 투명 기판과 대향하여 합착될 수 있다. 제2 반사층은 투명 기판의 구성요소들과 이격되므로, 적어도 제2 애노드 보다 더 넓은 영역에 형성될 수 있다. 또는, 제2 반사층은 조명 영역의 캐소드 상부에만 형성될 수 있다. 제2 반사층은 패터닝되거나 조명 영역의 캐소드 상부에만 적층된다.

이하에서는, 본 발명의 투명 유기 발광 표시 장치의 다양한 특징들에 대해 설명한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 투명 유기 발광 표시 장치는 제1 애노드 하부에 형성된 제 1 반사층 및, 조명 영역에 대응되는 캐소드 상에 형성된 제2 반사층을 더 포함한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 1 애노드 하부에 형성된 제 1 반사층 및 조명 영역에 대응되는 캐소드는 유기 발광층로부터의 빛을 반사할 수 있는 두께로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 캐소드는 30nm이상 200nm이하의 두께로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 투명 유기 발광 표시 장치는 투명 기판에 대향하는 상부 기판 및 조명 영역과 대응되는 상부 기판에 형성된 제2 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 애노드는 박막 트랜지스터를 통해 전압을 인가받도록 구성되고, 제2 애노드는 패드부로부터 직접 전압을 인가받도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 애노드와 투명 기판 사이에 배선이 배치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 영역은 발광 영역과 투과 영역을 포함하고, 제1 애노드는 발광 영역에만 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 투명 기판은 조명 영역으로부터 표시영역 방향으로 연장된 내부 조명 영역을 더 포함하고, 제2 애노드의 일부는 조명 영역으로부터 표시 영역 방향으로 연장되고, 투명 유기 발광 표시 장치는, 연장된 제2 애노드 상에 유기 발광층, 유기 발광층 상에 형성된 캐소드, 및 캐소드 상에 형성된 제2 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 투명 유기 발광 표시 장치는 외부 조도를 측정하기 위한 조도 센서 및 외부 조도에 따라 조명 영역으로부터의 빛의 휘도를 변동하도록 구성된 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제어부는 외부 조도가 설정된 조도 이상인 경우에만 조명 영역의 제2 애노드에 전류를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 투명 유기 발광 표시 장치는 조명 영역의 유기 발광층으로부터 발광된 빛을 분산시키기 위한 투명 도광판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 본 발명의 투명 유기 발광 표시 장치의 다양한 특징들에 대해 설명한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 발광 영역에는 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자가 형성되며, 제2 발광 영역에는 바텀 에미션 방식의 유기 발광 소자가 형성되며, 제2 발광 영역의 바텀 에미션 방식의 유기 발광 소자는 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자의 전원으로부터 독립적인 전원을 공급받아 구동되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 발광 영역의 바텀 에미션 방식의 유기 발광 소자는, 제1 발광 영역의 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자가 구동되지 않는 경우 구동되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 투명 유기 발광 표시 장치는 외부 조도를 측정하기 위한 조도 센서 및 외부 조도에 따라 제2 발광 영역의 휘도를 변동시키도록 구성된 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제어부는 외부 조도가 설정된 조도 이상인 경우에만 제2 발광 영역의 유기 발광 소자를 구동하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 투명 유기 발광 표시 장치는 제1 애노드 하에 형성된 제1 반사층 및 캐소드 상에 제2 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 본 발명의 투명 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 다양한 특징들에 대해 설명한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 애노드를 형성하는 단계는, 제2 애노드가 패드부와 직접 연결되도록 제2 애노드를 표시 영역으로부터 멀어지도록 연장하여 제2 애노드를 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다의 제조 방법.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 투명 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 제1 애노드 하에 제1 반사층을 형성하는 단계, 조명 영역과 대응되는 상부 기판에 제2 반사층을 형성하는 단계 및 상부 기반을 투명 기판과 대향하여 합착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 애노드를 형성하는 단계는, 제1 반사층을 형성하는 단계, 및 투명 도전층을 제1 반사층 상에 형성하는 단계를 포함하고, 유기 발광층 상에 캐소드를 형성하는 단계는, 조명 영역에 대응하는 영역의 캐소드를 조명 영역의 유기 발광층으로부터의 빛을 반사하도록 표시 영역에 대응하는 영역의 캐소드보다 더 두껍게 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 투명 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 제1 애노드 하에 제1 반사층을 형성하는 단계 및 조명 영역에 대응하는 캐소드 상에 제2 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상으로 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100A, 100B, 100C, 100D, 200, 300: 투명 유기 발광 표시 장치
110, 210, 310: 투명 기판
121, 221: 액티브층
122, 222: 게이트 전극
123, 223: 소스 전극
124, 224: 드레인 전극
131, 231: 버퍼층
132, 232: 게이트 절연층
133, 233: 층간 절연층
134, 234: 오버 코팅층
135a, 135b, 135c, 235a, 235b, 235c : 뱅크층
141a, 241a: 제1 애노드
141b, 241b: 제2 애노드
142, 242: 제1 반사층
143a, 243a: 제1 유기 발광층
143b, 243b: 제2 유기 발광층
144, 144', 244: 캐소드
145, 155, 245: 제2 반사층
147: 연결부
148: 패드부
160: 투명 도광판
246a, 246b: 배선
310: 시스템 제어부
320: 투명 패널
330: 타이밍 컨트롤러
340: 스캔 구동부
350: 데이터 구동부
360: 어레이 전원부
370: 조명 제어부
380: 조명 전원부
390: 조도 센서

Claims (27)

1. 표시 영역 및 상기 표시 영역 외곽에 위치한 조명 영역을 포함하는 투명 기판;
   상기 표시 영역의 상기 투명 기판 상에 배치된 제1 애노드;
   상기 조명 영역의 상기 투명 기판 상에 배치된 제2 애노드;
   상기 제1 애노드 및 상기 제2 애노드 상에 배치된 유기 발광층;
   상기 유기 발광층 상에 배치된 캐소드; 및
   상기 조명 영역에 전원을 공급하는 패드부를 포함하고,
   상기 제2 애노드는 상기 패드부와 직접 연결되고,
   상기 투명 기판 하부에 배치되어 상기 조명 영역의 유기 발광층에서 발생된 빛을 확산시키는 투명 도광판을 더 포함하는 투명 유기 발광 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 애노드 하부에 배치된 제1 반사층; 및
   상기 조명 영역에서 상기 캐소드 상에 배치된 제2 반사층을 더 포함하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 애노드 하부에 배치된 제1 반사층을 더 포함하며,
   상기 조명 영역의 상기 캐소드의 두께는 상기 제2 애노드 상에 배치된 상기 유기 발광층에서 발생된 빛을 반사하도록 상기 표시 영역의 상기 캐소드의 두께보다 두꺼운, 투명 유기 발광 표시 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 조명 영역의 상기 캐소드의 두께는 30nm이상 200nm이하인, 투명 유기 발광 표시 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 투명 기판에 대향하는 상부 기판; 및
   상기 조명 영역에서 상기 상부 기판의 하면에 배치된 제2 반사층을 더 포함하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 표시 영역의 상기 투명 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터를 더 포함하며,
   상기 제1 애노드는 상기 박막 트랜지스터를 통해 전압을 인가받고,
   상기 제2 애노드는 상기 패드부로부터 직접 전압을 인가받는, 투명 유기 발광 표시 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 투명 기판은 상기 조명 영역으로부터 상기 표시 영역 방향으로 연장된 내부 조명 영역을 더 포함하고,
   상기 제2 애노드는 상기 내부 조명 영역으로 연장되어 배치되고,
   상기 장치는,
   상기 내부 조명 영역의 상기 제2 애노드 상의 유기 발광층;
   상기 내부 조명 영역의 상기 유기 발광층 상의 캐소드; 및
   상기 내부 조명 영역의 상기 캐소드 상의 제2 반사층을 더 포함하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 표시 영역은 발광 영역과 투과 영역을 포함하고,
   상기 제1 애노드는 상기 발광 영역에만 형성되는, 투명 유기 발광 표시 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 표시 영역의 상기 투명 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터; 및
   상기 표시 영역의 상기 투명 기판 상에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 복수의 배선을 더 포함하며,
   상기 내부 조명 영역의 상기 제2 애노드는 상기 복수의 배선 상에서 상기 복수의 배선과 중첩되는, 투명 유기 발광 표시 장치.
10. 제1항에 있어서,
    외부 조도를 측정하도록 구성된 조도 센서; 및
    상기 조도 센서가 측정한 상기 외부 조도에 기초하여 상기 조명 영역에서 발생하는 빛의 휘도를 변동하도록 구성된 제어부를 더 포함하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 외부 조도가 설정된 조도 이상인 경우에만 상기 조명 영역의 제2 애노드에 전류를 공급하도록 구성된, 투명 유기 발광 표시 장치.
12. 삭제
13. 제1 애노드 및 제1 유기 발광층이 배치된 제1 발광 영역, 제2 애노드 및 제2 유기 발광층이 배치된 제2 발광 영역, 및 투과 영역으로 정의된 투명 기판을 포함하는 투명 유기 발광 표시 장치로서,
    상기 제1 유기 발광층 및 상기 제2 유기 발광층 상에 캐소드가 배치되고,
    상기 제1 애노드는 상기 제1 발광 영역에 배치되는 박막 트랜지스터를 통해 전압을 인가받고,
    상기 제2 애노드는 패드부로부터 직접 전압을 인가받고
    상기 투명 기판 하부에 배치되어 상기 제2 발광 영역의 상기 제2 유기 발광층에서 발생된 빛을 확산시키는 투명 도광판을 더 포함하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 발광 영역에는 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자가 배치되며,
    상기 제2 발광 영역에는 바텀 에미션 방식의 유기 발광 소자가 배치되며,
    상기 제2 발광 영역의 상기 바텀 에미션 방식의 유기 발광 소자는 상기 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자의 전원과 상이한 전원을 공급받아 구동되는, 투명 유기 발광 표시 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 발광 영역의 상기 바텀 에미션 방식의 유기 발광 소자는 상기 제1 발광 영역의 상기 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자가 오프(off) 상태일 때 구동되는, 투명 유기 발광 표시 장치.
16. 제13항에 있어서,
    외부 조도를 측정하도록 구성된 조도 센서; 및
    상기 조도 센서가 측정한 상기 외부 조도에 기초하여 상기 제2 발광 영역에서 발생하는 빛의 휘도를 변동시키도록 구성된 제어부를 더 포함하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 외부 조도가 설정된 조도 이상인 경우에만 상기 제2 발광 영역의 유기 발광 소자를 구동하도록 구성된, 투명 유기 발광 표시 장치.
18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 발광 영역에서 상기 제1 애노드 하부에 배치된 제1 반사층; 및
    상기 제2 발광 영역에서 상기 캐소드 상에 배치된 제2 반사층을 더 포함하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
19. 투명 기판의 표시 영역에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 표시 영역에 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 제1 애노드를 형성하는 단계;
    상기 표시 영역을 둘러싸는 조명 영역에 제2 애노드를 형성하는 단계;
    상기 제1 애노드 및 상기 제2 애노드 상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기 발광층 상에 캐소드를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 표시 영역에서 발생하는 빛의 방향과 상기 조명 영역에서 발생하는 빛의 방향은 상이하고,
    상기 투명 기판 하부에 배치되어 상기 조명 영역의 유기 발광층에서 발생된 빛을 확산시키는 투명 도광판을 더 포함하는 투명 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 애노드를 형성하는 단계는, 상기 제2 애노드가 패드부와 직접 연결되도록 상기 제2 애노드를 상기 표시 영역으로부터 멀어지도록 연장하여 상기 제2 애노드를 형성하는 단계인, 투명 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
21. 제19항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터를 형성하는 단계 후, 상기 제1 애노드를 형성하는 단계 전에,
    상기 제1 애노드 하부에 제1 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 방법은,
    상기 조명 영역에서 상기 투명 기판과 대응되는 상부 기판의 하면에 제2 반사층을 형성하는 단계; 및
    상기 상부 기판 및 상기 제2 반사층을 상기 투명 기판과 대향하도록 합착하는 단계를 더 포함하는, 투명 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
22. 제19항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터를 형성하는 단계 후, 상기 제1 애노드를 형성하는 단계 전에,
    상기 제1 애노드 하부에 제1 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 유기 발광층 상에 캐소드를 형성하는 단계는,
    상기 조명 영역에 형성된 상기 캐소드를 상기 조명 영역에 형성된 상기 유기 발광층에서 발생한 빛을 반사하도록 상기 표시 영역에 형성된 상기 캐소드보다 더 두껍게 형성하는 단계를 포함하는, 투명 유기 발광 표기 장치의 제조 방법.
23. 제19항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터를 형성하는 단계 후, 상기 제1 애노드를 형성하는 단계 전에,
    상기 제1 애노드 하부에 제1 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 방법은,
    상기 조명 영역에 형성된 상기 캐소드 상에 제2 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 투명 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
24. 제1항에 있어서,
    상기 표시 영역에서 발생하는 빛의 방향과 상기 조명 영역에서 발생하는 빛의 방향은 상이한, 투명 유기 발광 표시 장치.
25. 제1항에 있어서,
    상기 조명 영역은, 상기 표시 영역이 오프(off) 상태일 때 빛을 발생하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
26. 제5항에 있어서,
    상기 제2 반사층의 넓이는 상기 조명 영역의 상기 제2 애노드 상에 배치된 상기 유기 발광층의 넓이보다 넓은, 투명 유기 발광 표시 장치.
27. 제13항에 있어서,
    상기 제1 발광 영역에서 상기 제1 애노드 하부에 배치된 제1 반사층을 더 포함하며,
    상기 제2 유기 발광층 상에 배치된 상기 캐소드의 두께는 상기 제1 유기 발광층 상에 배치된 상기 캐소드의 두께보다 두꺼운, 투명 유기 발광 표시 장치.

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