KR102284214B1 - 회색 컬러필터를 포함하는 표시장치 - Google Patents

회색 컬러필터를 포함하는 표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102284214B1
KR102284214B1 KR1020210025005A KR20210025005A KR102284214B1 KR 102284214 B1 KR102284214 B1 KR 102284214B1 KR 1020210025005 A KR1020210025005 A KR 1020210025005A KR 20210025005 A KR20210025005 A KR 20210025005A KR 102284214 B1 KR102284214 B1 KR 102284214B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
color filter
light emitting
disposed
layer
organic light
Prior art date
Application number
KR1020210025005A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210028170A (ko
Inventor
김웅식
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020140126956A external-priority patent/KR20160035680A/ko
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020210025005A priority Critical patent/KR102284214B1/ko
Publication of KR20210028170A publication Critical patent/KR20210028170A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102284214B1 publication Critical patent/KR102284214B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H01L27/3206—
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • H01L51/5036—
    • H01L51/5209—
    • H01L51/5262—
    • H01L51/5284—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H10K50/813—Anodes characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/86—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light
    • H10K50/865—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light comprising light absorbing layers, e.g. light-blocking layers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 기판, 상기 기판의 제1면에 배치되며, 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터, 청색 컬러필터 및 회색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층 및 상기 컬러필터층상에 배치된 표시소자를 포함하며, 상기 회색 컬러필터는 적색광 및 녹색광의 투과율보다 높은 청색광 투과율을 갖는 표시장치를 제공한다.

Description

회색 컬러필터를 포함하는 표시장치{DISPLAY DEVICE COMPRISING GRAY COLOR FILTER}
본 발명은 회색 컬러필터를 포함하는 표시장치에 대한 것이다.
유기발광 표시장치(organic light emitting diode display)는 빛을 방출하는 유기 발광 소자(organic light emitting diode)를 가지고 화상을 표시하는 자발광형 표시 장치이다. 유기발광 표시장치는 액정표시장치(liquid crystal display)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 상대적으로 두께가 얇고 무게가 가볍다. 또한, 유기발광 표시장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타내므로 차세대 표시 장치로 주목받고 있다.
한편, 유기발광 표시장치에 배치된 유기 발광 소자의 전극 및 그 밖의 여러 금속 배선들은 외부에서 유입된 빛을 반사한다. 따라서 유기발광 표시장치는 밝은 환경에서 외광 반사로 인해 검은색을 표현하기 어렵고 낮은 콘트라스트비를 나타낸다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 외광 반사를 억제하기 위하여 편광판 및 위상 지연판을 유기 발광 소자 상에 배치한다. 그러나, 이 경우, 유기 발광층에서 발생된 빛이 편광판 및 위상 지연판을 거치면서 일부 손실된다.
본 발명의 일 실시예는 외광 반사를 효과적으로 억제하면서 동시에 백색의 색온도를 높일 수 있는 유기발광 표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 기판; 상기 기판의 제1면에 배치되며, 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터, 청색 컬러필터 및 회색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층; 및 상기 컬러필터층상에 배치된 유기발광소자;를 포함하며, 상기 회색 컬러필터는 적색광 및 녹색광의 투과율보다 높은 청색광 투과율을 갖는 표시장치를 제공한다.
상기 회색 컬러필터는 블랙 안료 및 청색 안료를 포함할 수 있다.
상기 블랙 안료는 카본 블랙을 포함할 수 있다.
상기 회색 컬러필터는 적색광 및 녹색광의 투과율보다 5 내지 50% 높은 청색광 투과율을 가질 수 있다.
상기 회색 컬러필터는, 420nm 이상 500nm 미만의 파장을 갖는 광에 대하여 50 내지 95%의 투과율을 가질 수 있으며, 500nm 이상 750nm 이하의 파장을 갖는 광에 대하여 30 내지 90%의 투과율을 가질 수 있다.
상기 회색 컬러필터는 50 내지 90%의 광투과율을 가질 수 있다.
상기 표시장치는 상기 기판상에 배치되며, 상기 적색 컬러필터, 상기 녹색 컬러필터, 상기 청색 컬러필터 및 상기 회색 컬러필터를 화소단위로 구분하는 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스는 상기 기판과 상기 컬러필터층 사이에 배치될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스는 상기 기판의 제2면상에 배치될 수 있다.
상기 표시장치는, 상기 적색 컬러필터, 상기 녹색 컬러필터, 상기 청색 컬러필터 및 상기 회색 컬러필터와 상기 유기발광소자 사이에 배치된 광산란층을 더 포함할 수 있다.
상기 유기발광소자는 상기 컬러필터층상에 배치된 제1전극; 상기 제1전극 상에 배치된 유기 발광층; 및 상기 유기 발광층상에 배치된 제2전극;을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광층은 백색광을 발광할 수 있다.
상기 제1전극은 표면에 배치된 복수개의 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 기판상에는 편광판이 배치되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 회색 컬러필터를 포함하여 외광 반사를 효과적으로 억제할 수 있고 백색의 색온도가 높다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유기발광 표시장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 실시예나 도면들로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 표현하기 위해 사용된 용어들로, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 용어의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면에서, 이해를 돕기 위하여 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 한다. 또한 동일한 기능을 하는 구성요소는 동일한 부호로 표시된다.
어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 구성요소의 '상'에 있다 라고 기재되는 경우, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
이하 도 1 및 2를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유기발광 표시장치(101)의 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I'를 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 유기발광 표시장치(101)는 기판(110), 유기발광소자(210) 및 컬러필터(310, 320, 330, 340)를 포함한다.
*기판(110)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 군에서 선택된 절연성 재료로 만들어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 제1실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(110)이 스테인리스강 등의 금속성 재료로 만들어질 수도 있다.
기판(110)의 제1면에 버퍼층(120)이 배치된다. 버퍼층(120)은 다양한 무기막들 및 유기막들 중에서 선택된 하나 이상의 막을 포함할 수 있다. 버퍼층(120)은 수분과 같은 불순물이 배선부(130)나 유기발광소자(210)로 침투하는 것을 방지하면서 동시에 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 하지만, 버퍼층(120)은 반드시 필요한 것은 아니며, 생략될 수도 있다.
배선부(130)는 버퍼층(120) 상에 배치된다. 배선부(130)는 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20) 및 축전 소자(80)를 포함하는 부분으로, 유기발광소자(210)를 구동한다. 유기발광소자(210)는 배선부(130)로부터 전달받은 구동 신호에 따라 광을 방출하여 화상을 표시한다.
도 1 및 2에, 하나의 화소에 두개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(10, 20)와 하나의 축전 소자(capacitor)(80)가 구비된 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기발광 표시장치(101)가 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 제1실시예가 이러한 구조로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 유기발광 표시장치(101)는 하나의 화소에 셋 이상의 박막 트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자를 포함할 수 있으며, 별도의 배선을 더 포함하는 다양한 구조를 가질 수 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 유기발광 표시장치(101)는 복수의 화소들을 통해 화상을 표시한다.
하나의 화소마다 각각 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전 소자(80), 및 유기발광소자(organic light emitting diode, OLED)(210)가 구비된다. 또한 일 방향을 따라 배치되는 게이트 라인(151)과, 상기 게이트 라인(151)과 절연 교차되는 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)도 배선부(130)에 배치된다. 하나의 화소는 게이트 라인(151), 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 경계로 정의될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 화소정의막(PDL) 또는 블랙 매트릭스(410)에 의하여 화소가 정의될 수도 있다.
유기발광소자(210)는 제1전극(211), 제1전극(211)상에 배치된 유기 발광층(212)과, 유기 발광층(212)상에 배치된 제2전극(213)을 포함한다. 제1전극(211) 및 제2전극(213)으로부터 각각 정공과 전자가 유기 발광층(212) 내부로 주입된다. 이렇게 주입된 정공과 전자가 결합되어 형성된 엑시톤(exiton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
축전 소자(80)는 층간 절연막(145)을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 축전판(158, 178)을 포함한다. 여기서, 층간 절연막(145)은 유전체가 된다. 축전 소자(80)에서 축전된 전하와 양 축전판(158, 178) 사이의 전압에 의해 축전용량이 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. 반도체층(131, 132)과 게이트 전극(152, 155)은 게이트 절연막(140)에 의하여 절연된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 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 유기발광소자(210)의 유기 발광층(230)을 발광시키기 위한 구동 전원을 화소 전극인 제1전극(210)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 유기발광소자(210)의 제1전극(210)과 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 게이트 라인(151)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동되어 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 유기발광소자(210)로 흘러 유기발광소자(210)가 발광하게 된다.
본 발명의 제1실시예에서 제1전극(210)이 정공을 주입하는 애노드(anode)이며, 제2전극(250)이 전자를 주입하는 캐소드(cathode)이다. 하지만, 본 발명의 제1실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1전극(210)이 캐소드가 되고, 제2전극(250)이 애노드가 될 수도 있다.
보호막(146)은 층간절연막(145)상에 배치된다. 보호막(146)은 절연 재료로 만들어질 수 있으며, 배선부(130)를 보호한다. 보호막(146)과 층간절연막(145)은 동일한 재료로 만들어질 수 있다.
컬러필터층(300)은 보호막(146)상에 배치된다. 컬러필터층(300)은 적색 컬러필터(310), 녹색 컬러필터(320), 청색 컬러필터(330) 및 회색 컬러필터(340)를 포함한다. 또한, 컬러필터층(300)은 컬러필터들(310, 320, 330, 340)을 보호하고, 제1전극(211)이 배치되는 표면을 평탄화는 평탄화막(301)을 포함한다. 평탄화막(301)은 보호막(146) 형성용 재료와 동일한 재료로 만들어질 수 있다. 컬러필터들(310, 320, 330, 340)의 상세한 구성은 후술한다.
한편, 구동 박막트랜지스터(20)의 드레인 전극(177)은 보호막(146) 및 평탄화막(301)에 형성된 컨택홀(contact hole)을 통해 유기 발광 소자(210)의 제 1 전극(211)과 연결된다. 이때 컨택홀은 컬러필터(310, 320, 330, 340)를 관통할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에서, 제1전극(211)은 투과형 전극이며, 제2전극(213)은 반사형 전극이다. 따라서, 유기 발광층(212)에서 발생된 광은 제1전극(211)을 통과해 방출된다. 즉, 본 발명의 제1실시예의 유기발광 표시장치(101)는 배면 발광형(bottom emission type)의 구조를 갖는다.
투과형 전극인 제1전극(211)은 투명도전성산화물(Transparent Conductive Oxide; TCO)을 포함할 수 있다. 투명도전성산화물(TCO)로 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 및 In2O3(Indium Oxide) 등이 있으며, 이들은 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있다. 투명도전성산화물(TCO)은 상대적으로 높은 일함수를 갖고 있기 때문에, 투명도전성산화물(TCO)을 포함하는 제1전극(211)을 통한 정공 주입이 원활해진다.
반사형 전극인 제2전극(213)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 중 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
제1전극(211)과 유기 발광층(212) 사이에 정공 주입층(hole injection layer; HIL) 및 정공 수송층(hole transporting layer; HTL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수도 있다. 또한, 유기 발광층(212)과 제2전극(213) 사이에 전자 수송층(electron transport layer; ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다.
유기 발광층(212), 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층을 유기층이라고도 한다. 유기층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 형성될 수 있다.
저분자 유기물은, 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층에 적용될 수 있다. 저분자 유기물은 단일 혹은 복합의 구조로 적층될 수 있는데, 이러 유기 재료로 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘(N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl- benzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등이 있다. 고분자 유기물은 정공 수송층(222) 및 유기 발광층(230)에 적용될 수 있다.
화소 정의막(190)은 개구부를 갖는다. 화소 정의막(190)의 개구부는 제1전극(211)의 일부를 드러낸다. 화소 정의막(190)의 개구부에 제1전극(211), 유기 발광층(212) 및 제2전극(213)이 차례로 적층된다. 제2전극(213)은 유기 발광층(212)뿐만 아니라 화소 정의막(190) 위에도 배치된다. 유기발광소자(210)는 화소 정의막(190)의 개구부에 위치한 유기 발광층(212)에서 광을 발생시킨다. 이와 같이, 화소 정의막(190)은 발광 영역을 정의할 수도 있다.
본 발명의 제1실시예에서, 유기 발광층(212)은 백색광을 발광한다. 즉 본 발명의 제1실시예에 따른 유기발광 표시장치(101)에 배치된 유기발광소자(210)는 백색 유기발광소자(WOLED)이다. 따라서, 적색 컬러필터(310)상에 배치된 적색 화소의 유기발광소자(210G), 녹색 컬러필터(320)상에 배치된 녹색 화소의 유기발광소자(201G), 청색 컬러필터(330)상에 배치된 청색 화소의 유기발광소자(210B) 및 회색 컬러필터(340)상에 배치된 백색 화소의 유기발광소자(210W)는 모두 동일한 구성을 가질 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 제2전극(213)상에 캡핑층이 배치될 수 있다. 캡핑층는 유기발광소자(210)를 보호한다. 또한 유기발광소자(210)를 보호하기 위해 캡핑층상에 박막 봉지층이 추가로 배치될 수 있다(미도시). 박막봉지층은 적어도 하나의 유기층 및 적어도 하나의 무기층 교대로 배치된 구조를 가져 수분이나 산소와 같은 외기가 유기발광소자(210)로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
이하 컬러필터층(300)을 보다 상세히 설명한다.
컬러필터층(300)은 적색 컬러필터(310), 녹색 컬러필터(320), 청색 컬러필터(330) 및 회색 컬러필터(340)를 포함한다. 이러한 컬러필터들((310, 320, 330, 340))은 화소의 발광 영역에 대응되도록 배치된다. 즉, 컬러필터들((310, 320, 330, 340))은 복수의 유기 발광 소자들(210R, 210G, 210B, 210W)의 제1전극(211)과 중첩하여 제1전극(211)의 하부에 배치된다.
적색 컬러필터(310)는 적색(red) 계열의 색상을 가지고, 녹색 컬러필터(320)는 녹색(green) 계열의 색상을 가지며, 청색 컬러필터(330)는 청색(blue) 계열의 색상을 가진다. 회색 컬러필터(340)는 회색(gray) 톤(tone)을 갖는다.
컬러 필터(310, 320, 330, 340)는 컬러 필터가 갖는 색상 이외의 빛을 흡수한다. 따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 유기발광 표시장치(101)는 컬러필터(310, 320, 330, 340)를 통해 외광 반사를 효과적으로 억제할 수 있다. 이러한 컬러 필터(310, 320, 330, 340)는 유기 발광 소자(210)가 방출하는 빛에 외광이 섞이는 것을 방지하여 유기발광 표시장치(101)의 색상이 불량해지는 것을 방지한다.
컬러 필터((310, 320, 330, 340))는 바인더(binder) 및 안료를 포함한다. 즉, 컬러 필터(310, 320, 330, 340)는 바인더와 안료를 포함하는 조성물에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 유기발광 표시장치(101)에서 각각의 컬러 필터에 사용되는 바인더는 동일할 수 있으며, 컬러필터 형성에 사용되는 공지의 바인더가 사용될 수 있다.
적색 컬러필터(310)는 적색 안료를 가지고, 녹색 컬러필터(320)는 녹색 안료를 가지며, 청색 컬러필터는 청색 안료를 가진다. 적색 안료, 녹색 안료 및 청색 안료로 컬러필터 형성에 통상적으로 사용되는 공지의 안료가 사용될 수 있다. 예를 들어, 적색 안료로 C.I. 피그먼트 레드 계열의 안료가 사용될 수 있으며, 녹색 안료로 C.I. 피그먼트 그린 계열의 안료가 사용될 수 있으며, 청색 안료로 프탈로시아닌계 안료 또는 인단트론 블루 안료가 사용될 수 있다.
회색 컬러필터(340)는 블랙 안료 및 청색 안료를 포함한다.
블랙 안료로, 예를 들어, 카본 블랙이 사용될 수 있다. 그러나 블랙 안료가 카본 블랙으로 한정되는 것은 아니다. 청색 안료로, 프탈로시아닌 안료 또는 인단트론 블루 안료가 사용될 수 있다. 프탈로시아닌으로, 구리프탈로시아닌, 무금속 프탈로시아닌, 아연프탈로시아닌, 코발트프탈로시아닌, 니켈프탈로시아닌, 철프탈로시아닌 등이 있다.
회색 컬러필터 형성용 조성물은 총 중량에 대하여 3 내지 30 중량%의 블랙 안료 및 2 내지 20 중량%의 청색 안료를 포함할 수 있다. 블랙 안료와 청색 안료의 함량은 필요에 따라 달라질 수 있다.
컬러필터는, 예를 들어, 포토리소그래피법에 의해 패터닝될 수 있다. 구체적으로, 광경화성 바인더로에 안료가 첨가되어 제조된 컬러필터용 광경화성 조성물이 보호막(146)상에 도포된 후, 포토 마스크를 이용한 선택적 노광 및 현상에 의하여 발광영역에 대응되는 부분에 컬러필터가 형성될 수 있다.
블랙 안료 및 청색 안료가 포함된 회색 컬러필터(340)가 사용되는 경우 유기발광 표시장치(101)의 화이트 구현 특성이 향상될 수 있고, 외광 반사에 의한 콘트라스트(contrast) 저하가 방지될 수 있다.
유기발광 표시장치는 백색 화소 없이, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 조합을 이용하여 원하는 색상을 표현할 수 있다. 그런데, 유기발광 표시장치가 적색, 녹색 및 청색 화소만을 포함하는 경우, 백색 구현을 위해 적색, 녹색 및 청색 화소를 모두 일정수준 이상의 밝기로 구동하여야 한다. 이 경우 유기발광 표시장치의 소비전력이 상승된다. 백색 구현에 따른 소비전력 상승을 감소시키기 위해 본 발명의 제1실시예에 따른 유기발광 표시장치(101)는 백색 화소를 포함한다.
한편, 백색 유기발광소자(WOLED) 및 컬러필터를 이용하여 색상을 표현하는 는 유기발광 표시장치의 경우, 백색 화소에 컬러필터가 배치되지 않아도 백색 구현이 가능하다.
그런데, 백색 화소에 컬러필터가 배치되지 않는 경우, 컬러필터가 배치된 적색, 녹색 및 청색 화소 영영과 컬러필터가 배치되지 않은 백색 화소 영역 사이에 단차가 발생하게 된다. 그에 따라 평탄화막(301)에 의한 표면 평탄화가 용이하지 않으며, 평탄화를 위하여 평탄화막(301)이 두껍게 형성되어야 한다. 또한, 백색 화소에 컬러필터가 배치되지 않는 경우, 백색 화소에서의 외광반사가 현저해진다.
한편, 백색 화소에 백색 컬러필터가 배치되는 경우, 화소 영역간의 단차 문제는 해소되겠지만, 백색 화소 영역에서 발생되는 외광반사가 방지되지 않는다.
이러한 점을 고려하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 유기발광 표시장치(101)는 백색 화소에 배치된 회색 컬러필터(340)를 포함한다. 회색 컬러필터(340)는 50 내지 90%의 광투과율을 가져 백색 화소에서 외광반사가 억제되도록 한다. 회색 컬러필터(340)의 광투과율이 50% 미만이면 발광효율이 저하될 수 있고, 90%를 초과하면 외광반사 방지 효율이 저하된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 유기발광 표시장치(101)는 외광반사 방지용 원편광판을 포함하지 않을 수 있다. 따라서, 기판(110)의 제2면상에 편광판이 배치되지 않는다.
최근 표시장치에 발광되는 백색에 대하여 9000K 정도의 매우 높은 색온도가 요구된다. 높은 색온도를 갖는 백색을 구현하기 위해서는 청색의 발광 효율이 우수해야 한다. 그런데 청색의 발광효율에 한계가 있기 때문에, 높은 색온도를 갖는 백색을 구현하기가 용이하지 않으며, 높은 색온도를 갖는 백색을 구현하기 위해서는 많은 소비전력이 소모된다.
이에 본 발명의 제1실시예에 따른 유기발광 표시장치(101)는 백색 화소에 배치되는 회색 컬러필터(340)가 청색 안료를 포함하여, 청색 발광을 보강한다.
회색 컬러필터(340)는 적색광 및 녹색광의 투과율보다 높은 청색광 투과율을 갖는다. 구체적으로, 회색 컬러필터(340)는 적색광 및 녹색광의 투과율보다 5 내지 50% 높은 청색광 투과율을 갖는다.
또한, 상기 회색 컬러필터는, 420nm 이상 500nm 미만의 파장을 갖는 광에 대하여 50 내지 95%의 투과율을 가지며, 500nm 이상 750nm 이하의 파장을 갖는 광에 대하여 30 내지 90%의 투과율을 갖는다.
이러한 회색 컬러필터(340)로 인하여 높은 색온도를 갖는 백색광을 구현할 수 있으며, 적색, 녹색 및 청색의 발광 균형이 이루어질 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2실시예를 설명한다. 중복을 피하기 위하여, 제1실시예에서 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략된다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 유기발광 표시장치(102)의 단면도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 유기발광 표시장치(102)는 배선부(130)가 배치된 기판(110)의 제1면과 반대면인 기판(110)의 제2면에 배치된 블랙 매트릭스(410)를 포함한다. 블랙 매트릭스(410)는 적색 컬러필터(310), 녹색 컬러필터(320), 청색 컬러필터(330) 및 회색 컬러필터(340)를 화소단위로 구분한다.
블랙 매트릭스(410)는 기판(110)의 비발광 영역에 대응되도록 배치된다. 블랙 매트릭스(410)는 위치상 화소 정의막(190)과 대응된다. 블랙 매트릭스(410)에 의하여 정의되는 개구부는 유기발광층(212)에서 발생한 광이 컬러필터(310, 320, 330, 340)을 통과하여 외부로 방출되는 영역을 정의한다. 즉, 블랙 매트릭스(410)는 발광 영역을 정의한다.
블랙 매트릭스(410)는, 예를 들어, 금속 또는 금속 화합물로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 금속 또는 금속 화합물이 기판(110)의 제2면에 증착된 후 소정의 패턴으로 식각됨으로써 블랙 매트릭스(410)가 만들어질 수 있다. 이러한 금속으로 크롬(Cr) 등이 있으며, 금속 화합물로 산화 크롬(CrOx), 질화 크롬(CrNx) 등이 있다.
또한, 블랙 매트릭스(410)는 불투명 감광성 유기물로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 기판(110)의 제2면에 불투명 감광성 유기물이 도포된 후 포토리소그래피 공정에 의해 패턴화 됨으로써 블랙 매트릭스(410)가 만들어질 수 있다. 여기서, 불투명 감광성 유기물은 카본 블랙(carbon black), 안료 혼합물, 또는 염료 혼합물 등을 포함할 수 있다.
블랙 매트릭스(410)는 외부의 빛이 불필요하게 유기발광 표시장치(102)의 내부로 유입되는 것을 차단한다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 유기발광 표시장치(102)는 컬러 필터(230)와 함께 블랙 매트릭스(410))를 통해 외광 반사를 효과적으로 억제할 수 있다.
블랙 매트릭스(410)상에 블랙 매트릭스(410)를 보호하기 위한 패시베이션 층(411)이 배치된다. 패시베이션층(411)은 버퍼층(120)과 동일한 재료로 만들어질 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제3실시예를 설명한다. 중복을 피하기 위하여, 이미 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략된다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 유기발광 표시장치(103)의 단면도이다.
본 발명의 제3실시예에 따른 유기발광 표시장치(103)는 기판(110)과 컬러필터층(300) 사이에 배치된 블랙매트릭스(410)를 포함한다. 구체적으로, 블랙매트릭스(410)는 기판(110)과 구동부(130) 사이에 배치된다.
즉, 기판(110)의 제1면에 블랙 매트릭스(410)가 배치되고, 블랙 매트릭스(410)상에 패시베이션층(411)이 배치되고, 패시베이션층(411)상에 버퍼층(120)이 배치되고, 버퍼층(120)상에 구동부(130)가 배치된다. 이때, 패시베이션층(411)은 버퍼층(120)과 동일한 재료로 만들어질 수 있으며, 패시베이션층(411)과 버퍼층(120) 중 어느 하나는 생략될 수 있다.
블랙 매트릭스(410)가 고내열성 재료로 만들어지는 경우, 구동부(130) 형성 과정에서 블랙 매트릭스(410)가 손상되지 않기 때문에, 공정상의 추가적인 부담 없이 제3실시예에 따른 유기발광 표시장치(103)가 제조될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제4실시예를 설명한다. 중복을 피하기 위하여, 이미 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략된다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 유기발광 표시장치(104)의 단면도이다.
본 발명의 제4실시예에 따른 유기발광 표시장치(104)는 컬러필터(310, 320, 330, 340)와 유기발광소자(210) 사이에 배치된 광산란층(181)을 포함한다.
구체적으로, 컬러필터(310, 320, 330, 340)상에 광산란층(181)이 배치되고, 광산란층(181)상에 유기발광소자(210)의 제1전극(211), 유기 발광층(212) 및 제2전극(213)이 순차적으로 배치된다. 여기서 광산란층(181)은 구동부(130)와 컬러필터(310, 320, 330, 340) 상부를 평탄화시키는 평탄화층 역할도 한다. 이 경우, 컬러필터(310, 320, 330, 340)와 광산란층(181)이 컬러필터층(300)을 형성한다.
광산란층(181)은 광투과성 기재(182) 및 광투과성 기재(182)에 분산된 광산란 입자(185)를 포함한다.
광투과성 기재(182)는 광이 투과되는 광투과성 수지로 만들어질 수 있다. 광투과성을 가진 물질이라면 제한없이 광투과성 기재(182) 형성을 위한 재료로 사용될 수 있다. 광투과성 기재(182)는 가벼우면서도 저렴하고 취급성이 용이한 재료, 예를 들어, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오즈계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 페놀계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 그 중에서 강도 및 유연성의 밸런스가 양호한 폴리에스테르계 수지, 폴리카르보네이트계 수지 또는 아크릴계 수지가 광투과성 기재(182)로 사용될 수 있다.
광산란 입자(185)는 광을 산란 및 확산하는 역할을 한다. 광확산 기능을 갖는 물질이라면 제한 없이 광산란 입자(185)로 사용될 수 있다. 광산란 입자(185)의 입자크기와 함량은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 광산란 입자(185)는 0.1㎛ 내지 10㎛ 범위의 평균입경을 가질 수 있다. 광산란 입자의 평균입경은 상기 범위로 반드시 한정되는 것은 아니며, 그 용도에 따라 달라질 수 있다.
광산란 입자(185)는 광투과성 기재(182) 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부로 사용될 수 있으며, 20 내지 40중량부로 사용될 수도 있다. 광투과성 기재(182) 100 중량부에 대하여 광산란 입자(185)의 함량이 5 중량부 미만인 경우 효율적인 광산란이 이루어지지 않을 수 있으며, 50 중량부를 초과하는 경우 광투과성 저하 또는 내구성 저하가 초래될 수 있다.
광산란 입자(185)는, 예를 들어, 아크릴 수지, 폴리스티렌(PS) 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 폴리이미드(PI) 수지, 유리, 실리카, TiO2, ZnO, Al2O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광산란 입자(185)의 굴절률은 광투과성 기재(182)의 굴절률보다 클 수도 있고 작을 수도 있다. 광산란 입자(185)의 굴절률과 광투과성 기재(182)의 굴절률 차이에 따라 광산란 입자를 통과하는 광의 경로 및 광 확산 정도가 달라진다. 광산란 입자(185)는 유기 발광층(212)에서 발광된 광을 산란시켜 전반사가 일어나는 것을 억제하고 여러 경로로 방사되는 광이 혼합될 수 있다. 그에 따라, 광산란 입자(185)는 유기발광 표시장치(104)의 광추출 효율을 향상시키고 시야각에 따른 백색 변이(White Angular Dependency; WAD)를 감소시킨다.
한편, 도 5에 광산란 입자(185)가 광투과성 기재(182)의 전체에 걸쳐 분산된 것이 도시되어 있지만 본 발명의 제4실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 광산란 입자(185)는 광투과성 기재(182)의 일부에 분산될 수도 있는데, 예를 들어, 제1전극(211)과 중첩되는 영역에만 광산란 입자(185)가 분산될 수도 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제5실시예를 설명한다. 중복을 피하기 위하여, 이미 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략된다.
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 유기발광 표시장치(105)의 단면도이다.
제5실시예에 따른 유기발광 표시장치(105)는 표면에 복수개의 돌출부(211a)가 배치된 제1전극(211)을 포함한다.
제1전극(211)의 표면에 배치된 복수개의 돌출부(211a)는 유기 발광층(212)에서 발광된 광을 산란시키는 역할을 한다. 그에 따라, 유기발광 표시장치의 광추출 효율이 향상되고 시야각에 따른 백색 변이(White Angular Dependency; WAD)가 감소된다.
복수개의 돌출부(211a)는 포토리소그래피 방법 또는 임프린트(imprint) 방법과 같은 공지의 방법에 의하여 형성될 수 있다.
이상 실시예와 도면을 참고하여 본 발명의 설명하였다. 상기 실시예와 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 상기 실시예나 도면에 의하여 한정되지 않는다.
110: 기판 146: 보호막
210: 유기발광소자 211: 제1전극
212: 유기 발광층 213: 제2전극
211a: 돌출부 300: 컬러필터층
310, 320, 330, 340: 컬러필터 301: 평탄화막
410: 블랙 매트릭스 411: 패시베이션층
181: 광산란층 182: 광투과성 기재
185: 광산란 입자

Claims (13)

  1. 기판;
    상기 기판의 제1면에 배치되며, 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터, 청색 컬러필터 및 회색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층; 및
    상기 컬러필터층상에 배치된 유기발광소자;를 포함하며,
    상기 회색 컬러필터는 적색광 및 녹색광의 투과율보다 높은 청색광 투과율을 가지며,
    상기 적색 컬러필터, 상기 녹색 컬러필터, 상기 청색 컬러필터 및 상기 회색 컬러필터와 상기 유기발광소자 사이에 배치된 광산란층을 더 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기발광소자는
    상기 컬러필터층상에 배치된 제1전극;
    상기 제1전극 상에 배치된 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층상에 배치된 제2전극;
    을 포함하는 표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유기 발광층은 백색광을 발광하는 표시장치.
  4. 기판;
    상기 기판의 제1면에 배치되며, 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터, 청색 컬러필터 및 회색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층; 및
    상기 컬러필터층상에 배치된 유기발광소자;를 포함하며,
    상기 회색 컬러필터는 적색광 및 녹색광의 투과율보다 높은 청색광 투과율을 가지며,
    상기 유기발광소자는
    상기 컬러필터층상에 배치된 제1전극;
    상기 제1전극 상에 배치된 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층상에 배치된 제2전극;
    을 포함하며,
    상기 제1전극은 표면에 배치된 복수개의 돌출부를 포함하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판상에 편광판이 배치되지 않는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 회색 컬러필터는 블랙 안료 및 청색 안료를 포함하는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 블랙 안료는 카본 블랙을 포함하는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 회색 컬러필터는 적색광 및 녹색광의 투과율보다 5 내지 50% 높은 청색광 투과율을 갖는 표시장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 회색 컬러필터는,
    420nm 이상 500nm 미만의 파장을 갖는 광에 대하여 50 내지 95%의 투과율을 가지며,
    500nm 이상 750nm 이하의 파장을 갖는 광에 대하여 30 내지 90%의 투과율을 갖는 표시장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 회색 컬러필터는 50 내지 90%의 광투과율을 갖는 표시장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 기판상에 배치되며, 상기 적색 컬러필터, 상기 녹색 컬러필터, 상기 청색 컬러필터 및 상기 회색 컬러필터를 화소단위로 구분하는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 상기 기판과 상기 컬러필터층 사이에 배치되는 표시장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 상기 기판의 제2면상에 배치되는 표시장치.
KR1020210025005A 2014-09-23 2021-02-24 회색 컬러필터를 포함하는 표시장치 KR102284214B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210025005A KR102284214B1 (ko) 2014-09-23 2021-02-24 회색 컬러필터를 포함하는 표시장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140126956A KR20160035680A (ko) 2014-09-23 2014-09-23 회색 컬러필터를 포함하는 표시장치
KR1020210025005A KR102284214B1 (ko) 2014-09-23 2021-02-24 회색 컬러필터를 포함하는 표시장치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140126956A Division KR20160035680A (ko) 2014-09-23 2014-09-23 회색 컬러필터를 포함하는 표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210028170A KR20210028170A (ko) 2021-03-11
KR102284214B1 true KR102284214B1 (ko) 2021-08-02

Family

ID=75142815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210025005A KR102284214B1 (ko) 2014-09-23 2021-02-24 회색 컬러필터를 포함하는 표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102284214B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100770267B1 (ko) 2006-05-04 2007-10-25 삼성에스디아이 주식회사 유기전계발광소자

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005063840A (ja) * 2003-08-13 2005-03-10 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 自発光表示装置及び有機ｅｌ表示装置
KR101108167B1 (ko) * 2010-02-12 2012-02-06 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 디스플레이 장치
KR101241131B1 (ko) * 2010-08-03 2013-03-11 엘지디스플레이 주식회사 유기전계 발광소자

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100770267B1 (ko) 2006-05-04 2007-10-25 삼성에스디아이 주식회사 유기전계발광소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210028170A (ko) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9887390B2 (en) Display device comprising gray color filter
KR102412875B1 (ko) 유기발광 표시장치
KR102425685B1 (ko) 표시 장치
KR102518130B1 (ko) 유기발광 표시장치
KR102335812B1 (ko) 유기발광 표시장치
KR101094298B1 (ko) 유기 발광 표시 장치
KR102084715B1 (ko) 유기 발광 표시 장치
KR102373329B1 (ko) 유기 발광 표시 장치
KR102118920B1 (ko) 유기발광 표시장치 및 그 제조방법
KR101002663B1 (ko) 유기 발광 표시 장치
US9806296B2 (en) Organic light emitting diode device
US9466816B2 (en) Organic light emitting diode display
CN107845735B9 (zh) 包括薄膜包封层的有机发光二极管显示装置
JP4912437B2 (ja) 有機発光表示装置
KR102370715B1 (ko) 양자점을 포함하는 유기발광 다이오드 표시장치
KR20100081772A (ko) 유기 발광 표시 장치
KR102395919B1 (ko) 유기발광 표시장치
KR20100066884A (ko) 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20100016813A (ko) 유기 발광 표시 장치
KR100965250B1 (ko) 유기 발광 표시 장치
KR20100024711A (ko) 유기 발광 표시 장치
KR20240042376A (ko) 유기 발광 표시 장치
JP2019096439A (ja) 有機ｅｌ表示装置
KR102284214B1 (ko) 회색 컬러필터를 포함하는 표시장치
CN105514137B (zh) 有机发光二极管显示器

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant