KR20120011611A - 다중시역 유기전계 발광소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 다수의 화소영역과 상기 다수의 각 화소영역 내에 구동영역과 스위칭 영역 정의된 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역의 경계에 서로 교차하며 형성된 게이트 및 데이터 배선과; 상기 스위칭 및 구동영역에 각각 형성된 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와; 상기 화소영역 전면에 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 가지며 형성된 보호층과; 상기 각 화소영역 내에 상기 보호층 위로 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 상기 드레인 콘택홀을 통해 접촉하며 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 위로 형성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층 위로 형성된 제 2 전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 1 및 제 2 기판 가장자리를 따라 형성된 접착제를 포함하며, 상기 유기 발광층은 제 1 두께를 갖는 제 1 유기 발광층과 제 2 두께를 갖는 제 2 유기 발광층으로 이루어지며, 상기 다수의 화소영역은 선택적으로 제 1 유기 발광층 또는 제 2 유기 발광층이 구비됨으로써 제 1 시야각 범위와 제 2 시야각 범위에서 휘도 차이에 의해 서로 다른 시역을 형성하는 것을 특징으로 하는 다중시역 유기전계 발광소자를 제공한다.

Description

다중시역 유기전계 발광소자{Organic electro luminescent device having multi viewing zone}

본 발명은 다중시역 표시장치에 관한 것으로, 특히 다중시역을 갖는 유기전계 발광소자에 관한 것이다.

일반적으로 표시장치는 하나의 표시화면에 대해 하나의 영상정보를 보임으로써 다수의 사용자가 하나의 화상만을 시청할 수 있다. 이러한 표시장치는 주로 개인용으로 이용될 경우 유리하지만, 다수의 사용자가 서로 다른 화상을 시청하고 할 경우는 이를 충족시킬 수 없는 실정이다.

특히, 최근에 차량용 네비게이션이 매우 많이 보급되어 있는데, 네비게이션의 경우, 동영상을 구현할 수도 있고 길안내 화상을 표시할 수 있으나, 이들 중 어느 하나의 화상만을 구현하게 되는 바, 운전을 위해서는 길안내 화상을 구현해야 하므로 조수석에 앉은 사람은 동영상을 보고 싶어도 이를 시청할 수 없다.

따라서, 최근에는 이러는 표시장치의 문제점을 해결하고자 단일 화면에 대해 다수의 사용자에게 독립적으로 동시에 서로 다른 화상을 제공할 수 있는 다중시역 표시장치가 제안되고 있다. 다중시역 표시장치는 단 하나의 화상표시장치를 이용하여 시청 위치에 따라 서로 다른 두 개 이상의 영상을 표시하는 것을 특징으로 하고 있다.

도 1 은 종래의 다중시역 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도시한 바와 같이, 종래의 다중시역 표시장치(1)는, 크게 다수의 화소영역(P)을 포함하는 하나의 화상표시소자(10), 예를들면 액정표시장치 또는 유기전계발광소자와, 이에 대해 사용자의 특정 위치별로 서로 다른 화소영역(P)으로 나오는 빛만을 선택적으로 볼 수 있도록 하는 빛의 투과영역(T)과 차단영역(B)으로 구성된 패시브 배리어(passive barrier)(20)로 구성되고 있다.

도면에서는 화상표시소자(10)와 시차 배리어(20)를 정면에 두고 그 좌측 및 우측에 위치한 사용자(u1, u2)가 서로 다른 화상 정보를 시청할 수 있는 것을 보이고 있다.

이때, 상기 시차 배리어(20)의 역할은 화상표시소자(10)의 각 화소영역(P)을 통해 나오는 빛에 대해 좌측에 위치한 사용자(u1)는 제 1 화상정보(L)만을 나타내는 화소영역(P)에서 나오는 빛만을 보도록, 그리고 우측에 위치한 사용자(u2)는 제 2 화상정보(R)를 나타내는 화소영역(P)에서 나오는 빛만을 볼 수 있도록 특정 위치에서 선택적으로 빛을 가리는 것이다. 이때, 통상적으로 상기 시차 배리어(20)의 차단영역(B)은 하나의 화소영역(P)의 폭(d1)보다 넓은 폭(d2)을 갖도록(d2>d1) 배치되고 있음을 알 수 있다.

따라서, 이러한 시차 배리어(20)에 의한 다중시역 표시장치(1)는 상기 시차 배리어(20)에 의한 광차폐를 이용하게 되므로 시역별로 광의 분리를 명확히 하기 위해서는 시차 배리어(20)의 투과영역(T)의 폭(d3)이 작아져야 하며, 이는 휘도 감소를 초래하게 된다. 휘도 감소를 방지하기 위해 상기 패시브 배리어(20)의 차단영역(B)의 폭(d2)을 하나의 화소영역(P)의 폭(d1)보다 작게 하면 시역별 시청이 가능한 거리 범위가 줄어들게 됨으로써 다중시역 표시장치(1)의 특성이 저하되는 문제가 있다.

또한 전술한 구성을 갖는 종래의 다중시역 표시장치에 있어서 시차 배리어는 화상표시소자의 화소영역 사이즈, 시청자의 화상을 바라보는 각도를 고려하여 제작되어야 함으로써 화상표시소자의 제작 시 추가적인 공정을 필요로 하게 되므로 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 시차 배리어 등의 별도의 다중시역 발생 수단을 필요로 하지않고, 제조 공정이 단순하며, 별도의 공정 추가없이 다중시역을 갖는 유기전계 발광소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 다중시역 유기전계 발광소자는, 다수의 화소영역과 상기 다수의 각 화소영역 내에 구동영역과 스위칭 영역 정의된 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역의 경계에 서로 교차하며 형성된 게이트 및 데이터 배선과; 상기 스위칭 및 구동영역에 각각 형성된 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와; 상기 화소영역 전면에 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 가지며 형성된 보호층과; 상기 각 화소영역 내에 상기 보호층 위로 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 상기 드레인 콘택홀을 통해 접촉하며 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 위로 형성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층 위로 형성된 제 2 전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 1 및 제 2 기판 가장자리를 따라 형성된 접착제를 포함하며, 상기 유기 발광층은 제 1 두께를 갖는 제 1 유기 발광층과 제 2 두께를 갖는 제 2 유기 발광층으로 이루어지며, 상기 다수의 화소영역은 선택적으로 제 1 유기 발광층 또는 제 2 유기 발광층이 구비됨으로써 제 1 시야각 범위와 제 2 시야각 범위에서 휘도 차이에 의해 서로 다른 시역을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제 1 전극은 애노드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 높은 투명 도전성 물질로 이루어지며, 상기 제 2 전극은 캐소드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 낮은 금속물질인 마그네슘-은 합금(MgAg)로 이루어진 것이 특징이다.

또한, 상기 다수의 화소영역은 다수의 제 1 화소영역과 다수의 제 2 화소영역으로 나뉘며, 상기 제 2 전극은 상기 다수의 제 1 화소영역과 제 2 화소영역에 마그네슘과 은의 조성비를 달리하거나 또는 그 두께를 달리하는 것이 특징이다.

또한, 상기 제 1 전극과 상기 보호층 사이에는 반사판이 구비된 것이 특징이다.

또한, 상기 유기 발광층은 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)으로 구성되며, 상기 제 1 유기 발광층과 제 2 유기 발광층은 상기 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer) 중 어느 하나의 층 또는 둘 이상의 층의 두께를 달리하는 것이 특징이다. 또한, 상기 유기 발광층은 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 발광 물질층으로 구성됨으로써 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 화소영역을 이루며, 상기 제 1 유기 발광층과 제 2 유기 발광층은 상기 적, 녹, 청색을 발광하는 3개의 화소영역을 하나의 도트 단위로 하여 도트 단위별로 교대하여 형성되거나, 또는 이웃하는 화소영역 단위로 교대하며 형성되는 것이 특징이다.

또한, 상기 보호층에는 상기 각 화소영역을 테두리 하는 형태로 상기 제 1 전극의 테두리와 중접하며 버퍼패턴이 형성된 것이 특징이다.

본 발명에 따른 다중시역 유기전계 발광소자는 시차 배리어를 필요로 하지 않으므로 종래의 시차 배리어를 이용한 다중시역 표시장치 대비 휘도가 향상되는 장점이 있다.

또한, 시차 배리어 등을 필요로 하지 않으며, 다중시역 구현을 위한 별도의 추가적인 공정을 필요로 하지 않으므로 제조 공정이 단순하므로 단위 시간당 생산성이 우수하며 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 다중시역 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중시역 유기전계 발광소자 및 시역을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중시역 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역을 포함하는 표시영역 및 비표시영역 일부의 단면구조를 도시한 도면.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명에 따른 다중시역 유기전계 발광소자에 있어서 서로 다른 두께의 유기 발광층의 평면 배치 구조를 도시한 도면.
도 5a는 제 1 두께를 갖는 유기 발광층을 구비한 유기전계 발광소자의 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프이며, 도 5b는 제 2 두께를 갖는 유기발광층을 구비한 유기전계 발광소자의 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프.
도 6은 제 1 두께를 갖는 유기 발광층과 제 2 두께를 갖는 유기 발광층을 도 4a 또는 도 4b에 나타낸 방식대로 배치된 본 발명의 실시예에 따른 다중시역 유기전계 발광소자의 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중시역 유기전계 발광소자 및 시역을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중시역 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역을 포함하는 표시영역 및 비표시영역 일부의 단면구조를 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해 표시영역(AA) 내에 각 화소영역(P)내에 구동 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 구동영역(DA), 스위칭 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 스위칭 영역(미도시)이라 정의한다.

본 발명의 실시예에 따른 다중시역을 갖는 유기전계 발광소자(101)는 표시영역(AA)과 상기 표시영역(AA)의 주변에 비표시영역(NA)이 정의되고, 상기 표시영역(AA)내에 다수의 화소영역(P)이 구비되며, 상기 각 화소영역(P) 내에 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 제 1 기판(110)과 이와 대응하여 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 서로 대향하며 배치되고 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 170)을 투명한 유리재질로 이루어지거나 또는 플렉서블한 유기전계 발광소자(101)를 구현하기 위해 유연성이 우수한 플라스틱이나 또는 고분자 물질층으로 이루어지고 있다.

한편, 상기 제 1 기판(110)에 있어서는 상기 표시영역(AA)에는 각 화소영역(P)의 경계에 서로 교차하며 게이트 및 데이터 배선(121, 미도시)이 형성되고 있으며, 상기 게이트 배선(121) 또는 데이터 배선(미도시)과 나란하게 전원배선(미도시)이 형성되고 있다.

또한, 다수의 각 화소영역(P)에는 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)가 형성되어 있으며, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 연결되며 반사판(145)을 개재하여 제 1 전극(147)이 형성되어 있다.

또한, 상기 제 1 전극(147) 상부에는 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)색을 발광하는 유기 발광 패턴(미도시)을 포함하는 유기 발광층(155)이 형성되어 있으며, 상기 유기 발광층(155) 상부에는 상기 표시영역(AA) 전면에 제 2 전극(158)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 전극(147)과 유기 발광층(155)과 상기 제 2 전극(158)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.

그리고, 전술한 구성을 갖는 제 1 기판(110)과 대응하여 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비되고 있으며, 이들 두 기판(110, 170)의 표시영역(AA) 외측의 비표시영역(NA)에는 상기 표시영역(AA)을 테두리하며 씰란트(sealant) 또는 프릿(Frit)으로 이루어진 접착패턴(161)이 구비되고 있다. 이때, 도면에 있어서는 상기 표시영역(AA) 외측의 비표시영역(NA)에 상기 접착패턴(161)을 형성함으로서 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 170)이 접착된 패널 상태를 유지하는 것을 일례로 도시하고 있지만, 접착 특성을 가지며 투명한 재질의 상기 프릿 또는 투명한 유기절연물질 또는 점착물질을 상기 표시영역(AA) 전면에 도포하거나 부착하여 페이스 씰(face seal)(미도시)을 형성함으로서 패널상태를 유지하도록 할 수도 있다.

조금 더 상세히 본 발명의 실시예에 따른 다중시역을 갖는 유기전계 발광소자의 구성에 대해 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중시역을 갖는 유기전계 발광소자(101)는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 형성된 제 1 기판(110)과, 상기 유기발광 다이오드(E)를 인캡슐레이션 하기위한 제 2 기판(170)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 170)의 비표시영역(NA)에 상기 표시영역(AA)을 테두리하며 형성된 접착패턴(변형예의 경우 페이스 씰(face seal))을 포함하여 구성되고 있다.

상기 제 1 기판(110)에 있어 상기 표시영역(AA) 내의 각 화소영역(P)에는 상기 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에 대응하여 각각 순수 폴리실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 제 1 영역(113a) 그리고 상기 제 1 영역(113a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제 2 영역(113b)으로 구성된 반도체층(113)이 형성되어 있다. 이때, 상기 반도체층(113)과 상기 제 1 기판(110) 사이에는 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(미도시)이 더욱 구비될 수도 있다. 상기 버퍼층(미도시)은 상기 반도체층(113)의 결정화시 상기 절연기판(110) 내부로부터 나오는 알카리 이온의 방출에 의한 상기 반도체층(113)의 특성 저하를 방지하기 위함이다.

또한, 상기 반도체층(113)을 덮으며 게이트 절연막(116)이 상기 제 1 기판(110) 전면에 형성되어 있다. 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에 있어 상기 반도체층(113)의 제 1 영역(113a)에 대응하여 게이트 전극(120)이 형성되어 있다.

또한, 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 스위칭 영역(미도시)에 형성된 게이트 전극(미도시)과 연결되며 일방향으로 연장하며 게이트 배선(121)이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트 전극(120)과 상기 게이트 배선(121)은 저저항 특성을 갖는 제 1 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나로 이루어져 단일층 구조를 가질 수도 있으며, 또는 둘 이상의 금속물질로서 이중층 또는 삼중층 구조를 가질 수도 있다.

그리고 상기 표시영역(AA)에 있어서 상기 게이트 전극(120)과 게이트 배선(121) 위로 층간절연막(123)이 형성되어 있다. 이때, 상기 표시영역(AA)에 있어서는 상기 층간절연막(123)과 그 하부의 게이트 절연막(116)에는 상기 제 1 영역(113a) 양측면에 위치한 상기 제 2 영역(113b) 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 구비되고 있다.

다음, 상기 반도체층 콘택홀(125)을 포함하는 층간절연막(123) 상부에는 상기 표시영역(AA)에 있어서 상기 게이트 배선(121)과 교차하며 상기 화소영역(P)의 장축을 연결한 방향으로 연장하며 제 2 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 이루어진 데이터 배선(미도시)과, 이와 이격하여 전원배선(미도시)이 형성되고 있다. 이때, 상기 전원배선(미도시)은 상기 게이트 배선(121)이 형성된 층에 상기 게이트 배선(121)과 이격하며 형성될 수도 있다.

또한, 상기 층간절연막(123) 위로 상기 표시영역(AA)에 있어서 각 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 서로 이격하며 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 노출된 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며 상기 데이터 배선(미도시)과 동일한 물질로 이루어진 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다. 이때, 상기 구동영역(DA)에 형성된 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과, 이들 두 전극(133, 136)과 각각 접촉하는 제 2 영역(113b)을 포함하는 반도체층(113)과, 상기 반도체층(113) 상부에 형성된 게이트 절연막(116) 및 게이트 전극(120)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이룬다. 도면에 있어서는 상기 데이터 배선(미도시)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 모두 단일층 구조를 갖는 것을 일례로 보이고 있지만, 이들 구성요소는 이중층 또는 삼중층 구조를 이룰 수도 있다.

이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조를 갖는 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 또한 상기 스위칭 영역(미도시)에 형성되고 있다. 이때, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 게이트 배선(121) 및 데이터 배선(미도시)과 전기적으로 연결되며 형성되어 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어서는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 폴리실리콘의 반도체층(113)을 가지며 탑 게이트 타입(Top gate type)으로 구성된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 비정질 실리콘의 반도체층을 갖는 보텀 게이트 타입(Bottom gate type)으로 구성될 수도 있음은 자명하다. 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터가 보텀 게이트 타입으로 구성되는 경우, 그 적층구조는 게이트 전극/게이트 절연막/순수 비정질 실리콘의 액티브층과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층으로 이루어진 반도체층과/서로 이격하는 소스 및 드레인 전극으로 이루어지게 된다. 이때, 게이트 배선은 상기 게이트 전극이 형성된 층에 상기 스위칭 박막트랜지스터의 게이트 전극과 연결되도록, 데이터 배선은 상기 스위칭 박막트랜지스터의 소스 전극이 형성된 층에 상기 소스 전극과 연결되도록 형성되게 된다.

한편, 실시예의 경우 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 위로는 상기 표시영역(AA)에 대응하여 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 갖는 보호층(140)이 형성되어 있다.

상기 드레인 콘택홀(143)을 구비한 보호층(140) 위로는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 접촉되며, 각 화소영역(P) 별로 반사효율 증대를 위해 반사효율이 우수하며 금속물질 예를들면 알루미늄 또는 은(Ag)로서 반사판(145)이 형성되어 있다.

또한, 상기 반사판(145) 위로는 본 발명의 특징적인 구성으로서 제 1 전극(147)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 전극(147)은 애노드 전극의 역할을 하는 것으로, 일함수 값이 비교적 크며 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어지고 있다.

다음, 상기 제 1 전극(147) 위로 각 화소영역(P)의 경계에는 버퍼패턴(150)이 형성되어 있다. 이때, 상기 버퍼패턴(150)은 각 화소영역(P)을 둘러싸는 형태로 상기 제 1 전극(147)의 테두리와 중첩하도록 형성되고 있으며, 표시영역(AA) 전체적으로는 다수의 개구를 갖는 격자형태를 이루고 있다.

또한, 상기 버퍼패턴(150)로 둘러싸인 각 화소영역(P)에는 상기 제 1 전극(147) 위로 각각 적, 녹 및 청색을 발광하는 유기발광 패턴(미도시)으로 구성된 유기 발광층(155)이 형성되고 있다.

이때, 본 발명의 가장 특징적인 구성으로서 상기 유기 발광층(155)은 마이크로 커비티 효과(빛이 투과하는 물질층의 두께를 다르게 함으로써 상기 제 2 전극(147)과 상기 반사판(145) 사이에서 유기 발광층(155)으로부터 나온 빛이 선택적 반사를 반복하여 최종적으로 원하는 파장대의 빛만을 투과시키게 현상)에 의해 시야각을 달리하기 위해 서로 다른 두께(t1≠t2)를 가진 2개의 구조를 이루는 것이 특징이다.

이렇게 서로 다른 두께(t1≠t2)를 갖는 유기 발광층(155)은 도 4a(본 발명에 따른 다중시역 유기전계 발광소자에 있어서 일례로서 서로 다른 두께의 유기 발광층의 평면 배치 구조를 도시한 도면)에 도시한 바와 같이, 적, 녹, 청색 화소영역(R, G, B) 3개를 하나의 단위로 정의한 도트(dot) 단위로 제 1 도트(A)는 제 1 두께(도 3의 t1)의 제 1 유기 발광층(A)을 구비하고 이와 교대하는 제 2 도트(B)는 제 1 두께(도 3의 t1)와 다른 제 2 두께(도 3의 t2)를 갖는 제 2 유기 발광층(B) 갖도록 형성되거나, 또는 도 4b(본 발명에 따른 다중시역 유기전계 발광소자에 있어서 또 다른 일례로서 서로 다른 두께의 유기 발광층의 평면 배치 구조를 도시한 도면)에 도시한 바와같이, 적, 녹, 청색 화소영역(R, G, B)과 관계없이 화소영역(P) 단위로 교대하며 제 1 두께(도 3의 t1)를 갖는 제 1 유기 발광층(A)과 제 2 두께(도 3의 t2)를 갖는 제 2 유기 발광층(B)이 형성될 수 있다.

한편, 상기 유기 발광층(155)은 상기 제 1 전극 위로 순차적으로 정공주입층(hole injection layer)(155a), 정공수송층(hole transporting layer)(155b), 발광 물질층(emitting material layer)(155c), 전자수송층(electron transporting layer)(155d) 및 전자주입층(electron injection layer)(155e)으로 구성된다.

또한, 이러한 구성을 갖는 유기 발광층(155)과 상기 버퍼패턴(150)의 상부에는 상기 표시영역(AA) 전면에 상대적으로 낮은 일함수 금속물질 예를들면 마그네슘 은 합금(MgAg)로 이루어진 것이 특징으로 하는 제 2 전극(158)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 전극(147)과 제 2 전극(158)과 그 사이에 형성된 유기 발광층(155)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.

전술한 구조를 갖는 제 1 기판(110)에 대응하여 제 2 기판(170)이 마주하며 위치하고 있으며, 이들 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)의 비표시영역(NA)에 상기 표시영역(AA)을 테두리하며 따라 이들 두 기판(110, 170)이 합착된 상태를 유지할 수 있도록 실란트(sealant) 또는 프릿(frit)으로 이루어진 접착패턴(161)이 구성되고 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 다중시역 유기전계 발광소자(101)는 상기 제 2 전극(158)의 두께와 혼합된 금속의 조성비(마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 조성비) 및 상기 제 1 전극(147) 상부에 위치한 다중층 구조를 갖는 유기 발광층(155)의 두께를 조절함으로써 다중시역을 구현할 수 있다.

즉, 유기 발광층(155)을 이루는 다중층의 적층구조에서 마이크로 커비티(micro-cavity) 효과에 의한 시야각 발생 현상을 이용하여 다중화면 유기전계 발광소자(101)를 구현한다. 다중화면 유기전계 발광소자(101)에 있어 유기 발광층(155)을 이루는 다수의 보조층 예를들면, 정공주입층(hole injection layer)(155a), 정공수송층(hole transporting layer)(155b), 발광 물질층(emitting material layer)(155c), 전자수송층(electron transporting layer)(155d) 및 전자주입층(electron injection layer)(155e) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 층의 두께를 조절하여 극단적인 시야각 차이가 발생하는 서로 다른 2개의 두께(도 3의 t1 및 t2)를 갖는 유기 발광층(155) 구조를 구성하거나, 또는 제 2 전극(158)을 이루는 합금의 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 조성비 및 상기 제 2 전극(158)의 두께를 달리함으로써 사용자는 시야각에 따라 서로 다른 두 개의 화면을 볼 수 있는 것이다.

도 5a는 제 1 두께를 갖는 유기 발광층을 구비한 유기전계 발광소자의 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프이며, 도 5b는 제 2 두께를 갖는 유기발광층을 구비한 유기전계 발광소자의 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프이며, 도 6은 제 1 두께를 갖는 유기 발광층과 제 2 두께를 갖는 유기 발광층을 도 4a 또는 도 4b에 나타낸 방식대로 배치된 본 발명의 실시예에 따른 다중시역 유기전계 발광소자의 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프이다.

도 5a를 참조하면, 제 1 두께의 유기 발광층을 구비한 유기전계 발광소자의 경우 시야각이 -50도 내지 50도 범위에서는 휘도 특성이 최대가 되고, -50도 보다 작거나 50도 보다 큰 범위에서는 급격히 휘도 특성이 저하됨을 알 수 있다.

또한, 도 5b를 참조하면, 제 2 두께의 유기 발광층을 구비한 유기전계 발광소자의 경우 시야각이 -60도 내지 60도 범위에서는 휘도 특성이 거의 최소가 되고, -80도 내지 -60도의 범위와 60도 내지 80도의 범위에서는 각각 최대 휘도 특성을 가짐을 알 수 있다.

따라서, 도 2 및 도 6에서와 같이 제 1 두께를 갖는 유기 발광층과 제 2 두께를 갖는 유기 발광층을 순차 교대하도록 또는 도트 단위로 순차 교대하도록 구비한 본 발명에 따른 다중시역 유기전계 발광소자는 시야각이 -60도 내지 60도(θ1)인 영역에서는 제 1 화상을 표시하는 제 1 시역을 이루고, 시야각이 -80도 내지 -60도 및 60도 내지 80도(θ2)인 영역에서는 제 2 화상을 표시하는 제 2 시역을 이룸으로써 제 1 및 제 2 시역에 위치하는 각각의 시청자는 휘도차를 적용되어 서로 다른 화상을 각각 시청할 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 일례로 본 발명의 실시예에 있어서는 상부발광 모드로 작동하는 유기전계 발광소자를 일례로 보이고 있으나, 하부발광 모드로 작동하는 경우에도 적용될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

101 : 다중시역 유기전계 발광소자 110 : 제 1 기판
113 : 반도체층 113a : 제 1 영역
113b : 제 2 영역 116 : 게이트 절연막
120 : 게이트 전극 121 : 게이트 배선
123 : 층간절연막 125 : 반도체층 콘택홀
133 : 소스 전극 136 : 드레인 전극
138 : 제 2 금속패턴 140 : 보호층
143 : 드레인 콘택홀 145 : 반사패턴
147 : 제 1 전극 150 : 버퍼패턴
155 : 유기 발광층 155a : 정공주입층
155b : 정공수송층 155c : 발광 물질층
155d : 전자수송층 155e : 전자 주입층
158 : 제 2 전극 161 : 접착패턴
170 : 제 2 기판 AA : 표시영역
DA : 구동영역 DTr : 구동 박막트랜지스터
E : 유기전계 발광 다이오드 NA : 비표시영역
P : 화소영역 t1, t2 : 제 1, 2 두께

Claims (8)

1. 다수의 화소영역과 상기 다수의 각 화소영역 내에 구동영역과 스위칭 영역 정의된 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역의 경계에 서로 교차하며 형성된 게이트 및 데이터 배선과;
   상기 스위칭 및 구동영역에 각각 형성된 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와;
   상기 화소영역 전면에 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 가지며 형성된 보호층과;
   상기 각 화소영역 내에 상기 보호층 위로 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 상기 드레인 콘택홀을 통해 접촉하며 형성된 제 1 전극과;
   상기 제 1 전극 위로 형성된 유기 발광층과;
   상기 유기 발광층 위로 형성된 제 2 전극과;
   상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과;
   상기 제 1 및 제 2 기판 가장자리를 따라 형성된 접착제
   를 포함하며, 상기 유기 발광층은 제 1 두께를 갖는 제 1 유기 발광층과 제 2 두께를 갖는 제 2 유기 발광층으로 이루어지며, 상기 다수의 화소영역은 선택적으로 제 1 유기 발광층 또는 제 2 유기 발광층이 구비됨으로써 제 1 시야각 범위와 제 2 시야각 범위에서 휘도 차이에 의해 서로 다른 시역을 형성하는 것을 특징으로 하는 다중시역 유기전계 발광소자.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 전극은 애노드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 높은 투명 도전성 물질로 이루어지며,
   상기 제 2 전극은 캐소드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 낮은 금속물질인 마그네슘-은 합금(MgAg)로 이루어진 것이 특징인 다중시역 유기전계 발광소자.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 화소영역은 다수의 제 1 화소영역과 다수의 제 2 화소영역으로 나뉘며, 상기 제 2 전극은 상기 다수의 제 1 화소영역과 제 2 화소영역에 마그네슘과 은의 조성비를 달리하거나 또는 그 두께를 달리하는 것이 특징인 다중시역 유기전계 발광소자.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 전극과 상기 보호층 사이에는 반사판이 구비된 것이 특징인 다중시역 유기전계 발광소자.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 유기 발광층은 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)으로 구성된 것이 특징인 다중시역 유기전계 발광소자.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 유기 발광층과 제 2 유기 발광층은 상기 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer) 중 어느 하나의 층 또는 둘 이상의 층의 두께를 달리하는 것이 특징인 다중시역 유기전계 발광소자.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 유기 발광층은 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 발광 물질층으로 구성됨으로써 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 화소영역을 이루며,
   상기 제 1 유기 발광층과 제 2 유기 발광층은 상기 적, 녹, 청색을 발광하는 3개의 화소영역을 하나의 도트 단위로 하여 도트 단위별로 교대하여 형성되거나, 또는 이웃하는 화소영역 단위로 교대하며 형성되는 것이 특징인 다중시역 유기전계 발광소자.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 보호층에는 상기 각 화소영역을 테두리 하는 형태로 상기 제 1 전극의 테두리와 중접하며 버퍼패턴이 형성된 것이 특징인 다중시역 유기전계 발광소자.

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