KR20150050318A - 투명 유기 발광 표시 장치 및 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법 - Google Patents

투명 유기 발광 표시 장치 및 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법 Download PDF

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Abstract

투명 유기 발광 표시 장치 및 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법이 제공된다. 투명 유기 발광 표시 장치는 편광판을 사용하지 않는다. 투명 유기 발광 표시 장치는 발광 영역과 투과 영역을 갖는 하나 이상의 화소 영역을 갖는다. 발광 영역은 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역과 청색 서브 화소 영역을 포함한다. 투과 영역은 백색 서브 화소 영역을 포함한다. 백색 서브 화소 영역은 투과 영역의 적어도 일부에 존재한다. 반사층은 발광 영역에만 형성되고, 발광 영역에는 컬러 필터가 형성된다. 유기 발광 소자 구동을 위한 박막 트랜지스터는 모두 반사층 아래에 배치되고, 박막 트랜지스터와 연결된 배선은 최대한 반사층 아래에 배치된다. 투명 유기 발광 표시 장치에서는 백색 서브 화소 영역을 투과 영역에 형성하므로, 동일 면적의 발광 영역을 사용하는 경우 발광 영역에서 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역의 면적을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 유기 발광 소자에 흐르는 전류 밀도를 낮추어 투명 유기 발광 표시 장치의 수명을 증가시킬 수 있다. 또한, 외광 반사가 이루어질 수 있는 금속 물질들이 화소 영역에서 차지하는 공간을 최소화하여, 편광판을 제거하더라도 금속 물질들에서 이루어지는 외광 반사를 최소화할 수 있고 명암 대비비 및 시인성을 향상시킬 수 있다.

Description

투명 유기 발광 표시 장치 및 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법{TRANSPARENT ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DECREASING REFLECTION OF LIGHT AT THE SAME}
본 발명은 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편광판을 사용하지 않으면서 금속에 의한 외광 반사를 최소화하는 투명 유기 발광 표시 장치 및 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 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각, 명암 대비비(contrast ratio; CR)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 투명도는 투과 영역을 통해 확보된다.
[관련기술문헌]
1. 유기전계발광표시 장치(특허출원번호 제10-2009-0133392호)
2. 유기전계발광표시 장치(특허출원번호 제10-2009-0031240호)
투명 유기 발광 표시 장치를 구현함에 있어서 투명 유기 발광 표시 장치의 투명도를 확보하는 것이 매우 중요하다. 투명 유기 발광 표시 장치의 투명도를 확보하기 위해서 유기 발광 표시 장치에 일반적으로 사용되는 편광판이 제거되는 것이 바람직하다. 그러나, 편광판을 제거하는 경우 투명 유기 발광 표시 장치에 형성된 각종 배선, 각종 전극, 반사층 등과 같은 다양한 금속에 의한 외광 반사가 심해지므로, 투명 유기 발광 표시 장치의 명암 대비비가 낮아지고 투명 유기 발광 표시 장치의 시인성이 저하될 수 있다. 투명 유기 발광 표시 장치의 투명도 확보를 위한 다른 방법으로 투명 유기 발광 표시 장치의 투과 영역의 크기를 증가시키는 방안이 고려될 수 있으나, 투명 유기 발광 표시 장치의 해상도가 높아질수록 화소 영역 내에서 박막 트랜지스터, 배선 등의 유기 발광 소자의 발광을 위한 엘리먼트가 차지하는 면적이 증가하여 투과 영역 확보가 어렵다. 이에, 본 발명의 발명자들은 편광판을 제거하면서도 각종 금속에 의한 외광 반사를 최소화할 수 있으며, 투과 영역의 개구율을 향상시킬 수 있는 새로운 화소 영역 구조 및 방법을 발명하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 편광판을 제거하더라도 외광 반사를 최소화할 수 있어, 명암 대비비 및 시인성을 향상시킬 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 종래의 화소 구조 대비 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역의 크기를 증가시킬 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 외광 반사가 이루어질 수 있는 각종 금속 엘리먼트들을 반사층 하부에 위치시켜 투과 영역의 개구율을 향상시킬 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 사용하지 않으면서도 외광 반사를 최소화할 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치가 제공된다. 투명 유기 발광 표시 장치는 하나 이상의 화소 영역을 갖는다. 화소 영역 각각은 발광 영역과 투과 영역을 갖는다. 발광 영역은 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역과 청색 서브 화소 영역을 포함한다. 투과 영역은 백색 서브 화소 영역을 포함한다. 백색 서브 화소 영역은 투과 영역의 적어도 일부에 존재한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서는 백색 서브 화소 영역을 투과 영역에 형성하므로, 동일 면적의 발광 영역을 사용하는 경우 대비 발광 영역에서 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역의 면적을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 유기 발광 소자에 흐르는 전류 밀도가 낮아지므로 투명 유기 발광 표시 장치의 수명을 증가시킬 수 있다.
투명 유기 발광 표시 장치에서 반사층은 발광 영역에만 형성되고, 발광 영역에는 컬러 필터가 형성될 수 있다. 또한, 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터는 모두 반사층 아래에 배치되고, 박막 트랜지스터와 연결된 배선은 최대한 반사층 아래에 배치될 수 있다. 따라서, 투명 유기 발광 표시 장치에서는 외광 반사가 이루어질 수 있는 금속 물질들이 화소 영역에서 차지하는 공간을 최소화하여, 편광판을 제거하더라도 금속 물질들에서 이루어지는 외광 반사를 최소화할 수 있고 명암 대비비 및 시인성을 향상시킬 수 있다. 또한, 투과 영역에 포함된 백색 서브 화소 영역의 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 백색 서브 화소 영역이 아닌 발광 영역에 배치되어, 투명 유기 발광 표시 장치에서 투과 영역의 개구율을 향상시킬 수 있다
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 모드 및 발광 모드로 동작하는 투명 유기 발광 표시 장치가 제공된다. 투명 유기 발광 표시 장치는 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역을 포함하는 발광 영역과 백색 서브 화소 영역 및 투명 영역을 포함하는 투과 영역을 포함한다. 발광 영역에는 반사층이 배치되는 반면, 투과 영역에는 반사층이 배치되지 않는다. 투명 유기 발광 표시 장치가 투명 모드로 동작하는 경우, 투과 영역의 전체 영역이 투명 영역이 된다. 투명 유기 발광 표시 장치가 발광 모드로 동작하는 경우, 투과 영역의 백색 서브 화소 영역은 백색광을 발광하고, 투과 영역의 나머지 영역은 투명 영역이 된다. 발광 영역은 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역만으로 구성되고, 백색 서브 화소 영역은 발광 영역이 아닌 투과 영역에 배치된다. 따라서, 동일한 면적의 발광 영역을 기준으로 발광 영역에 백색 서브 화소 영역이 배치되는 경우와 비교하여 더 넓은 면적의 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역을 확보할 수 있으며, 각각의 서브 화소 영역의 유기 발광 소자에 인가되는 전류 밀도를 낮출 수 있으므로, 투명 유기 발광 표시 장치의 수명이 증가될 수 있다.
또한, 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터와 연결된 배선을 반사층 하부에 배치하고, 반사층 상에는 컬러 필터를 배치한다. 따라서, 편광판을 제거하는 경우 발생할 수 있는 반사층, 박막 트랜지스터 및 배선에서의 외광 반사에 의한 명암 대비비 감소 및 시인성 저하의 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 사용하지 않는 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사를 감소시키기 위한 방법이 제공된다. 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법은 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역과 청색 서브 화소 영역을 포함하는 발광 영역과 적어도 일부 영역이 백색 서브 화소 영역인 투과 영역을 갖는 하나 이상의 화소 영역을 포함하는 기판 상에 반사층을 형성하는 단계, 및 발광 영역과 백색 서브 화소 영역에 애노드, 유기 발광층과 캐소드를 포함하는 유기 발광 소자를 형성하는 단계를 포함한다. 여기서, 반사층은 발광 영역에만 형성된다. 또한, 발광 영역의 반사층 상에 컬러 필터를 형성할 수 있고, 화소 영역에서 사용되는 모든 박막 트랜지스터를 반사층 하부에 배치할 수 있고, 화소 영역에서 배치되는 배선이 차지하는 영역의 대부분을 반사층 하부에 배치할 수 있다. 따라서, 편광판을 사용하지 않고도 투명 유기 발광 표시 장치의 투명도를 증가시킬 수 있는 동시에 투명 유기 발광 표시 장치의 화소 영역에 배치된 다양한 엘리먼트들에 의한 외광 반사를 최소화할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 사용하지 않으면서도 외광 반사를 최소화할 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 Ib-Ib'에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 백색 서브 화소 영역의 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 Ic-Ic'에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 투명 영역의 단면도이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 백색 서브 화소 영역과 투과 영역의 관계 및 화소 영역의 형상을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 1e(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 투과 영역의 배치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 1e(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 투과 영역에 대한 박막 트랜지스터 및 배선의 배치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 1f 내지 도 1h는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 투과 영역의 배치를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 1i는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 인접하는 2개의 화소 영역의 관계를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치가 투명 모드인 경우의 투명 유기 발광 표시 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치가 투명 모드인 경우의 투명 유기 발광 표시 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 사용하지 않는 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사를 감소시키기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4b 내지 도 4d는 도 4a의 IVb-IVb'에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
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)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
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.
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.
본 명세서에서 투명 표시 장치는 표시 영역과 비 표시 영역을 포함한다. 표시 영역은 영상 등이 표시되는 영역이며, 비표시 영역은 베젤(bezel)과 같이 영상이 표시되지 않는 영역이다. 투명 표시 장치는 표시 영역의 투명도를 최대화하기 위해, 베터리, PCB(Printed Circuit Board), 메탈 프레임 등 투명하지 않은 구성요소들을 표시 영역 하에 배치하지 않고, 비표시 영역 하에 배치되도록 구성된다. 본 명세서에서 투명 표시 장치의 투명도는 적어도 표시 장치의 뒤의 사물을 사용자가 인식할 수 있는 정도를 의미한다. 예를 들어 투명 표시 장치는 투명 표시 장치의 투명도가 적어도 20% 이상인 표시 장치를 의미한다. 본 명세서에서 투명 표시 장치의 투명도란 투명 표시 장치의 투과 영역으로 광이 입사되어 투명 표시 장치의 각 층의 계면에서 반사된 광을 제외하고 투명 표시 장치를 투과한 광량을 전체 입사된 광량으로 나눈 값을 의미한다. 투명 유기 발광 표시 장치는 투명 표시 장치 중 유기 발광 표시 장치인 것을 의미한다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 사용하지 않으면서도 외광 반사를 최소화할 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 1a를 참조하면, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)는 발광 영역(191A) 및 투과 영역(195A)을 갖는 하나 이상의 화소 영역(190A)을 포함한다. 도 1a에서는 설명의 편의를 위해 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 하나의 화소 영역(190A)만을 도시하였다.
투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 화소 영역(190A)은 빛을 발광하기 위한 발광 영역(191A) 및 투명도를 높이기 위한 투과 영역(195A)을 갖는다. .
발광 영역(191A)은 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A) 및 청색 서브 화소 영역(194A)을 포함한다. 발광 영역(191A)은 직사각형 형상으로서, 도 1a에서 이점 쇄선에 의해 분리된 화소 영역(190A) 내의 하측 영역이다. 도 1a에서 발광 영역(191A) 내에서 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A) 및 청색 서브 화소 영역(194A)은 이점 쇄선으로 분리되었다.
투과 영역(195A)은 직사각형 형상으로서, 도 1a에서 이점 쇄선에 의해 분리된 화소 영역(190A)의 상측 영역이다. 투과 영역(195A)은 백색 서브 화소 영역(196A)을 포함한다. 백색 서브 화소 영역(196A)은 직사각형 형상으로서, 도 1a에서 백색 서브 화소 영역(196A)의 경계는 이점 쇄선으로 도시되었다.
백색 서브 화소 영역(196A)은 투과 영역(195A)의 적어도 일부에 존재한다. 백색 서브 화소 영역(196A)이 투과 영역(195A)의 적어도 일부에 존재한다는 것은 백색 서브 화소 영역(196A)이 투과 영역(195A)의 일부 영역일 수도 있고, 투과 영역(195A)의 전체 영역일 수도 있다는 것을 의미한다. 도 1a에서는 백색 서브 화소 영역(196A)이 투과 영역(195A)의 일부에 존재하는 것을 도시하였다. 이 경우, 투과 영역(195A)에서 백색 서브 화소 영역(196A)를 제외한 나머지 영역은 투명 영역(197A)으로 기능한다. 본 명세서에서 투명 영역은 투명 영역에 배치된 엘리먼트들 모두가 실질적으로 투명하여 외광을 투과시키고, 빛을 발광하지 않는 영역을 의미한다. 백색 서브 화소 영역(196A)에 형성된 유기 발광 소자가 구동되지 않는 경우, 백색 서브 화소 영역(196A)은 투명 영역(197A)과 동일한 영역으로 기능하여 투과 영역(195A) 전체가 투명 영역(197A)으로 기능한다. 백색 서브 화소 영역(196A)에 형성된 유기 발광 소자가 구동되는 경우, 백색 서브 화소 영역(196A)은 백색광을 발광하는 동시에 외광을 투과한다. 백색 서브 화소 영역(196A)이 도 1a에서와 같이 투과 영역(195A)의 일부에 존재하는 경우, 발광 영역(191A)의 일 변 중 일부는 백색 서브 화소 영역(196A)과 접한다.
투명 유기 발광 표시 장치(100A)는 뱅크층(135A)을 포함한다. 뱅크층(135A)의 경계는 도 1a에서 점선으로 도시하였다. 뱅크층(135A)은 투과 영역(195A)과 발광 영역(191A)을 구획한다. 또한, 뱅크층(135A)은 투과 영역(195A)의 외곽을 따라 배치되고, 투과 영역(195A)에 포함된 백색 서브 화소 영역(196A)의 외곽을 따라 배치된다. 또한, 뱅크층(135A)은 발광 영역(191A)의 외곽을 따라 배치되고, 발광 영역(191A)에서 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A) 및 청색 서브 화소 영역(194A)을 구획한다.
도 1a에서는 설명의 편의를 위해 화소 영역(190A), 발광 영역(191A), 투과 영역(195A), 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A), 청색 서브 화소 영역(194A), 백색 서브 화소 영역(196A) 및 투명 영역(197A)이 직사각형 형상인 것으로 도시되었으나, 화소 영역(190A), 발광 영역(191A), 투과 영역(195A), 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A), 청색 서브 화소 영역(194A), 백색 서브 화소 영역(196A) 및 투명 영역(197A)은 다른 형상으로 형성될 수도 있다.
도 1a에서는 발광 영역(191A)에서 우측으로부터 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A) 및 청색 서브 화소 영역(194A)가 배치되는 것으로 도시되었으나, 발광 영역(191A) 내에서의 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A) 및 청색 서브 화소 영역(194A)의 배치는 변경될 수 있다. 또한, 도 1a에서는 백색 서브 화소 영역(196A)이 투과 영역(195A)의 좌측에 배치되는 것으로 도시되었으나, 백색 서브 화소 영역(196A)은 투과 영역(195A) 내의 다른 위치에 배치될 수 있다.
도 1b는 도 1a의 Ib-Ib'에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 백색 서브 화소 영역의 단면도이다. 도 1b는 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A), 청색 서브 화소 영역(194A) 및 백색 서브 화소 영역(196A)에 대한 단면도이다. 도 1b를 참조하면, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)는 하부 기판(110A), 버퍼층(131A), 박막 트랜지스터(120A), 게이트 절연층(132A), 층간 절연층(133A), 오버 코팅층(134A), 뱅크층(135A), 반사층(145A, 146A, 147A), 제1 애노드(141A), 제2 애노드(142A), 제3 애노드(143A), 제4 애노드(144A), 유기 발광층(150A), 캐소드(160A), 봉지부(170A), 상부 기판(180A) 및 컬러 필터(181A)를 포함한다.
하부 기판(110A)은 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 여러 엘리먼트들을 지지하기 위한 기판이다. 하부 기판(110A)은 투명한 재료로 형성된다.
하부 기판(110A) 상에 버퍼층(131A)이 형성된다. 버퍼층(131A)은 하부 기판(110A)을 통한 수분 또는 불순물의 침투를 방지하며, 하부 기판(110A) 상부를 평탄화한다. 다만, 버퍼층(131A)은 반드시 필요한 구성은 아니다. 버퍼층(131A)의 채택 여부는, 하부 기판(110A)의 종류나 투명 유기 발광 표시 장치(100A)에서 사용되는 박막 트랜지스터(120A)의 종류에 기초하여 결정된다. 버퍼층(131A)은 투명한 재료로 형성된다.
박막 트랜지스터(120A)는 제1 박막 트랜지스터(121A), 제2 박막 트랜지스터(122A), 제3 박막 트랜지스터(123A) 및 제4 박막 트랜지스터(124A)를 포함한다. 제1 박막 트랜지스터(121A)는 적색 서브 화소 영역(192A)에 형성된 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(120A)이고, 제2 박막 트랜지스터(122A)는 녹색 서브 화소 영역(193A)에 형성된 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(120A)이고, 제3 박막 트랜지스터(123A)는 청색 서브 화소 영역(194A)에 형성된 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(120A)이며, 제4 박막 트랜지스터(124A)는 백색 서브 화소 영역(196A)에 형성된 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(120A)이다. 제1 박막 트랜지스터(121A), 제2 박막 트랜지스터(122A), 제3 박막 트랜지스터(123A) 및 제4 박막 트랜지스터(124A) 각각은 버퍼층(131A) 상에 형성된 액티브층, 게이트 절연층(132A) 상에 형성된 게이트 전극, 층간 절연층(133A) 상에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다.
박막 트랜지스터(120A)는 발광 영역(191A)에만 중첩하도록 형성된다. 즉, 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A) 및 청색 서브 화소 영역(194A)에 형성된 유기 발광 소자를 각각 구동하기 위한 제1 박막 트랜지스터(121A), 제2 박막 트랜지스터(122A) 및 제3 박막 트랜지스터(123A)뿐만 아니라 백색 서브 화소 영역(196A)에 형성된 유기 발광 소자를 구동하기 위한 제4 박막 트랜지스터(124A) 또한 백색 서브 화소 영역(196A)이 아닌 발광 영역(191A)에만 중첩하도록 형성된다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 유기 발광 표시 장치에 포함될 수 있는 다양한 박막 트랜지스터 중 구동 박막 트랜지스터만을 도시하였으나, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)는 스위칭 박막 트랜지스터 등과 같은 다양한 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있고, 투명 유기 발광 표시 장치에 포함될 수 있는 모든 박막 트랜지스터는 발광 영역(191A)에 중첩하도록 형성된다. 또한, 본 명세서에서는 박막 트랜지스터(120A)가 코플래너(coplanar) 구조인 것으로 설명하나, 인버티드 스태거드 구조의 박막 트랜지스터도 사용될 수 있다.
박막 트랜지스터(120A) 상에 오버 코팅층(134A)이 형성된다. 오버 코팅층(134A)은 하부 기판(110A)의 상부를 평탄화하는 층으로서, 평탄화막으로 기능한다. 오버 코팅층(134A)은 박막 트랜지스터(120A)의 소스 전극과 유기 발광 소자의 애노드(140A)를 전기적으로 연결하기 위한 컨택홀을 포함한다.
오버 코팅층(134A) 상의 발광 영역(191A)에만 반사층(145A, 146A, 147A)이 형성된다. 즉, 반사층(145A, 146A, 147A)은 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A) 및 청색 서브 화소 영역(194A)에만 형성되고, 백색 서브 화소 영역(196A)을 포함하는 투과 영역(195A)에는 형성되지 않는다. 반사층(145A, 146A, 147A)은 유기 발광층(150A)에서 발광되는 빛을 투명 유기 발광 표시 장치(100A) 상부로 반사하기 위한 것으로서, 반사율이 우수한 도전층으로 형성된다. 반사층(145A, 146A, 147A) 각각은 오버 코팅층(134A)의 컨택홀을 통해 제1 박막 트랜지스터(121A), 제2 박막 트랜지스터(122A), 제3 박막 트랜지스터(123A) 각각의 소스 전극에 전기적으로 연결된다.
반사층(145A, 146A, 147A)이 발광 영역(191A)에만 형성되므로, 박막 트랜지스터(120A)는 반사층(145A, 146A, 147A) 하부에만 위치한다. 즉, 제1 박막 트랜지스터(121A), 제2 박막 트랜지스터(122A) 및 제3 박막 트랜지스터(123A)뿐만 아니라 제4 박막 트랜지스터(124A) 또한 발광 영역(191A)에 형성된 반사층(145A, 146A, 147A) 하부에만 위치한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 투명 유기 발광 표시 장치는 모두 유기 발광층 하부에 위치한 반사층을 사용한 탑 에미션(top emission) 방식의 유기 발광 표시 장치인 것으로 정의한다. 본 명세서에서 탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자에서 발광된 빛이 유기 발광 표시 장치 상부로 방출되는 유기 발광 표시 장치를 의미한다. 탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 소자에서 발광된 빛은 유기 발광 표시 장치를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 형성된 기판의 상면 방향으로 방출된다.
오버 코팅층(134A) 상에는 애노드(140A), 유기 발광층(150A) 및 캐소드(160A)를 포함하는 유기 발광 소자가 형성된다. 유기 발광 소자는 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A), 청색 서브 화소 영역(194A)을 포함하는 발광 영역(191A) 및 백색 서브 화소 영역(196A)에 대응하는 위치에 형성된다.
애노드(140A)는 제1 애노드(141A), 제2 애노드(142A), 제3 애노드(143A) 및 제4 애노드(144A)를 포함한다. 제1 애노드(141A)는 적색 서브 화소 영역(192A)의 반사층(145A)에 접하도록 형성되고, 제2 애노드(142A)는 녹색 서브 화소 영역(193A)의 반사층(146A)에 접하도록 형성되고, 제3 애노드(143A)는 청색 서브 화소 영역(194A)의 반사층(147A)에 접하도록 형성된다. 제4 애노드(144A)는 백색 서브 화소 영역(196A)의 오버 코팅층(134A) 상에 형성되며, 오버 코팅층(134A)의 컨택홀을 통해 반사층(147A) 아래에 위치한 제4 박막 트랜지스터(124A)의 소스 전극(127A)과 전기적으로 연결된다.
제1 애노드(141A), 제2 애노드(142A), 제3 애노드(143A) 및 제4 애노드(144A)는 투명 도전층으로 형성된다. 투명 도전층은 일함수(work function)가 높은 도전성 물질로서 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)로 형성된다.
애노드(140A) 및 오버 코팅층(134A) 상에는 뱅크층(135A)이 형성된다. 뱅크층(135A)은 인접하는 화소 영역(190A)을 구분하고, 발광 영역(191A)과 투과 영역(195A)을 구분한다. 또한, 뱅크층(135A)은 발광 영역(191A) 내에서 각각의 서브 화소 영역을 구분하며, 투과 영역(195A)에서 백색 서브 화소 영역(196A)과 투명 영역(197A)을 구분한다.
애노드(140A) 및 뱅크층(135A) 상에 유기 발광층(150A)이 형성된다. 유기 발광층(150A)은 백색광을 발광하기 위한 백색 유기 발광층이다. 유기 발광층(150A)은 분리되지 않고 화소 영역(190A)의 전 영역에 걸쳐 하나의 층으로 형성된다. 유기 발광층(150)은 비발광 시 투명하다.
유기 발광층(150A) 상에는 캐소드(160A)가 형성된다. 캐소드(160A)는 전자(electron)를 공급하여야 하므로 일함수가 낮은 도전성 물질로 형성된다. 캐소드(160A)는 패터닝되지 않고, 유기 발광층(150A) 상에서 하나의 층으로 형성된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 캐소드(160A)는 매우 얇은 두께로 형성되어 실질적으로 투명하게 될 수 있다.
캐소드(160A) 상에는 유기 발광 소자를 커버하는 밀봉 부재로서 봉지부(170A)가 형성된다. 봉지부(170A)는 박막 트랜지스터(120A)와 유기 발광 소자 등과 같은 투명 유기 발광 표시 장치(100A) 내부 엘리먼트들을 외부로부터의 습기, 공기, 충격 등으로부터 보호한다. 봉지부(170A)는 투명한 재료로 형성된다.
상부 기판(180A)은 하부 기판(110A)과 대향 배치되며, 투명한 재료로 형성된다.
상부 기판(180A)의 하면에는 컬러 필터(181A)가 위치한다. 컬러 필터(181A)는 적색 서브 화소 영역(192A)에 형성된 적색 컬러 필터(182A), 녹색 서브 화소 영역(193A)에 형성된 녹색 컬러 필터(183A) 및 청색 서브 화소 영역(194A)에 형성된 청색 컬러 필터(184A)를 포함한다. 컬러 필터(181A)는 백색 유기 발광층(150A)에서 발광된 백색광을 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A) 및 청색 서브 화소 영역(194A) 각각에서 적색광, 녹색광 및 청색광으로 변환시킨다. 백색광을 발광하는 백색 서브 화소 영역(196A)에는 컬러 필터(181A)가 형성되지 않는다.
도 1c는 도 1a의 Ic-Ic'에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 투명 영역의 단면도이다. 도 1c에 도시된 적색 서브 화소 영역(192A) 및 녹색 서브 화소 영역(193A)은 도 1b에 도시된 적색 서브 화소 영역(192A) 및 녹색 서브 화소 영역(193A)과 동일하다.
투명 영역(197A)에는 박막 트랜지스터(120A)가 형성되지 않는다. 상술한 바와 같이, 유기 발광층(150A)과 캐소드(160A)는 화소 영역(190A) 전영역에 걸쳐 하나의 층으로 형성되므로, 유기 발광층(150A)과 캐소드(160A)는 오버 코팅층(134A) 상에 순차적으로 형성된다. 투명 영역(197A)에는 애노드(140A), 반사층(145A, 146A, 147A) 및 컬러 필터(181A)가 형성되지 않는다. 따라서, 투명 영역(197A)에 형성된 유기 발광층(150A)은 발광하지 않는다. 또한, 캐소드(160A)는 매우 얇은 두께로 형성되어 실질적으로 투명하므로, 투명 영역(197A)에 배치된 엘리먼트들은 모두 실질적으로 투명하게 된다.
편광판은 외광 반사에 의한 명암 대비비 저하를 보완할 수 있으나, 유기 발광 소자에 의해 발광된 빛뿐만 아니라 투과 영역을 통해 투과되는 빛 또한 흡수하므로, 편광판은 투명 유기 발광 표시 장치의 휘도 및 투명도를 현저히 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100A)는 편광판을 사용하지 않으므로, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 투명도가 향상될 수 있다.
탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 장치에서는 백색 유기 발광층에서 발광되는 백색광을 유기 발광 표시 장치 상부로 반사시키기 위해 백색 서브 화소 영역의 하부에 반사층을 채용한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100A)에서와 같이 편광판을 제거하는 경우, 백색 서브 화소 영역에 배치된 반사판이 유기 발광 표시 장치의 상부로 그대로 노출되므로, 백색 서브 화소 영역에서의 외광 반사가 문제가 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100A)에서는 백색 서브 화소 영역(196A)에 별도의 반사층을 형성하지 않고, 투명 도전층인 제4 애노드(144A)만을 형성한다. 따라서, 편광판을 제거한 상황에서 백색 서브 화소 영역(196A)에 금속 물질인 반사층을 형성하는 경우 발생할 수 있는 외광 반사를 제거할 수 있다.
또한, 편광판을 사용하는 탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 장치의 경우, 백색 서브 화소 영역의 백색 유기 발광층에서 발광되는 백색광 중 약 40% 정도만이 편광판을 통과하여 유기 발광 표시 장치의 상부에서 인식될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100A)에서는 백색 서브 화소 영역(196A)에 편광판이 사용되지 않는다. 또한, 캐소드(160A)가 실질적으로 투명하므로 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 애노드(140A)와 캐소드(160A)에서의 반사에 의한 마이크로-캐비티(micro-cavity) 효과가 없는 것으로 가정하면, 백색 서브 화소 영역(196A)의 유기 발광층(150A)에서 발광되는 백색광 중 투명 유기 발광 표시 장치(100A) 하부로 발광되는 50%를 제외한 나머지 50%가 투명 유기 발광 표시 장치(100A) 상부에서 인식될 수 있다. 결국, 백색 서브 화소 영역(196A)의 광효율이 증가된다.
적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A), 청색 서브 화소 영역(194A)의 유기 발광 소자뿐만 아니라 백색 서브 화소 영역(196A)의 유기 발광 소자를 구동하기 위한 모든 박막 트랜지스터(120A)가 발광 영역(191A)의 반사층(145A, 146A, 147A) 하부에 위치한다. 따라서, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 상부에서 투명 유기 발광 표시 장치(100A)를 보는 경우 박막 트랜지스터(120A)는 반사층(145A, 146A, 147A)에 의해 가려지므로, 박막 트랜지스터(120A)에서 발생하는 외광 반사의 양을 최소화할 수 있다.
또한, 발광 영역(191A)에 형성된 반사층(145A, 146A, 147A) 상에 컬러 필터(181A)가 배치된다. 컬러 필터(181A)는 유기 발광층(150A)에서 발광되는 빛의 색을 변환할 뿐만 아니라, 반사층(145A, 146A, 147A)에서 반사되는 외광을 흡수한다. 따라서, 컬러 필터(181A)를 발광 영역(191A)에만 형성하여, 반사층(145A, 146A, 147A)에서 반사되는 외광의 양을 감소시킬 수 있다.
발광 영역(191A)에 백색 서브 화소 영역(196A)이 배치되지 않고, 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A) 및 청색 서브 화소 영역(194A)만이 발광 영역(191A)에 배치되므로, 동일 면적의 발광 영역을 사용하는 경우 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A) 및 청색 서브 화소 영역(194A) 각각의 면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 투명 유기 발광 표시 장치(100A)의 유기 발광 소자에 흐르는 전류 밀도를 낮추어 유기 발광 표시 장치(100A)의 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 적색 서브 화소 영역(192A), 녹색 서브 화소 영역(193A) 및 청색 서브 화소 영역(194A)만을 발광 영역(191A)에 배치하고, 백색 서브 화소 영역(196A)은 투과 영역(195A)에 배치하며, 백색 서브 화소 영역(196A)의 유기 발광 소자를 구동하기 위한 제4 박막 트랜지스터(124A)를 발광 영역(191A)에 배치하여, 투과 영역(195A)에 배치될 수 있는 투명하지 않은 금속 물질의 면적을 감소시킨다. 따라서, 투과 영역(195A)의 개구율을 향상시킬 수 있다.
백색 서브 화소 영역(196A)의 캐소드(160A)상에 투명 수지층이 형성될 수 있으며, 투명 수지층의 두께는 컬러 필터(181A)의 두께와 동일할 수 있다.
상부 기판(180A)의 하면에 각각의 서브 화소 영역(190A)의 경계에 대응하는 부분에 블랙 매트릭스가 위치할 수 있다. 블랙 매트릭스는 각각의 서브 화소 영역(190A)에 형성되는 컬러 필터(181A)를 분리할 수 있다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 백색 서브 화소 영역과 투과 영역의 관계 및 화소 영역의 형상을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 1d의 발광 영역(191D)은 도 1a의 발광 영역(191A)과 실질적으로 동일하다.
도 1d를 참조하면, 백색 서브 화소 영역(196D)에 형성되는 제4 애노드를 투과 영역(195D)의 전체 영역에 형성하여, 백색 서브 화소 영역(196D)이 투과 영역(195D)의 전체 영역에 형성되도록 한다. 따라서, 뱅크층(135D)은 투과 영역(195D)의 외곽을 둘러싸도록 형성되고, 발광 영역(191D)의 일 변 전체는 백색 서브 화소 영역(196D)과 접한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100D)에서는 백색 서브 화소 영역(196D)을 투과 영역(195D)의 전체 영역에 형성하여, 백색 서브 화소 영역(196D)을 발광 영역(191D)에 형성하는 경우보다 투명 유기 발광 표시 장치(100D) 상부에서 인식될 수 있는 백색광의 양이 증가된다. 따라서, 백색 서브 화소 영역(196D)의 광효율이 증가된다.
도 1d를 참조하면, 화소 영역(190D)은 발광 영역(191D) 및 투과 영역(195D)으로 구성된다. 발광 영역(191D)은 적색 서브 화소 영역(192D), 녹색 서브 화소 영역(193D) 및 청색 서브 화소 영역(194D)을 포함한다.
화소 영역(190D)은 직사각형 형상이고, 장변과 단변을 갖는다. 도 1d에서는 화소 영역(190D)의 가로 방향으로 연장하는 변이 장변이고, 세로 방향으로 연장하는 변이 단변인 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않는다. 화소 영역의 장변의 길이는 단변의 길이의 4/3일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100D)에서는 장변의 길이가 단변의 길이에 비해 1/3만큼 더 큰 형상을 갖는 화소 영역(190D)을 채용하여 종래의 정사각형 형상의 발광 영역을 갖는 투명 유기 발광 표시 장치에 비해 투명 유기 발광 표시 장치(100D)의 투과부 개구율을 증가시킬 수 있다.
도 1e(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 투과 영역의 배치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 1e(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 투과 영역에 대한 박막 트랜지스터 및 배선의 배치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
먼저, 도 1e(a)를 참조하면, 화소 영역(190E), 발광 영역(191E) 및 투과 영역(195E)은 직사각형 형상이고, 발광 영역(191E)에 포함된 적색 서브 화소 영역(192E), 녹색 서브 화소 영역(193E) 및 청색 서브 화소 영역(194E)과 투과 영역(195E)에 포함된 백색 서브 화소 영역(196E) 또한 직사각형 형상이다. 화소 영역(190E)은 직사각형 형상이고, 장변과 단변을 갖는다. 화소 영역(190E)의 장변의 길이는 단변의 길이의 4/3일 수 있다. 도 1e에서 발광 영역(191E)과 투과 영역(195E)의 경계, 적색 서브 화소 영역(192E), 녹색 서브 화소 영역(193E)과 청색 서브 화소 영역(194E)의 경계 및 백색 서브 화소 영역(196E)의 경계는 이점 쇄선으로 도시하였다. 백색 서브 화소 영역(196E)은 발광 영역(191E)과 인접한 투과 영역(195E)의 일부 영역에 형성된다. 발광 영역(191E)의 일 변 전체는 백색 서브 화소 영역(196E)과 접한다. 뱅크층(135E)은 투과 영역(195E)과 발광 영역(191E)을 구획하고, 적색 서브 화소 영역(192E), 녹색 서브 화소 영역(193E), 청색 서브 화소 영역(194E) 및 백색 서브 화소 영역(196E)을 구획한다. 또한, 뱅크층(135E)은 화소 영역(190E), 발광 영역(191E) 및 투과 영역(195E)의 외곽을 따라 배치된다. 애노드는 발광 영역(191E) 및 백색 서브 화소 영역(196E)에 형성된다
도 1e(a)에서는 백색 서브 화소 영역(196E)이 발광 영역(191E)에 접하도록 위치한 것을 도시하였으나, 백색 서브 화소 영역(196E)은 발광 영역(191E)과 이격되어 위치할 수도 있다.
적색 서브 화소 영역(192E), 녹색 서브 화소 영역(193E), 청색 서브 화소 영역(194E) 및 백색 서브 화소 영역(196E)의 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(120E)은 반사층이 형성된 발광 영역(191E)에만 중첩하도록 형성된다.
도 1e(b)를 참조하면, 투명 유기 발광 표시 장치(100E)는 박막 트랜지스터(120E)와 전기적으로 연결된 복수의 배선(GL, DL)을 포함한다. 복수의 배선(GL, DL)은 일반적으로 금속 물질로 형성되므로, 복수의 배선(GL, DL)에 의한 외광 반사가 문제될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100E)에서는 반사층이 형성된 발광 영역(191E)에 배선(GL, DL)을 최대한 배치하여 투과 영역(195E)에 배치되는 배선(GL, DL)의 수 및 배선(GL, DL)의 면적을 최소화한다. 예를 들어, 도 1e(b)에 도시된 바와 같이, 복수의 배선 (GL, DL) 중 데이터 배선(DL)은 모두 발광 영역(191E)에 형성되고, 투과 영역(195E)에 배치되지 않을 수 있다. 따라서, 편광판을 사용하지 않는 투명 유기 발광 표시 장치(100E)에서 투과 영역(195E)에 형성된 배선(GL, DL)에 의해 발생할 수 있는 외광 반사를 최소화할 수 있다.
도 1e(a)에서는 화소 영역(190E), 발광 영역(191E), 투과 영역(195E), 적색 서브 화소 영역(192E), 녹색 서브 화소 영역(193E), 청색 서브 화소 영역(194E) 및 백색 서브 화소 영역(196E)이 직사각형 형상인 것으로 도시되었으나, 화소 영역(190E), 발광 영역(191E), 투과 영역(195E), 적색 서브 화소 영역(192E), 녹색 서브 화소 영역(193E), 청색 서브 화소 영역(194E) 및 백색 서브 화소 영역(196E)은 다른 형상으로 형성될 수도 있다.
도 1e(b)에서는 설명의 편의를 위해 화소 영역(190E)에 형성되는 배선으로 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)만을 도시하였으나, 화소 영역(190E)에는 유기 발광 소자를 구동하기 위한 다양한 배선들이 추가적으로 형성될 수 있으며, 이러한 다양한 배선들 또한 발광 영역(191E)에 최대한 배치될 것이다.
도 1f 내지 도 1h는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 투과 영역의 배치를 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 1f를 참조하면, 화소 영역(190F), 발광 영역(191F), 투과 영역(195F) 및 백색 서브 화소 영역(196F)은 직사각형 형상이고, 발광 영역(191F)의 일 변 전체는 백색 서브 화소 영역(196F)과 접한다. 화소 영역(190F)은 직사각형 형상이고, 화소 영역(190F)의 장변의 길이는 단변의 길이의 4/3일 수 있다.
도 1g 및 도 1h를 참조하면, 화소 영역(190G, 190H), 발광 영역(191G, 191H), 투과 영역(195G, 195H) 및 백색 서브 화소 영역(196G, 196H)은 직사각형 형상이고, 발광 영역(191G, 191H)의 일 변 중 일부는 백색 서브 화소 영역(196G, 196H)과 접한다.
발광 영역(191F, 191G, 191H)의 적색 서브 화소 영역(192F, 192G, 192H), 녹색 서브 화소 영역(193F, 193G, 193H) 및 청색 서브 화소 영역(194F, 194G, 194H)은 도 1f 내지 도 1h에 도시된 방식에 제한되지 않고, 발광 영역(191F, 191G, 191H) 내에서 다양한 방식으로 배치될 수 있다.
도 1i는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 인접하는 2개의 화소 영역의 관계를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 1i에서는 서로 이웃하는 2개의 화소 영역(190I, 190I')을 도시하였다. 도 1i에서는 서로 이웃하는 2개의 화소 영역(190I, 190I')의 경계를 일점 쇄선으로 도시하였다. 도 1f의 발광 영역(191I, 191I') 및 백색 서브 화소 영역(196I, 196I')은 도 1e의 발광 영역(191E) 및 백색 서브 화소 영역(196E)과 실질적으로 동일하다.
화소 영역(190I, 190I') 및 화소 영역(190I, 190I')에 포함된 발광 영역(191I, 191I')과 투과 영역(195I, 195I')은 장변과 단변을 갖는 직사각형 형상이다. 이웃하는 화소 영역(190I, 190I')은 투과 영역(195I, 195I')의 장변이 서로 접하도록 배치되어, 투명 영역(197I, 197I')을 공유한다. 즉, 이웃하는 화소 영역(190I, 190I')의 경계인 투과 영역(195I, 195I')의 장변에는 뱅크층(135I)이 형성되지 않고, 발광 영역(191I, 191I')과 백색 서브 화소 영역(196I, 196I')의 경계에만 뱅크층(135I)이 형성된다.
복수의 화소 영역이 배치되는 경우, 발광 영역과 투과 영역이 교대로 배치될 수 있다. 화소 영역에서 발광 영역과 투과 영역의 폭은 상당히 작으므로 발광 영역과 투과 영역의 교차로 인해 투과 영역을 통과하는 빛의 회절 현상이 발생할 수 있다. 빛의 회절 현상이 발생하면 투과 영역을 통과하는 빛이 직진하지 못하고 굴절되게 되고, 투과 영역을 통해 보이는 사물이 뿌옇게 보이는 헤이즈 현상이 발생할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100I)에서는 이웃하는 화소 영역(190I, 190I')의 투과 영역(195I, 195I')의 장변이 서로 접하도록 화소 영역(190I, 190I')을 배치하고, 이웃하는 화소 영역(190I, 190I')의 경계에 뱅크층을 배치하지 않아 투명 영역(197I, 197I')을 공유하는 구조를 채택하였다. 이는, 디스플레이 전체 관점에서 투과 영역(195I, 195I')의 폭을 증가시킨다. 따라서, 빛이 통과하는 부분의 폭을 증가시킴에 의해 투과 영역을 통과하는 빛의 회절 현상 발생을 최소화할 수 있고, 빛의 회절 현상에 의해 발생하는 헤이즈 현상 또한 최소화할 수 있다.
도 1i에서는 이웃하는 화소 영역(190I, 190I')이 투명 영역(197I, 197I')을 공유하는 것으로 도시하였으나, 백색 서브 화소 영역(196I, 196I')이 투과 영역(195I, 195I')의 전체 영역인 경우, 이웃하는 화소 영역(190I, 190I')은 투과 영역(195I, 195I')을 공유할 수도 있다.
도 1i에서는 직사각형 형상의 2개의 화소 영역(190I, 190I')이 인접하여 2개의 화소 영역(190I, 190I')이 투명 영역(197I, 197I')을 공유하는 구조에 대해 설명하였으나, 하나의 화소 영역이 복수의 발광 영역 및 공동 투과 영역을 갖는 다중 화소 구조일 수도 있다. 구체적으로, 하나의 화소 영역은 각각 독립적으로 구동될 수 있는 복수의 발광 영역을 갖고, 복수의 발광 영역은 공동 투과 영역을 서로 공유할 수 있다. 공동 투과 영역은 독립적으로 구동될 수 있는 하나 이상의 백색 서브 화소 영역을 가질 수 있다. 공동 투과 영역을 공유하는 발광 영역의 수는 제한이 없으며, 화소 영역, 발광 영역 및 공동 투과 영역은 직사각형 형상으로 제한되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 공동 투과 영역 중 하나 이상의 백색 서브 화소 영역을 제외한 나머지 영역에는 뱅크 및 배선이 형성되지 않는다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치가 투명 모드인 경우의 투명 유기 발광 표시 장치의 개략적인 사시도이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치가 발광 모드인 경우의 투명 유기 발광 표시 장치의 개략적인 사시도이다. 도 2a 및 도 2b에서는 투명 유기 발광 표시 장치(200)에 입사하는 빛, 투명 유기 발광 표시 장치(200)를 투과하는 빛 및 투명 유기 발광 표시 장치(200)에서 발광되는 빛을 화살표로 도시하였다. 도 2a 및 도 2b의 화소 영역(290)의 물리적 구성은 도 1a 내지 도 1c의 화소 영역(190)의 물리적 구성과 실질적으로 동일하다.
투명 유기 발광 표시 장치(200)는 발광 모드 및 투명 모드로 동작하도록 구성된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 투명 유기 발광 표시 장치(200)가 투명 모드로 동작하는 경우, 투과 영역(295)에 포함된 백색 서브 화소 영역(296)의 유기 발광 소자 및 적색 서브 화소 영역(292), 녹색 서브 화소 영역(293) 및 청색 서브 화소 영역(294)의 유기 발광 소자는 구동되지 않는다. 따라서, 발광 영역(291) 및 투과 영역(295)에서는 빛이 발광하지 않는다. 투명 유기 발광 표시 장치(200)의 하면에서 투과 영역(295)으로 입사하는 빛(L1)은 투명 유기 발광 표시 장치(200)을 통과하고, 발광 영역으로 입사하는 빛(L1)은 투명 유기 발광 표시 장치(200)을 통과하지 못한다. 따라서, 투과 영역(295)의 전체 영역이 투명 영역으로 기능한다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 투명 유기 발광 표시 장치(200)가 발광 모드로 동작하는 경우, 투과 영역(295)에 포함된 백색 서브 화소 영역(296)의 유기 발광 소자뿐만 아니라 적색 서브 화소 영역(292), 녹색 서브 화소 영역(293) 및 청색 서브 화소 영역(294)의 각 유기 발광 소자 또한 구동된다. 따라서, 발광 영역(291) 및 투과 영역(295)의 백색 서브 화소 영역(296)은 모두 발광하므로, 적색 서브 화소 영역(292)에서 발광하는 빛(LR), 녹색 서브 화소 영역(293)에서 발광하는 빛(LG), 청색 서브 화소 영역(294)에서 발광하는 빛(LB) 및 백색 서브 화소 영역(296)에서 발광하는 빛(LW)은 투명 유기 발광 표시 장치의 상면 방향으로 발광한다. 투명 유기 발광 표시 장치(200)의 하면에서 입사하는 빛(L1) 중 투과 영역(295)으로 입사하는 빛(L1)만이 투명 유기 발광 표시 장치(200)을 통과한다. 투과 영역(295)으로 입사하는 빛(L1)은 투과 영역(295)에 포함된 백색 서브 화소 영역(296)도 통과한다. 이에, 백색 서브 화소 영역(296)은 백색광을 발광하는 영역으로 동작함과 동시에 빛을 투과시키는 투과 영역으로도 기능하고, 백색 서브 화소 영역(296)을 제외한 투과 영역(295)의 나머지 영역은 투명 영역(297)으로 기능한다.
투명 유기 발광 표시 장치(200)의 투명 모드에서 투과 영역(295)의 전체 영역이 투명 영역으로 기능하기 위해 투과 영역(295)에 형성된 유기 발광 소자는 모두 실질적으로 투명하게 형성된다. 유기 발광 소자는 애노드, 유기 발광층 및 캐소드를 포함한다. 여기서, 애노드 및 유기 발광층은 투명한 물질로 형성되고, 캐소드는 금속 물질을 매우 얇은 두께로 형성하여, 캐소드는 실질적으로 투명하게 된다. 반사층은 발광 영역(291)에만 형성되고, 백색 서브 화소 영역(296)을 포함하는 투과 영역(295)에는 형성되지 않는다.
반사층은 발광 영역(291)에만 형성되고, 유기 발광 소자와 연결된 박막 트랜지스터는 투명 유기 발광 표시 장치(200)의 투과 영역(295)의 개구율을 향상시키고 박막 트랜지스터에서의 외광 반사를 최소화하기 위해 반사층의 하부에 위치한다. 특히, 투과 영역(295)에 배치된 백색 서브 화소 영역(296)의 유기 발광 소자와 연결된 박막 트랜지스터도 발광 영역(291)에 형성된 반사층 하부에 위치한다. 또한, 투명 유기 발광 표시 장치(200)의 투과 영역(295)의 개구율을 향상시키고 배선에서의 외광 반사를 최소화하기 위해, 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 배선은 반사층이 형성된 발광 영역(291)에 최대한 배치된다. 상술한 박막 트랜지스터와 배선의 배치는 투과 영역(295) 내의 금속 물질의 면적을 최소화시키므로, 투명 유기 발광 표시 장치(200)의 투과 영역(295)의 개구율이 향상되고, 박막 트랜지스터 및 배선에서의 외광 반소를 감소시킬 수 있다.
발광 영역(291) 상에는 컬러 필터가 형성된다. 컬러 필터는 적색 서브 화소 영역(292), 녹색 서브 화소 영역(293) 및 청색 서브 화소 영역(294) 모두에 형성된다. 컬러 필터(281)는 유기 발광층이 발광하는 백색광을 변환하여 적색광, 녹색광 및 청색광을 생성할 뿐만 아니라, 발광 영역에 형성된 반사층에서 반사되는 외광을 흡수하여, 발광 영역(291)의 반사층에서 발생할 수 있는 외광 반사를 최소화 할 수 있다.
도 2b에서는 백색 서브 화소 영역(296)이 투과 영역(295)의 일부 영역인 것을 도시하였으나, 백색 서브 화소 영역(296)은 투과 영역(295)의 전체 영역일 수도 있다. 이 경우, 투명 유기 발광 표시 장치(200)가 발광 모드로 동작하면, 투과 영역(295)의 전체 영역은 백색광을 발광하도록 기능한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 사용하지 않는 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사를 감소시키기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법을 설명하기 위한 평면도이다. 도 4b 내지 도 4d는 도 4a의 IVb-IVb'에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
먼저, 적색 서브 화소 영역(492), 녹색 서브 화소 영역(493) 및 청색 서브 화소 영역(494)을 포함하는 발광 영역(491) 및 적어도 일부 영역이 백색 서브 화소 영역(496)인 투과 영역(495)을 갖는 하나 이상의 화소 영역(490)을 포함하는 하부 기판(410) 상에 반사층(445, 446, 447)을 형성한다(S30). 보다 상세한 설명을 위해 도 4a 및 도 4b를 함께 참조한다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 투명한 절연 물질인 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어지는 하부 기판(410) 상에 버퍼층(431)을 형성한다. 도 4b에서는 버퍼층(431)이 형성되는 것으로 도시하였으나, 투명 유기 발광 표시 장치(400)에서 사용되는 박막 트랜지스터(420)의 종류에 기초하여 버퍼층(431)이 형성되지 않을 수도 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이 버퍼층(431)을 형성하는 경우, 버퍼층(431)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 복층 등으로 형성된다.
이어서, 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(420)를 형성한다. 먼저, 버퍼층(431) 상에 액티브층(425, 425', 425'', 425''')이 형성된다. 액티브층(425, 425', 425'', 425''')은 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 또는 산화물 반도체 중 하나의 물질로 형성될 수 있다. 각각의 액티브층(425, 425', 425'', 425''') 상에는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 복층으로 이루어지는 게이트 절연층(432)이 형성되고, 각각의 게이트 절연층(432) 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 전극(426, 426', 426'', 426''')이 형성된다. 층간 절연층(433)은 게이트 전극(426, 426', 426'', 426''') 상에서 게이트 절연층(432)과 동일한 물질로 형성된다. 소스 전극(427, 427', 427'', 427''') 및 드레인 전극(428, 428', 428'', 428''')은 층간 절연층(433) 상에 형성되어 액티브층(425, 425', 425'', 425''')과 접하도록 형성된다. 소스 전극(427, 427', 427'', 427''') 및 드레인 전극(428, 428', 428'', 428''') 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 전극(426, 426', 426'', 426''')과 동일한 물질로 형성되는 것은 아니다.
박막 트랜지스터(420)는 제1 박막 트랜지스터(421), 제2 박막 트랜지스터(422), 제3 박막 트랜지스터(423) 및 제4 박막 트랜지스터(424)를 포함한다. 제1 박막 트랜지스터(421)는 적색 서브 화소 영역(492)에 형성된 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터이고, 제2 박막 트랜지스터(422)는 녹색 서브 화소 영역(493)에 형성된 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터이고, 제3 박막 트랜지스터(423)는 청색 서브 화소 영역(494)에 형성된 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터이며, 제4 박막 트랜지스터(424)는 백색 서브 화소 영역(496)에 형성된 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터이다. 각각의 박막 트랜지스터(421, 422, 423, 424)는 액티브층(425, 425', 425'', 425'''), 게이트 전극(426, 426', 426'', 426'''), 소스 전극(427, 427', 427'', 427''') 및 드레인 전극(428, 428', 428'', 428''')을 포함한다.
박막 트랜지스터(420) 형성 시 박막 트랜지스터(420)와 전기적으로 연결된 복수의 배선을 형성할 수 있다. 복수의 배선은 박막 트랜지스터(420)의 게이트 전극(426, 426', 426'', 426'''), 또는 소스 전극(427, 427', 427'', 427''') 및 드레인 전극(428, 428', 428'', 428''')과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
이어서, 박막 트랜지스터(420) 상에 오버 코팅층(434)을 형성한다. 오버 코팅층(434)은 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(434) 형성 후 각각의 박막 트랜지스터(421, 422, 423, 424)의 소스 전극(427, 427', 427'', 427''')의 일부 영역이 노출될 수 있도록 오버 코팅층(434)에 컨택홀을 형성한다.
이어서, 오버 코팅층(434) 상에 반사층(445, 446, 447)을 형성한다. 반사층(445, 446, 447)은 발광 영역(491)에만 형성된다. 반사층(445, 446, 447) 각각은 적색 서브 화소 영역(492), 녹색 서브 화소 영역(493) 및 청색 서브 화소 영역(494)에 형성된다. 반사층(445, 446, 447) 각각은 제1 박막 트랜지스터(421)의 소스 전극(427), 제2 박막 트랜지스터(422)의 소스 전극(427') 및 제3 박막 트랜지스터(423)의 소스 전극(427'')에 전기적으로 연결된다. 반사층(445, 446, 447)은 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.
박막 트랜지스터(420)를 형성하는 것은 박막 트랜지스터(420)를 반사층(445, 446, 447) 아래에만 형성하는 것을 포함한다. 특히, 백색 서브 화소 영역(496)의 유기 발광 소자를 구동하기 위한 제4 박막 트랜지스터(424)는 백색 서브 화소 영역(496)이 아닌 발광 영역(491)의 반사층(445, 446, 447) 아래에 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법은 박막 트랜지스터(420)를 반사층(445, 446, 447) 아래에 형성하여 박막 트랜지스터(420)에서 반사되는 외광의 양을 최소화할 수 있다.
복수의 배선을 형성하는 것은 화소 영역(490) 내에 위치하는 배선 중 투과 영역(495)에 배치되는 배선의 수 및 배선의 면적을 최소화하도록 복수의 배선을 반사층 하부에 형성하는 것을 포함한다. 복수의 배선의 형성 위치는 도 1e (b)를 참조하여 이해할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법은 투과 영역(495)에 배치되는 배선의 수 및 배선의 면적을 최소화하여 배선에서 발생할 수 있는 외광 반사를 감소시키고, 투과 영역(495)에 배치될 수 있는 금속 물질의 면적을 최소화하여 투명 유기 발광 표시 장치(400)의 투과 영역(495)의 개구율을 향상시킬 수 있다.
이어서, 발광 영역(491) 및 백색 서브 화소 영역(496)에 애노드(440), 유기 발광층(450) 및 캐소드(460)를 포함하는 유기 발광 소자를 형성한다(S31). 애노드(440), 유기 발광층(450) 및 캐소드(460)를 포함하는 유기 발광 소자를 형성하는 것에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 4b 및 도 4c를 함께 참조한다.
도 4b를 참조하면, 발광 영역(491) 및 백색 서브 화소 영역(496)에 애노드(440)를 형성한다. 제1 애노드(441), 제2 애노드(442) 및 제3 애노드(443) 각각은 발광 영역(491)에서 각각의 반사층(445, 446, 447) 상에 형성되고, 제4 애노드(444)는 백색 서브 화소 영역(496)에서 오버 코팅층(434) 상에 형성된다. 제4 애노드(444)는 제4 박막 트랜지스터(424)의 소스 전극(427''')과 연결된다. 애노드(440)는 투명 영역(497)에는 형성되지 않는다. 애노드(440)는 일함수가 높은 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.
도 4c를 참조하면, 애노드(440) 상에 애노드(440)의 일부를 개구시키는 뱅크층(435)을 형성한다. 뱅크층(435)은 유기 절연 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 포지티브(positive) 타입의 포토레지스트를 사용하여 형성할 수 있다.
애노드(440) 및 뱅크층(435) 상에 유기 발광층(450)을 형성한다. 유기 발광층(450)은 백색광을 발광하기 위한 백색 유기 발광층(450)으로, 비발광 시에는 투명하다. 유기 발광층(450)은 화소 영역(490)에서 하나의 층으로 형성된다.
유기 발광층(450) 상에는 캐소드(460)를 형성한다. 캐소드(460)는 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, 캐소드(460)는 카본나노튜브(Carbon Nano Tube) 및 그래핀(graphene)으로도 형성될 수 있다. 캐소드(460)를 실질적으로 투명하게 형성하기 위해, 캐소드(460)는 수백 Å 이하의 두께, 예를 들어, 200Å 이하의 두께로 형성될 수 있다.
이어서, 도 4d를 참조하면, 캐소드(460) 상에 봉지부(470)를 형성한다. 봉지부(470)는 투명한 재료로 형성되고, 박막 봉지(Thin Film Encapsulation; TFE), 페이스 씰(Face Seal) 등이 봉지부(470)로 사용될 수 있다.
봉지부(470) 상에 상부 기판(480)을 배치한다. 상부 기판(480)은 투명한 물질로 형성되고, 하부 기판(410)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상부 기판(480)의 하면에 컬러 필터(481)가 위치한다. 도 4d에서는 상부 기판(480)의 하면에 컬러 필터(481)가 위치한 것으로 도시되었으나, 상부 기판(480)의 일 면 상에 컬러 필터(481)를 형성하고, 컬러 필터(481)가 형성된 상부 기판(480)의 일 면이 상부 기판(480)의 하면이 되도록 상부 기판(480)을 봉지부(470) 상에 배치할 수 있다. 컬러 필터(481)를 형성하는 것은 적색 서브 화소 영역(492)에 적색 컬러 필터(482)를 형성하고, 녹색 서브 화소 영역(493)에 녹색 컬러 필터(483)를 형성하며, 청색 서브 화소 영역(494)에 청색 컬러 필터(484)를 형성하는 것을 포함한다. 컬러 필터(481)는 반사층(445, 446, 447)이 형성된 영역인 발광 영역(491)에만 형성된다. 따라서, 반사층(445, 446, 447) 상에 컬러 필터(481)를 형성하여 반사층(445, 446, 447)에서의 외광 반사를 감소시킬 수 있다.
화소 영역(490), 발광 영역(491), 투과 영역(495), 적색 서브 화소 영역(492), 녹색 서브 화소 영역(493), 청색 서브 화소 영역(494), 백색 서브 화소 영역(496) 및 투명 영역(497)은 도 4a 내지 4d에 도시된 형상에 제한되지 않으며, 다른 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 발광 영역(491)에서의 적색 서브 화소 영역(492), 녹색 서브 화소 영역(493) 및 청색 서브 화소 영역(494)의 배치와 투과 영역(495)에서의 백색 서브 화소 영역(496) 및 투명 영역(497)은 도 4a 내지 4d에 도시된 배치와 상이하게 배치될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 모드 및 발광 모드로 동작하는 투명 유기 발광 표시 장치의 다양한 특징들에 대해 설명한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 백색 서브 화소 영역은 투과 영역의 전체 영역 또는 일부 영역인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 투과 영역에 형성된 애노드, 유기 발광층 및 캐소드를 포함하는 유기 발광 소자를 더 포함하고, 애노드, 유기 발광층 및 캐소드는 실질적으로 투명한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 발광 영역에만 형성된 반사층 및 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 배선을 더 포함하고, 배선의 적어도 일부와 박막 트랜지스터 전부는 반사층 하부에 위치하여 투명 유기 발광 표시 장치의 개구율을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 발광 영역에서 발생하는 외광 반사를 최소화하기 위하여 발광 영역에만 형성된 컬러 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 사용하지 않으면서도 외광 반사를 최소화할 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치의 다양한 특징들에 대해 설명한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 백색 서브 화소 영역은 투과 영역의 전체 영역에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 발광 영역과 중첩하도록 형성된 컬러 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터를 더 포함하고, 박막 트랜지스터는 발광 영역에만 중첩하도록 형성되어, 반사층 하부에만 위치한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 복수의 배선을 더 포함하고, 반사층 및 복수의 배선은 복수의 배선에서의 외광 반사를 최소화하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 발광 영역 및 투과 영역은 하나의 화소 영역을 구성하며, 화소 영역은 장변과 단변을 갖는 직사각형 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 화소 영역의 장변의 길이는 단변의 길이의 4/3인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기판은 서로 인접하는 2개의 화소 영역을 갖고, 인접하는 2개의 화소 영역 각각의 투과 영역의 장변이 서로 접하도록 배치되고, 뱅크층은 인접하는 2개의 화소 영역 각각의 투과 영역의 장변에는 형성되지 않은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역, 청색 서브 화소 영역, 백색 서브 화소 영역 및 투과 영역을 구획하는 뱅크층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 화소 영역은 복수의 발광 영역 및 공동 투과 영역을 갖는 다중 화소 구조이고, 복수의 발광 영역 각각은 독립적으로 구동되고, 공동 투과 영역은 하나 이상의 백색 서브 화소 영역을 포함하고, 공동 투과 영역 중 하나 이상의 백색 서브 화소 영역을 제외한 영역에는 뱅크층 및 배선이 형성되지 않은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 화소 영역, 발광 영역, 투과 영역 및 백색 서브 화소 영역은 직사각형 형상이고, 발광 영역의 일 변 전체는 백색 서브 화소 영역과 접하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 화소 영역, 발광 영역, 투과 영역 및 백색 서브 화소 영역은 직사각형 형상이고, 발광 영역의 일 변 중 일부는 백색 서브 화소 영역과 접하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 사용하지 않는 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사를 감소시키기 위한 방법의 다양한 특징들에 대해 설명한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하고, 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는 박막 트랜지스터에서의 외광 반사를 감소시키기 위해 박막 트랜지스터를 반사층 아래에만 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 복수의 배선을 형성하는 단계를 더 포함하고, 복수의 배선을 형성하는 단계는 복수의 배선에서의 외광 반사를 감소시키기 위해 투과 영역에 배치된 배선의 수 및 배선의 면적을 최소화하도록 복수의 배선을 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 발광 영역에 컬러 필터를 형성하는 단계를 더 포함하고, 컬러 필터를 형성하는 단계는 반사층에서의 외광 반사를 감소시키기 위해 컬러 필터를 반사층 상에만 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 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. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다. 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.
110A, 410: 하부 기판
120A, 120E, 420: 박막 트랜지스터
121A, 121E, 421: 제1 박막 트랜지스터
122A, 122E, 422: 제2 박막 트랜지스터
123A, 123E, 423: 제3 박막 트랜지스터
124A, 124E, 424: 제4 박막 트랜지스터
425, 425', 425'', 425''': 액티브층
426, 426', 426'', 426''': 게이트 전극
427, 427', 427'', 427''': 소스 전극
428, 428', 428'', 428''': 드레인 전극
131A, 431: 버퍼층
132A, 432: 게이트 절연층
133A, 433: 층간 절연층
134A, 434: 오버 코팅층
135A, 135D, 135F, 135G, 135H, 135I, 435: 뱅크층
140A, 440: 애노드
141A, 441: 제1 애노드
142A, 442: 제2 애노드
143A, 443: 제3 애노드
144A, 444: 제4 애노드
145A, 146A, 147A, 445, 446, 447: 반사층
150A, 450: 유기 발광층
160A, 460: 캐소드
170A, 470: 봉지부
180A, 480: 상부 기판
181A, 481: 컬러 필터
182A, 482: 적색 컬러 필터
183A, 483: 녹색 컬러 필터
184A, 484: 청색 컬러 필터
190A, 190D, 190E, 190F, 190G, 190H, 190I, 190I', 290, 490: 화소 영역
191A, 191D, 191E, 191F, 191G, 191H, 191I, 191I', 291, 491: 발광 영역
192A, 192D, 192E, 192F, 192G, 192H, 192I, 192I', 292, 492: 적색 서브 화소 영역
193A, 193D, 193E, 193F, 193G, 193H, 193I, 193I', 293, 493: 녹색 서브 화소 영역
194A, 194D, 194E, 194F, 194G, 194H, 194I, 194I', 294, 494: 청색 서브 화소 영역
195A, 195D, 195E, 195F, 195G, 195H, 195I, 195I', 295, 495: 투과 영역
196A, 196D, 196E, 196F, 196G, 196H, 196I, 196I', 296, 496: 백색 서브 화소 영역
197A, 197E, 197F, 197G, 197H, 197I, 197I', 297, 497: 투명 영역
100A, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H, 100I, 200, 400: 투명 유기 발광 표시 장치
GL: 게이트 배선
DL: 데이터 배선
L1: 투명 유기 발광 표시 장치로 입사하는 빛
LR: 적색 서브 화소 영역에서 발광하는 빛
LG: 녹색 서브 화소 영역에서 발광하는 빛
LB: 청색 서브 화소 영역에서 발광하는 빛
LW: 백색 서브 화소 영역에서 발광하는 빛

Claims (21)

  1. 편광판을 사용하지 않는 투명 유기 발광 표시 장치로서,
    적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역을 포함하는 발광 영역, 및 백색 서브 화소 영역을 포함하는 투과 영역을 갖는 하나 이상의 화소 영역을 포함하고,
    상기 투명 유기 발광 표시 장치는 발광 모드와 투명 모드로 동작하도록 구성되고,
    상기 투명 모드에서 상기 투과 영역의 전체 영역이 투명 영역으로 기능하고,
    상기 발광 모드에서 상기 투과 영역의 상기 백색 서브 화소 영역은 백색광을 발광하는 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백색 서브 화소 영역은 상기 투과 영역의 전체 영역 또는 일부 영역인 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 투과 영역에 형성된 애노드, 유기 발광층 및 캐소드를 포함하는 유기 발광 소자를 더 포함하고,
    상기 애노드, 상기 유기 발광층 및 상기 캐소드는 실질적으로 투명한 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광 영역에만 형성된 반사층; 및
    박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 배선을 더 포함하고,
    상기 배선의 적어도 일부와 상기 박막 트랜지스터 전부는 상기 반사층 하부에 위치하여 상기 투명 유기 발광 표시 장치의 개구율을 향상시키는 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발광 영역에서 발생하는 외광 반사를 최소화하기 위하여 상기 발광 영역에만 형성된 컬러 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  6. 편광판을 사용하지 않는 투명 유기 발광 표시 장치로서,
    적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역을 포함하는 발광 영역, 및 백색 서브 화소 영역을 포함하는 투과 영역을 갖는 기판;
    상기 발광 영역 및 상기 백색 서브 화소 영역에 형성되고, 애노드, 백색 유기 발광층 및 캐소드를 포함하는 유기 발광 소자; 및
    상기 발광 영역의 애노드 하부에만 형성된 반사층을 갖는 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 백색 서브 화소 영역은 상기 투과 영역의 전체 영역에 형성된 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 발광 영역과 중첩하도록 형성된 컬러 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터는 상기 발광 영역에만 중첩하도록 형성되어, 상기 반사층 하부에만 위치한 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 복수의 배선을 더 포함하고,
    상기 반사층 및 상기 복수의 배선은 상기 복수의 배선에서의 외광 반사를 최소화하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 발광 영역 및 상기 투과 영역은 하나의 화소 영역을 구성하며,
    상기 화소 영역은 장변과 단변을 갖는 직사각형 형상인 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 화소 영역의 장변의 길이는 상기 단변의 길이의 4/3인 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기판은 서로 인접하는 2개의 상기 화소 영역을 갖고,
    상기 인접하는 2개의 화소 영역 각각의 투과 영역의 장변이 서로 접하도록 배치되고,
    뱅크층은 상기 인접하는 2개의 화소 영역 각각의 투과 영역의 장변에는 형성되지 않은 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 적색 서브 화소 영역, 상기 녹색 서브 화소 영역, 상기 청색 서브 화소 영역, 상기 백색 서브 화소 영역 및 상기 투과 영역을 구획하는 뱅크층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 화소 영역은 복수의 발광 영역 및 공동 투과 영역을 갖는 다중 화소 구조이고,
    상기 복수의 발광 영역 각각은 독립적으로 구동되고,
    상기 공동 투과 영역은 하나 이상의 백색 서브 화소 영역을 포함하고,
    상기 공동 투과 영역 중 상기 하나 이상의 백색 서브 화소 영역을 제외한 영역에는 상기 뱅크층 및 배선이 형성되지 않은 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  16. 제6항에 있어서,
    상기 화소 영역, 상기 발광 영역, 상기 투과 영역 및 상기 백색 서브 화소 영역은 직사각형 형상이고,
    상기 발광 영역의 일 변 전체는 상기 백색 서브 화소 영역과 접하는 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  17. 제6항에 있어서,
    상기 화소 영역, 상기 발광 영역, 상기 투과 영역 및 상기 백색 서브 화소 영역은 직사각형 형상이고,
    상기 발광 영역의 일 변 중 일부는 상기 백색 서브 화소 영역과 접하는 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치.
  18. 편광판을 사용하지 않는 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사를 감소시키기 위한 방법으로서,
    적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역을 포함하는 발광 영역, 및 적어도 일부 영역이 백색 서브 화소 영역인 투과 영역을 갖는 하나 이상의 화소 영역을 포함하는 기판 상에 반사층을 형성하는 단계; 및
    상기 발광 영역 및 상기 백색 서브 화소 영역에 애노드, 유기 발광층 및 캐소드를 포함하는 유기 발광 소자를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 반사층은 상기 발광 영역에만 형성된 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는 상기 박막 트랜지스터에서의 외광 반사를 감소시키기 위해 상기 박막 트랜지스터를 상기 반사층 아래에만 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 복수의 배선을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 배선을 형성하는 단계는 상기 복수의 배선에서의 외광 반사를 감소시키기 위해 상기 투과 영역에 배치된 배선의 수 및 배선의 면적을 최소화하도록 상기 복수의 배선을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 발광 영역에 컬러 필터를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 컬러 필터를 형성하는 단계는 상기 반사층에서의 외광 반사를 감소시키기 위해 상기 컬러 필터를 상기 반사층 상에만 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는, 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법.
KR1020140084602A 2013-10-31 2014-07-07 투명 유기 발광 표시 장치 및 투명 유기 발광 표시 장치에서 외광 반사 감소 방법 KR102274586B1 (ko)

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