KR102657295B1 - 유기발광장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기발광장치를 개시한다. 일 실시예로 개시된 유기발광장치는 선형의 둘 이상의 오목부와 둘 이상의 볼록부를 포함하는 오버코팅층으로 마이크로 렌즈 구조를 구현한다. 다른 실시예로 개시된 유기발광장치는 평면으로 다중 형상, 중심이 다른 복수의 다중 형상, 나선형 형상 중 하나 또는 이들의 조합인 둘 이상의 오목부와 둘 이상의 볼록부를 포함하는 오버코팅층으로 마이크로 렌즈 구조를 구현한다.

Description

유기발광장치{Organic Light Emitting Display Device}
본 발명은 광을 발광하는 유기발광장치에 관한 것이다.
유기발광소자를 포함하는 유기발광장치는 자체 발광형 장치로서, 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기발광장치는 저전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각, 명암 대비비(contrast ratio; CR)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.
유기발광소자의 유기발광층에서 발광된 광은 유기발광장치의 여러 구성요소들을 통과하여 유기발광장치 외부로 나오게 된다. 그러나, 유기 발광층에서 발광된 광 중 유기발광장치 외부로 나오지 못하고 유기발광장치 내부에 갇히는 광들이 존재하게 되어, 유기발광장치의 광 추출 효율이 문제가 된다.
일례로, 유기발광장치 중 하부발광 구조의 유기발광장치에서 애노드 전극에 의해 전반사 또는 광 흡수가 일어나 상기 유기발광장치 내부에 갇히는 광은 유기발광층에서 발광된 광 중 약 50%이고, 기판에 의해 전반사 또는 광흡수가 일어나 유기발광장치 내부에 갇히는 광은 유기발광층에서 발광된 광 중 약 30%정도이다.
이와 같이, 유기발광층에서 발광된 광 중 약 80%의 광이 유기발광장치 내부에 갇히게 되고, 약 20%의 광만이 외부로 추출되므로 유기발광장치의 광 효율이 매우 낮은 문제가 있다.
이러한 유기발광장치의 광 추출 효율을 향상시키기 위해, 유기발광장치의 오버코팅층에 마이크로 렌즈 어레이(micro lens array; MLA)를 형성 등의 방법이 제안되고 있다. 그러나, 유기발광장치의 오버코팅층에 마이크로 렌즈 어레이를 형성함에도 불구하고, 소자 안에 갇히는 광이 많음으로써, 외부로 추출되는 광량(光量)이 적은 문제가 있다.
따라서, 발광효율 및 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 유기발광장치가 요구되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 실시예는 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 유기발광장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위해, 실시예들에 따른 유기발광장치는 발광영역 및 비 발광영역으로 구분되는 기판, 기판 상에 배치되는 오버코팅층, 오버코팅층 상에 배치되는 제1전극, 제1전극 상에 배치되는 유기발광층 및 유기발광층 상에 배치되는 제2전극을 포함한다.
일 실시예에 따른 오버코팅층은 평면으로 선형의 둘 이상의 오목부와 둘 이상의 볼록부를 포함할 수 있다. 둘 이상의 오목부와 둘 이상의 볼록부는 평면으로 지그재그 형상, 직선 형상, 유선 형상 중 하나 또는 이들의 조합일 수 있다.
다른 실시예에 따른 둘 이상의 오목부와 둘 이상의 볼록부는 평면으로 다중 형상, 중심이 다른 복수의 다중 형상, 나선형 형상 중 하나 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기발광장치는 오버코팅층에 포함되는 오목부들 사이 또는 볼록부들 사이의 피치를 최소화하여 발광영역의 실제 발광하는 전체 면적을 증가시키므로 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실시예들에 따른 표시장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 마이크로 렌즈를 적용한 유기발광장치의 단면도이다.
도 3는 마이크로 렌즈가 적용된 유기발광장치의 평면도이다.
도 4는 마이크로 렌즈가 적용된 유기발광장치의 A-B를 따라 절단한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 오버코팅층의 오목부와 볼록부의 평면상의 형상들을 도시하고 있다.
도 7a 및 도 7b는 공정상으로 마스크의 노광부의 면적을 감소시킨 경우 오버코팅층의 불량을 도시하고 있다.
도 8a 및 도 8b는 공정상으로 마스크의 비노광부의 면적으로 감소시킨 경우 오버코팅층의 불량을 도시하고 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 유기발광장치의 평면도이다.
도 10은 도 9의 E-F를 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 도 9의 오버코팅층의 오목부와 볼록부의 방향의 다른 예를 도시하고 있다.
도 12는 도 11의 A 부분의 확대 평면도이다.
도 13 및 도 14는 도 9의 오버코팅층의 오목부와 볼록부의 형상의 다른 예들을 도시하고 있다.
도 15a 내지 도15d는 다른 실시예에 따른 유기발광장치의 평면도이다.
도 16a 내지 도 16b는 도 15a 내지 도 15d의 오버코팅층의 오목부와 볼록부의 형상의 다른 예들을 도시하고 있다.
도 17a 내지 도 17b는 도 15a 내지 도 15d의 오버코팅층의 오목부와 볼록부의 형상의 또 다른 예들을 도시하고 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형상으로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
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 형상으로 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
도 1은 실시예들에 따른 유기발광장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 유기발광장치(100)는 두개의 전극들과 그 전극들 사이에 유기층을 포함하는 유기발광소자 또는 유기전기소자를 포함하는 다양한 발광장치일 수 있다.
유기발광장치(100)는 영상을 표시하는 유기발광 표시장치이거나 조명장치, 광원 등일 수 있다. 예를 들어 유기발광장치(100)가 유기발광 표시장치인 경우 하부발광(bottom emission) 표시장치, 상부발광(top emission) 표시장치, 양면발광(dual emission) 표시장치, 플렉서블 표시장치, 투명 표시장치 중 적어도 하나일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것 은 아니다.
유기발광장치(100)가 조명장치인 경우 실내외용 조명장치, 차량용 조명장치 등이거나 다른 기구물과 결합되어 전술한 조명장치들에 적용될 수 있다. 예를 들어 차량용 조명장치는 전조등(headlights), 상향등(high beam), 후 미등(taillights), 제동등(brake light), 후진등(back-up light), 정지등(brake light), 안개등(fog lamp), 방향지시등(turn signal light), 보조등(auxiliary lamp) 중 적어도 하나일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것 은 아니다.
유기발광장치(100)가 광원인 경우, 예를 들면, 액정표시장치(LCD;Liquid Crystal Dislay)의 백라이트, 조명 각종 센서, 프린터, 복사기 등의 광원, 차량용 계기 광원, 신호등, 표시등, 면상발광체의 광원, 장식 또는 각종 라이트 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
이하 유기발광장치(100)가 유기발광 표시장치인 것으로 예시적으로 설명하나 이에 제한되지 않고 조명장치나 광원일 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 실시예들에 따른 유기발광장치(100)는 제 1 방향으로 다수의 제 1 라인(VL1~VLm)이 형성되고, 제 2 방향으로 다수의 제 2 라인(HL1~HLn)이 형성되는 패널(110)과 다수의 제 1 라인(VL1~VLm)으로 제 1 신호를 공급하는 제 1 구동부(120)와 다수의 제 2 라인(HL1~HLn)으로 제 2 신호를 공급하는 제 2 구동부(130)와 제 1 구동부(120) 및 제 2 구동부(130)를 제어하는 제어부(140) 등을 포함한다.
제 1 구동부(120)는 데이터 배선으로 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부일 수 있다. 제 2 구동부(130)는 게이트 배선으로 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동부일 수 있다.
패널(110)에는 제 1 방향으로 형성된 다수의 제 1 라인(VL1~VLm)과 제 2 방향으로 형성된 다수의 제 2 라인(HL1~HLn)의 교차에 따라 다수의 화소(P: Pixel)가 정의된다.
패널(110)의 각 화소 영역의 발광을 제어하는 박막 트랜지스터에 연결된 전극을 제1전극이라 하며, 패널(110) 전면에 배치되거나, 또는 둘 이상의 화소 영역을 포함하도록 배치된 전극을 제2전극이라 한다. 제1전극이 애노드 전극인 경우 제2전극이 캐소드 전극이 되며, 그 역의 경우도 가능하다. 이하, 제1전극의 일 실시예로 애노드 전극을 제2전극의 일 실시예로 캐소드 전극을 중심으로 설명하지만 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.
각 화소(pixel)는 하나 이상의 서브화소(subpixel), 예를 들어 3 개 또는 4 개의 서브화소들을 포함한다. 서브화소는 특정한 한 종류의 컬러필터가 형성되거나, 또는 컬러필터가 형성되지 않고 유기발광소자가 특별한 색상을 발광할 수 있는 단위를 의미한다. 서브화소에서 정의하는 색상으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)과 선택적으로 백색(W)를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 각 서브화소는 별도의 박막 트랜지스터와 이에 연결된 전극을 포함한다.
또한, 각각의 서브화소에는 유기발광층의 광 추출 효율을 높이기 위해 발광영역에 광 산란층(light-scattering layer)이 배치될 수 있다. 전술한 광 산란층은 마이크로 렌즈 어레이(microlens array), 나노패턴(nano pattern), 확산패턴(diffuse pattern), 실리카비드(silica bead)로 명명될 수 있다.
이하, 산란층의 실시예들로 마이크로 렌즈 어레이를 중심으로 설명하지만, 본 발명에 따른 실시예들이 이에 국한되는 것은 아니며 본 발명에 따른 실시예들에서는 광을 산란시키는 다양한 구조가 결합되어 적용될 수 있다.
도 2는 마이크로 렌즈를 적용한 유기발광장치의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 마이크로 렌즈를 적용한 유기발광장치(200)는 기판(210) 상에 박막 트랜지스터(220) 및 박막 트랜지스터(220)와 전기적으로 연결되는 유기발광소자(230)를 포함한다.
기판(210)은 발광영역(EA)과 비발광영역(NEA)으로 구분될 수 있다. 박막 트랜지스터(220)은 비발광영역(NEA)에 위치하고, 유기발광소자(230)는 발광영역(EA)에 위치할 수 있다.
박막 트랜지스터(220)는 액티브층(222), 게이트 전극(224), 소스전극(226) 및 드레인전극(228)을 포함한다. 액티브층(222)과 게이트 전극(224) 사이에는 게이트 절연막(223)이 배치된다.
그리고, 유기발광소자(230)는 제1전극(232), 유기발광층(234) 및 제2전극(236)을 포함한다.
게이트 전극(224) 상에는 층간 절연막(240)이 배치된다. 그리고, 소스전극(226) 및 드레인전극(228)은 층간절연막(240)에 존재하는 제1,2컨택홀들(242, 244)을 통해 액티브층(222)과 접촉한다. 소스전극(226) 및 드레인전극(228) 상에는 보호층(250)이 배치된다.
또한, 보호층(250)을 포함하는 기판(210) 상에는 오버코팅층(260)이 배치된다. 오버코팅층(260) 상에는 박막 트렌지스터(220)의 드레인전극(226)과 연결되는 유기발광소자(230)의 제1전극(232)이 배치된다. 그리고, 오버코팅층(260) 상에는 제1전극(232)의 일부를 노출하여 화소를 정의하는 뱅크(270)가 배치된다. 뱅크(270)에 의해 노출된 제1전극(232) 및 뱅크(270) 상에는 유기발광층(234)이 배치된다.
여기서, 유기발광층(234)은 뱅크(270)에 의해 노출된 제1전극(232)의 상에만 배치되거나, 제1전극(232) 및 뱅크(270)까지 배치될 수도 있다. 그리고, 유기발광층(234) 및 뱅크(270)과 중첩하도록 유기발광소자(230)의 제2전극(236)이 배치된다.
유기발광장치(100)에서 광 추출 효율을 향상시키기 위해, 오버코팅층(260)은 발광영역(EA)에 복수의 오목부(262) 및 복수의 볼록부(264)를 포함할 수 있다. 복수의 오목부(262) 및 복수의 볼록부(264)로 구성된 구조를 마이크로 렌즈(MLA)라고 한다.
이 경우, 마이크로 렌즈(MLA)와 유기발광장치(200)의 제1전극(232) 계면에 입사되는 광 중, 입사각이 전반사 임계각 이하로 입사되는 광은 그대로 기판(210) 밖으로 추출된다. 그리고, 입사각이 전반사 임계각 이상으로 입사되는 광은 마이크로 렌즈에 부딪혀 광 경로가 변경됨으로써, 최종적으로 기판(210) 밖으로 추출된다. 따라서, 마이크로 렌즈를 적용한 유기발광장치(200)의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
도 3는 마이크로 렌즈가 적용된 유기발광장치의 평면도이다. 도 4는 마이크로 렌즈가 적용된 유기발광장치의 A-B를 따라 절단한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 유기발광장치(200)는 마이크로 렌즈가 배치되는 영역과 대응되는 영역에서 유기발광소자(230)의 유기발광층(234)의 두께를 기준으로 오버코팅층(260)의 볼록부(264)에 대응하는 제 1 영역(272), 오버코팅층(260)의 오목부(262)와 볼록부(264) 사이에 위치하는 제 2 영역(274) 및 오버코팅층(260)의 오목부(262)에 대응하는 제 3 영역(276)으로 구분된다.
유기발광층(234)은 직진성을 가지는 증착 공정으로 형성될 경우, 경사면과 대응되는 영역인 제 2 영역(274)에서 제 2 영역(274)의 경사면과 수직인 방향을 기준으로 두께가 제 1 영역(272) 및 제 3 영역(276)에 형성되는 유기발광층(234)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
따라서, 유기발광층(234)의 두께가 제 2 영역(274)에서 제 1 영역(272) 및 제 3 영역(276)보다 얇게 이루어짐으로써, 유기발광소자(230)는 제 2 영역(274)에서 전류밀도가 높아 주로 발광한다. 또한, 제 2 영역(274)과 대응되는 영역에서 마이크로 렌즈의 경사면에 입사되는 광의 입사각이 주로 전반사 임계각 안쪽으로 모이게 됨으로써, 다중 반사(multiple reflection)를 가능하게 하여 광 추출 효율이 높아진다.
그런데, 마이크로 렌즈 적용시 발광 영역 내 전류밀도가 높아 주로 발광하는 제 2 영역(274)이 증가하게 되면 최종적으로 발광 효율은 더욱 증가할 수 있다. 이 제 2 영역(274)의 분포는 오버코팅층(260)의 오목부(262)와 볼록부(264)를 포함하는 마이크로 렌즈 구조의 분포와 일치할 수 있다. 마이크로 렌즈 구조의 분포를 증가시키기 위해서는 마이크로 렌즈 구조의 피치(pitch)가 상대적으로 감소하게 되면 제 2 영역(274)의 분포도 증가하게 된다. 그 결과 제 2 영역(274)의 전체 면적이 증가하게 되어 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5 및 도 6은 오버코팅층의 오목부와 볼록부의 평면상의 형상들을 도시하고 있다.
도 5에 도시한 바와 같이 오버코팅층(260)은 평면상으로 오목부(262)의 주위를 특정 형상, 예를 들어 육각형의 볼록부(264)가 감싸는 벌집 모양일 수 있다.
평면상으로 오목부(262)의 주위를 육각형의 볼록부(264)가 감싸는 벌집 모양의 오버코팅층(260)은 기판(210) 방향으로 마이크로 렌즈 구조를 구현하므로 기판(210) 방향으로 영상을 표시하는 바텀형 유기발광장치에 적용할 수 있다.
공정상으로, 도 5에 도시한 바와 같이 평면상으로 오목부(262)의 주위를 육각형의 볼록부(264)가 감싸는 벌집 모양의 오버코팅층(260)은 기판(210) 상에 오버코팅층(260)의 재료를 전면 도포하고 오목부(262)에 대응하는 노광부가 개구된 벌집 모양의 마스크에 광을 조사한 후 식각액을 이용하여 광이 조사된 영역을 식각하여 제조될 수 있다. 이에 오버코팅층(260)의 재료는 일반적인 포지티브 포토레지스트일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
도 6에 도시한 바와 같이 오버코팅층(260)은 볼록부(264)의 주위를 특정 형상, 예를 들어 육각형의 오목부(262)가 감싸는 벌집 모양일 수 있다.
평면상으로 볼록부(264)의 주위를 육각형의 오목부(262)가 감싸는 벌집 모양의 오버코팅층(260)은 기판(210) 반대 방향으로 마이크로 렌즈 구조를 구현하므로 기판(210)의 반대 방향으로 영상을 표시하는 탑형 유기발광장치에 적용할 수 있다.
공정상으로, 도 6에 도시한 바와 같이 평면상으로 볼록부(264)의 주위를 육각형의 오목부(262)가 감싸는 벌집 모양의 오버코팅층(260)은 기판(210) 상에 오버코팅층(260)의 재료를 전면 도포하고 볼록부(264)에 대응하는 노광부가 개구된 벌집 모양의 마스크에 광을 조사한 후 식각액을 이용하여 광이 조사되지 않은 영역을 식각하여 제조될 수 있다. 이에 오버코팅층(260)의 재료는 일반적으로 네거티브 포토레지스트일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
전술한 바와 같이, 마이크로 렌즈 구조의 분포를 증가시키기 위해 마이크로 렌즈 구조의 피치(pitch)를 상대적으로 줄이기 위해서는 마스크에서 개구된 노광부와 비개구된 비노광부 중 하나를 줄여야 한다.
도 7a 및 도 7b는 공정상으로 마스크의 노광부의 면적을 감소시킨 경우 오버코팅층의 불량을 도시하고 있다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 마스크(280)의 노광부(282)의 면적이 상대적으로 큰 경우 오버코팅층(260)의 오목부(262) 또는 볼록부(264)의 최적 형상을 확보할 수 있다. 그러나, 마이크로 렌즈 구조의 피치(p1->p2)를 상대적으로 줄이기 위해 도 7b에 도시한 바와 같이 마스크(280)에서 노광부(282)의 면적을 상대적으로 줄일 경우 마스크의 노광부을 통과하는 실제 노광량이 줄어들어 오버코팅층의 재료(260a)의 경화가 발생하지 않아 오버코팅층(260)의 오목부(262) 또는 볼록부(264)의 크기와 높이가 줄어드는 등 최적 형상을 확보할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 공정상으로 마스크의 비노광부의 면적으로 감소시킨 경우 오버코팅층의 불량을 도시하고 있다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 마스크(280)의 비노광부(284)의 면적이 상대적으로 큰 경우 오버코팅층(260)의 오목부들(262) 사이 간격 또는 볼록부들(264) 사이 간격, 즉 갭(gap)을 확보할 수 있다. 그러나, 마이크로 렌즈 구조의 피치(p3->p4)를 상대적으로 줄이기 위해 도 8b에 도시한 바와 같이 마스크(280)에서 비노광부(284)의 간격, 즉 겝(g3->g4)을 상대적으로 줄일 경우 노광부들(282) 간의 광간섭으로 인해 오목부들(262) 또는 볼록부들(264)이 평탄화되는 등 최종 형상을 확보할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.
이하, 후술하는 본 발명의 실시예들은 유기발광장치에서, 오목부를 볼록부가 감싸거나 반대로 볼록부를 오목부가 감싸는 벌집구조가 아니라 둘 이상의 오목부들과 둘 이상의 볼록부들이 선형으로 배치되는 오버코팅층을 포함하므로 오목부들 사이 또는 볼록부들 사이의 피치를 최소화하여 발광영역에서 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 유기발광장치를 제공하고자 한다.
도 9는 일 실시예에 따른 유기발광장치의 평면도이다. 도 10은 도 9의 E-F를 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 유기발광장치(300)는 발광영역 및 비 발광영역으로 구분되는 기판(310), 기판(310) 상에 배치되며, 평면으로 선형의 둘 이상의 오목부(362)와 둘 이상의 볼록부(364)를 포함하는 오버코팅층(360), 오버코팅층(360) 상에 배치되는 제1전극(332), 제1전극(332) 상에 배치되는 유기발광층(334) 및 유기발광층(334) 상에 배치되는 제2전극(336)을 포함한다. 이때 선형이란 직선 또는 유선, 이들의 종합 등 어떤 종류의 선형을 포함한다.
오버코팅층(360)에서 둘 이상의 오목부(362)와 둘 이상의 볼록부(364)를 선형으로 배치하므로 마스크를 이용한 노광 공정에서 오목부들(362) 사이 또는 볼록부들(364) 사이의 피치(p)를 최소화할 수 있다.
제1전극(332)와 유기발광층(334), 제2전극(336)은 도 2에 도시한 박막 트랜지스터(220)와 전기적으로 연결되는 유기발광소자(330)를 구성하게 된다.
도 2에 도시한 액티브층(222), 게이트 전극(224), 소스전극(226) 및 드레인전극(228)로 구성된 박막 트랜지스터(220) 상에 층간 절연막(340)이 배치된다. 층간 절연막(340) 상에는 보호층(350)이 배치된다. 또한, 보호층(350)을 포함하는 기판(310) 상에는 오버코팅층(360)이 배치된다.
오버코팅층(360) 상에는 박막 트렌지스터(220)와 전기적으로 연결된 유기발광소자(330)의 제1전극(332)이 배치된다. 그리고, 오버코팅층(360) 상에는 제1전극(332)의 일부를 노출하여 화소를 정의하는 뱅크(도 2의 270)가 배치된다. 뱅크는 화소 정의막(pixel definition layer)이라고도 한다. 뱅크에 의해 노출된 제1전극(332) 및 뱅크 상에는 유기발광층(334)이 배치된다.
유기발광층(334)과 중첩하도록 유기발광소자(330)의 제2전극(336)이 배치된다.
또한, 도시하지 않았으나, 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 유기발광장치(300)는 보호층(350) 또는 제2전극(336) 상에 배치되는 컬러필터층 을 더 포함할 수 있다. 다만, 컬러필터층은 유기발광장치(300)를 구성하는 복수의 서브화소 중에서 일부의 서브화소에만 배치될 수도 있다.
둘 이상의 오목부(362)와 둘 이상의 볼록부(364)는 평면으로 도 9 및 도 11에 도시한 바와 같이 지그재그 형상, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이 직선 형상, 도시하지 않은 유선 형상 중 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. 둘 이상의 오목부(362)와 둘 이상의 볼록부(364)가 직선 형상이 아니라 지그재그 형상이거나 유선 형상 등인 경우 한방향으로 유기발광소자(320)이 발광하는 것이 아니라 다양한 방향으로 발광하므로 시야각을 개선할 수 있다.
둘 이상의 오목부(362)와 둘 이상의 볼록부(364)가 평면으로 도 9 및 도 11에 도시한 바와 같이 지그재그 형상인 경우 지그재그 형상 사이의 사이각은 80도 내지 120도일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 전술한 바와 같이. 둘 이상의 오목부(362)와 둘 이상의 볼록부(364)이 지그재그 형상이거나 유선형상 등인 경우 다양한 방향으로 발광하여 시야각을 개선할 수 있는데, 그 사이각이 80미만이거나 120도를 초과하면 직선 형상에 가까워져 상대적으로 시야각의 개선 효과가 떨어질 수 있다. 다시 말해 그 사이각을 80도 내지 120도인 경우 시야각의 개선 효과를 극대화할 수 있다.
둘 이상의 오목부(362)와 둘 이상의 볼록부(364)는 기판(310) 상으로 도 9 및 도 13에 도시한 바와 같이 제1방향 또는 도 11 및 도 14에 도시한 바와 같이 제1방향과 상이한 방향의 제2방향 중 하나로 선형으로 배치될 수 있다. 제1방향과 제2방향은 도면 상에서 각각 가로방향과 세로방향이고 서로 직각일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 다시 말해 둘 이상의 오목부(362)와 둘 이상의 볼록부(364)의 방향이 제한되지 않으므로 유기발광장치(300)의 설계시 자유도를 높일 수 있다.
둘 이상의 오목부들(362) 사이 또는 둘 이상의 볼록부들(364) 사이의 피치는 특정 크기 이하일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 오버코팅층(360)에서 오목부(362)와 볼록부(364)를 선형으로 형성하는 마스크를 이용한 노광 공정에서 오목부들(362) 사이 또는 볼록부들(364) 사이의 피치(p)를 특정 크기 이하로 최소화할 수 있다.
오버코팅층(360)의 재료는 제한이 없으나 포지티브 포토레지스트이거나 네거티브 포토레지스트일 수 있다.
오버코팅층(360)의 재료가 포지티브 포토레지스트인 경우 오목부들(362) 사이 또는 볼록부들(364) 사이의 피치는 특정 크기 이하일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 또한 오버코팅층(360)의 재료가 네거티브 포토레지스트인 경우 오목부들(362) 사이 또는 볼록부들 사이의 피치는 특정 크기 이하일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 오버코팅층(360)에서 오목부(362)와 볼록부(364)를 선형으로 형성하는 마스크를 이용한 노광 공정에서 오버코팅층(360)의 재료가 포지티브 포토레지스트인 경우 오목부들(362) 사이 또는 볼록부들(364) 사이의 피치(p)를 더욱 최소화할 수 있다.
전술한 일 실시예는 오버코팅층(360)에서 둘 이상의 오목부(362)와 둘 이상의 볼록부(364)를 선형으로 배치 하였으나 이에 제한 되지 않는다. 예를 들어, 오목부를 볼록부가 감싸거나 반대로 볼록부를 오목부가 감싸는 벌집구조와 다른 형상의 오목부들과 볼록부들로 오목부들 사이 또는 볼록부들 사이의 피치를 최소화하여 발광영역에서 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하, 다른 실시예로 둘 이상의 오목부들과 둘 이상의 볼록부들이 평면으로 다른 형상, 예를 들어 다중 형상, 중심이 다른 복수의 다중 형상, 나선형 형상 중 하나 또는 이들의 조합인 오버코팅층을 포함하는 표시장치를 상세히 설명한다.
도 15a 내지 도15d는 다른 실시예에 따른 유기발광장치의 평면도이다. 도 16a 내지 도 16b는 도 15a 내지 도 15d의 오버코팅층의 오목부와 볼록부의 형상의 다른 예들을 도시하고 있다. 도 17a 내지 도 17b는 도 15a 내지 도 15d의 오버코팅층의 오목부와 볼록부의 형상의 또 다른 예들을 도시하고 있다.
도 10, 도 15a 내지 도 17b를 참조하면, 다른 실시예에 따른 유기발광장치(400)는 발광영역 및 비 발광영역으로 구분되는 기판(310), 기판(310) 상에 배치되며, 둘 이상의 오목부(362)와 둘 이상의 볼록부(364)를 포함하는 오버코팅층(360), 오버코팅층(360) 상에 배치되는 제1전극(332), 제1전극(332) 상에 배치되는 유기발광층(334) 및 유기발광층(334) 상에 배치되는 제2전극(336)을 포함한다.
이때, 유기발광장치(400)에서, 둘 이상의 오목부(362)와 둘 이상의 볼록부(364)를 포함하는 오버코팅층(360)은, 평면으로 다중 형상, 중심이 다른 복수의 다중 형상, 나선형 형상 중 하나 또는 이들의 조합으로 되어 있을 수 있다.
도15a 내지 도 15d를 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)는 평면으로 다중 형상일 수 있다.
다중 형상은 일부가 절개된 다중 형상, 예를 들어 바깥쪽 부분의 일부가 절개된 다중 형상일 수 있다.
도 15a를 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)는 평면으로 다중 원형 형상일 수 있으며, 바깥쪽 다중 원형 형상의 일부가 절개된 다중 원형 형상(466)일 수 있다.
도 15b를 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)는 평면으로 다중 타원형 형상일 수 있으며, 바깥쪽 다중 타원형 형상의 일부가 절개된 다중 타원형 형상(466)일 수 있다.
도 15c를 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)는 평면으로 다중 마름모 형상일 수 있으나 다중 다각형 형상, 예를 들어 다중 사각형 형상일 수 있으며 이에 제한되지 않는다.
도 15c에 도시한 바와 같이 바깥쪽 다중 타원형 형상의 일부가 절개된 다중 마름모 형상(466)일 수 있다.
도 15d를 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)는 오목한 다중 다이아몬드 형상(468)일 수 있으며, 바깥쪽 오목한 다중 다이아몬드 형상(468)의 일부가 절개된 오목한 다중 다이아몬드 형상(466)일 수 있다.
도 16a 내지 도 16b를 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)는 평면으로 중심이 다른 복수의 다중 형상일 수 있다.
중심이 다른 복수의 다중 형상은 일부가 절개된 복수의 다중 형상, 예를 들어 바깥쪽 다중 형상 부분의 일부가 절개된 복수의 다중 형상일 수 있다.
도 16a를 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)는 평면으로 중심이 다른 복수의 다중 사각형 형상일 수 있다.
도 16a는 중심이 다른 복수의 다중 사각형 형상의 바깥쪽 다중 사각형 형상의 일부가 절개되지 않은 것으로 도시하였으나 바깥쪽 다중 사각형 형상의 일부는 절개된 다중 사각형일 수 있다.
도 16b를 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)는 평면으로 중심이 다른 복수의 다중 마름모 형상일 수 있으며, 바깥쪽 다중 마름모 형상의 일부가 절개된 다중 마름모 형상(466)일 수 있다.
도 17a 내지 도 17b는 평면으로 중심이 다른 복수의 다중 사각형 형상, 중심이 다른 복수의 다중 마름모 형상을 도시하고 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 중심이 다른 복수의 다중 다각형 형상, 중심이 다른 복수의 다중 원형 형상, 중심이 다른 복수의 다중 타원형 형상일 수 있다.
도 17a 내지 도 17b를 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)는 평면으로 나선형 형상일 수 있다.
나선형 형상은 일부가 절개된 나선형 형상, 예를 들어 바깥쪽 나선형 형상 일부가 절개된 나선 형상일 수 있다.
도 17a를 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)는 평면으로 원형 나선형 형상일수 있으며, 바깥쪽 나선형 형상의 일부가 절개된 나선형 형상(466)일 수 있다.
17b 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)는 평면으로 사각 나선형 형상일수 있다. 바깥쪽 나선형 형상의 일부가 절개된 나선형 형상(466)일 수 있다.
도 17b는 바깥쪽 사각 나선 형상의형 일부가 절개되지 않은 것으로 도시하였으나 바깥쪽 사각 나선형 형상의 일부는 절개된 다중 사각형일 수 있다.
도 17a 내지 도 17b는 둘 이상의 오목부(462)와 둘이상의 볼록부(464)가 원형 나선 형상, 사각 나선 형상인 것으로 도시하였으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 삼각 나선형 형상, 육각 나선형 형상일 수도 있다.
도 15a 내지 도 17b 을 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)들 또는 둘 이상의 볼록부(464)들은 오목부(462) 또는 볼록부(464)가 연장된 곡면으로 이루어짐으로써 전술한 오목부(362)와 볼록부(364)를 선형으로 형성하는 경우와 마찬가지로 마스크를 이용한 노광 공정에서 오목부들(462) 사이 또는 볼록부들(464) 사이의 피치(p)를 특정 크기 이하로 최소화할 수 있다.
도 15a 내지 도 17b 을 참조하면, 둘 이상의 오목부(462)들 사이 또는 둘 이상의 볼록부(464)들 사이의 피치(p)가 동일한 크기를 가질 수 있으며 한 방향으로 유기발광소자가 발광하는 것이 아니라 다양한 방향으로 발광하는 조밀한 형상이므로 발광효율 및 광 추출 효율을 향상 시키고 시야각을 개선시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 실시예들에 따른 유기발광장치(300, 400)는 오목부를 볼록부가 감싸거나 반대로 볼록부를 오목부가 감싸는 벌집구조가 아니므로 오목부들(362) 사이 또는 볼록부들(364) 사이의 피치를 최소화하여 발광영역의 실제 발광하는 전체 면적을 증가시키므로 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예들에 따른 유기발광장치(300)는 광 추출 효율이 더욱 향상되므로, 광 추출 성능 향상에 따른 소자 휘도/효율/수명/소비전력을 향상시킬 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

Claims (13)

  1. 발광영역 및 비 발광영역으로 구분되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되며, 평면으로 선형의 둘 이상의 오목부와 둘 이상의 볼록부를 포함하는 오버코팅층;
    상기 오버코팅층 상에 배치되는 제1전극;
    상기 제1전극 상에 배치되는 유기발광층; 및
    상기 유기발광층 상에 배치되는 제2전극을 포함하고,
    상기 둘 이상의 오목부와 상기 둘 이상의 볼록부는 평면으로 지그재그 형상인 유기발광장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 둘 이상의 오목부와 상기 둘 이상의 볼록부의 지그재그 형상 사이의 사이각은 80도 내지 120도인 유기발광장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 둘 이상의 오목부와 상기 둘 이상의 볼록부는 상기 기판 상으로 제1방향 또는 상기 제1방향과 상이한 방향의 제2방향 중 하나로 선형으로 배치되는 유기발광장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오버코팅층의 재료는 포지티브 포토레지스트이거나 네거티브 포토레지스트인 유기발광장치.
  6. 발광영역 및 비 발광영역으로 구분되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되며, 평면으로 나선형 형상인 둘 이상의 오목부와 둘 이상의 볼록부를 포함하는 오버코팅층;
    상기 오버코팅층 상에 배치되는 제1전극;
    상기 제1전극 상에 배치되는 유기발광층; 및
    상기 유기발광층 상에 배치되는 제2전극을 포함하는 유기발광장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 나선형 형상은 일부가 절개된 형상인 유기발광장치.
  8. 발광영역 및 비 발광영역으로 구분되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되며, 평면으로 다중 다각형 형상인 둘 이상의 오목부와 둘 이상의 볼록부를 포함하는 오버코팅층;
    상기 오버코팅층 상에 배치되는 제1전극;
    상기 제1전극 상에 배치되는 유기발광층; 및
    상기 유기발광층 상에 배치되는 제2전극을 포함하는 유기발광장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다중 다각형 형상은 다중 사각형 형상, 다중 마름모 형상 중 하나 또는 이들의 조합인 유기발광장치.
  10. 발광영역 및 비 발광영역으로 구분되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되며, 평면으로 중심이 다른 복수의 다중 다각형 형상인 둘 이상의 오목부와 둘 이상의 볼록부를 포함하는 오버코팅층;
    상기 오버코팅층 상에 배치되는 제1전극;
    상기 제1전극 상에 배치되는 유기발광층; 및
    상기 유기발광층 상에 배치되는 제2전극을 포함하는 유기발광장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 중심이 다른 복수의 다중 다각형 형상은 중심이 다른 복수의 다중 사각형 형상, 중심이 다른 복수의 다중 마름모 형상 중 하나 또는 이들의 조합인 유기발광장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 둘 이상의 오목부들 사이 또는 상기 둘 이상의 볼록부들 사이의 피치는 동일한 유기발광장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 둘 이상의 오목부와 상기 둘 이상의 볼록부 사이에 대응되는 상기 유기발광층의 두께는 상기 둘 이상의 오목부 및 상기 둘 이상의 볼록부에 대응되는 상기 유기발광층의 두께보다 작은 유기발광장치.
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