KR20150056375A - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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김기범
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역 및 제3 부화소 영역으로 구획된 기판; 상기 기판 상의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역 및 상기 제3 부화소 영역 각각에 대응되는 영역에 배치된 제1 화소 전극, 제2 화소 전극 및 제3 화소 전극; 상기 제1 화소 전극, 상기 제2 화소 전극 및 상기 제3 화소 전극 각각 상에 배치되며, 유기 발광층을 포함하는 제1 중간층, 제2 중간층 및 제3 중간층; 및 상기 제1 중간층, 상기 제2 중간층 및 상기 제3 중간층 상에 배치된 대향 전극;을 포함하며, 상기 기판과 상기 제1 화소 전극 및 상기 제2 화소 전극의 사이에는 교대로 적층된 적어도 한 쌍의 고굴절층과 저굴절층을 포함하는 유전체 반사막이 배치되며, 상기 제3 화소 전극은 반투과 금속층을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 개시한다.

Description

유기 발광 표시 장치 {Organic light-emitting display apparatus}
본 발명의 실시예들은 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 그리고 이들 사이에 형성되어 있는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자를 구비하며, 정공 주입 전극에서 주입되는 정공과 전자 주입 전극에서 주입되는 전자가 유기 발광층에서 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기 상태(excited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어지면서 빛을 발생시키는 자발광형 표시 장치이다.
자발광형 표시 장치인 유기 발광 표시 장치는 별도의 광원이 불필요하므로 저전압으로 구동이 가능하고 경량의 박형으로 구성할 수 있으며, 시야각, 콘트라스트(contrast), 응답 속도 등의 특성이 우수하기 때문에 MP3 플레이어나 휴대폰 등과 같은 개인용 휴대기기에서 텔레비전(TV)에 이르기까지 응용 범위가 확대되고 있다.
본 발명의 실시예들은 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역 및 제3 부화소 영역으로 구획된 기판; 상기 기판 상의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역 및 상기 제3 부화소 영역 각각에 대응되는 영역에 배치된 제1 화소 전극, 제2 화소 전극 및 제3 화소 전극; 상기 제1 화소 전극, 상기 제2 화소 전극 및 상기 제3 화소 전극 각각 상에 배치되며, 유기 발광층을 포함하는 제1 중간층, 제2 중간층 및 제3 중간층; 및 상기 제1 중간층, 상기 제2 중간층 및 상기 제3 중간층 상에 배치된 대향 전극;을 포함하며, 상기 기판과 상기 제1 화소 전극 및 상기 제2 화소 전극의 사이에는 교대로 적층된 적어도 한 쌍의 고굴절층과 저굴절층을 포함하는 유전체 반사막이 배치되며, 상기 제3 화소 전극은 반투과 금속층을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역, 및 상기 제3 부화소 영역 각각은 적색광을 방출하는 적색 부화소 영역, 녹색광을 방출하는 녹색 부화소 영역, 및 청색광을 방출하는 청색 부화소 영역에 대응될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제3 화소 전극은 상기 반투과 금속층을 보호하는 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층을 더 포함하며, 상기 제1 투명 도전층, 상기 반투과 금속층 및 상기 제2 투명 도전층의 적층 구조로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 반투과 금속층은 은(Ag) 또는 은 합금을 포함하며, 약 100 Å내지 약 200 Å의 두께를 갖을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 대향 전극은 반사 금속층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유전체 반사막 중 상기 제1 화소 전극 및 상기 제2 화소 전극에 접하는 영역에는 상기 저굴절층이 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유전체 반사막은 상기 제1 화소 전극에 대응되도록 배치된 제1 유전체 반사막과 상기 제2 화소 전극에 대응되도록 배치된 제2 유전체 반사막을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 유전체 반사막과 상기 제2 유전체 반사막의 두께는 서로 동일할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 유전체 반사막 및 상기 제2 유전체 반사막에 포함된 고굴절층 및 저굴절층 각각의 두께는 약 760 Å내지 약 840 Å일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유전체 반사막에 포함된 상기 고굴절층은 SiNx를 포함하며, 상기 저굴절층은 SiO2를 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 관한 유기 발광 표시 장치는, 측면 시야각에 따른 색 편이(color shift)를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 도 1의 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역 및 제3 부화소 영역을 개략적으로 나타낸 단면도들이다.
도 3은 도 1의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치와 도 9의 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치의 측면 시야각에 따른 색 편이를 나타낸 그래프이다..
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 측면 시야각에 따른 색 좌표를 나타낸 그래프이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 9의 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치의 측면 시야각에 따른 색 좌표를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 1의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 측면 시야각에 따른 휘도비를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 1의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 포함된 저굴절층과 고굴절층의 두께 변화에 따른 색 편이를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2a, 도 2b 및 도 2c는 도 1의 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역 및 제3 부화소 영역을 개략적으로 나타낸 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 제1 부화소 영역(PXL1), 제2 부화소 영역(PXL2) 및 제3 부화소 영역(PXL3)으로 구획된 기판(10)을 포함하며, 상기 제1 부화소 영역(PXL1)은 기판(10) 상에 순차적으로 배치된 제1 화소 전극(120), 제1 유기 발광층을 포함하는 제1 중간층(121) 및 대향 전극(22)을 포함한다.
상기 기판(10)과 제1 화소 전극(120) 사이에는 고굴절층(118a) 및 저굴절층(118b)을 포함하는 제1 유전체 반사막(118)이 배치될 수 있다.
상기 제2 부화소 영역(PXL2)은 기판(10) 상에 순차적으로 배치된 제2 화소 전극(220), 제2 유기 발광층을 포함하는 제2 중간층(221) 및 대향 전극(22)을 포함한다.
상기 기판(10)과 제2 화소 전극(220) 사이에는 제1 부화소 영역(PXL1)과 마찬가지로 고굴절층(218a) 및 저굴절층(218b)을 포함하는 제2 유전체 반사막(218)이 배치될 수 있다.
상기 제3 부화소 영역(PXL3)은 기판(10) 상에 순차적으로 배치된 제3 화소 전극(320), 제3 유기 발광층을 포함하는 제3 중간층(321) 및 대향 전극(22)을 포함한다.
상기 제3 화소 전극(320)은 반투과 금속층(320b) 및 반투과 금속층(320b)을 보호하며 반투과 금속층(320b)의 하부 및 상부에 각각 배치된 제1 투명 도전층(320a) 및 제2 투명 도전층(320c)을 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 글라스재 또는 플라스틱재 등의 투명 기판을 포함하는 기판(10)의 제1 부화소 영역(PXL1) 및 제2 부화소 영역(PXL2) 상에는 제1 화소 전극(120) 및 제2 화소 전극(220)이 배치된다. 상기 제1 화소 전극(120) 및 제2 화소 전극(220)은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 인듐틴옥사이드(ITO: indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO: indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO: zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO: indium galium oxide), 및 알루미늄징크옥사이드(AZO: aluminium zinc oxide)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 화소 전극(120) 및 상기 제2 화소 전극(220) 상에는 각각 제1 중간층(121) 및 제2 중간층(221)이 배치된다. 제1 중간층(121) 및 제2 중간층(221)은 각각 제1 유기 발광층(121c, organic emission layer) 및 제2 유기 발광층(221c)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(121a, 221a, HIL: hole injection layer), 정공 수송층(121b, 221b, HTL: hole transport layer), 전자 수송층(121d, 221d, ETL: electron transport layer) 및 전자 주입층(121e, 221e, EIL: electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 그러나, 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 제1 중간층(121) 및 제2 중간층(221)은 각각 제1 유기 발광층(121c) 및 제2 유기 발광층(221c)을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
제1 중간층(121) 및 제2 중간층(221) 상에는 대향 전극(22)이 배치된다. 대향 전극(22)은 반사 금속층을 포함할 수 있으며, Ag, Al, Mg, Li, Ca, Cu, LiF/Ca, LiF/Al, MgAg 및 CaAg를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 유기 발광층(121c) 및 제2 유기 발광층(221c)은 각각 적색광 및 녹색광에 대응되는 파장의 광을 방출할 수 있으며, 대향 전극(22) 방향으로 방출된 광은 대향 전극(22)에 의해 반사되어 제1 화소 전극(120, 220)을 투과하여 기판(10) 측으로 방출될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판(10) 측으로 광을 방출하는 배면 발광형일 수 있다.
상기 기판(10)과 제1 화소 전극(120) 및 제2 화소 전극(220)의 사이에는 교대로 배치된 적어도 한 쌍의 고굴절층(18a) 및 저굴절층(18b)을 포함하는 유전체 반사막(18)이 배치될 수 있으며, 유전체 반사막(18)은 제1 화소 전극(120)에 대응되는 제1 유전체 반사막(118)과 제2 화소 전극(220)에 대응되는 제2 유전체 반사막(218)을 포함할 수 있다.
상기 유전체 반사막(18)은 분포 브래그 반사기(DBR; Distributed Bragg Reflector)로 기능할 수 있다. 분포 브래그 반사기는 고굴절층과 저굴절층을 교대로 배치함으로써, 고굴절층과 저굴절층의 경계면들에서 반사된 광들이 보강 간섭을 일으키는 조건을 만족하는 특정 파장의 광을 반사시킬 수 있는 반사 구조이다.
제1 부화소 영역(PXL1)에 포함된 제1 유기 발광층(121c)에서 방출된 광의 경로를 구체적으로 살펴보면, 제1 유기 발광층(121c)에서 방출된 광은 사방으로 진행한다. 이때, 대향 전극(22) 방향으로 진행된 광은 반사되어 제1 화소 전극(120) 방향으로 진행한다.
제1 유기 발광층(121c)에서 방출되거나, 대향 전극(22)에서 반사되어 제1 화소 전극(120) 방향으로 진행된 광의 일부는 기판(10) 방향으로 진행하여 외부로 방출되며, 일부는 제1 화소 전극(120)과 저굴절층(118b)의 경계면, 저굴절층(118b)과 고굴절층(118a)의 경계면, 또는 기판(10)과 고굴절층(118a) 사이에 배치된 절연층(IL)과 고굴절층(118a)의 경계면 등에서 반사될 수 있다.
즉, 상기 제1 유전체 반사막(118)에 의해 약공진 구조가 형성될 수 있으며, 제1 부화소 영역(PXL1)에서 방출되는 광, 예를 들면 적색광의 광효율(luminescent efficiency) 및 색순도(color purity)를 증가시킬 수 있다.
제2 부화소 영역(PXL2)에 포함된 제2 유기 발광층(221c)에서 방출된 광의 경로는 제1 부화소 영역(PXL1)에 포함된 제1 유기 발광층(121c)에서 방출된 광의 경로와 동일한 경로를 통해 외부로 방출될 수 있다.
제2 유기 발광층(221c)에서 방출되 광의 일부는 제2 화소 전극(220)과 저굴절층(218b)의 경계면, 저굴절층(218b)과 고굴절층(218a)의 경계면, 또는 기판(10)과 고굴절층(218a) 사이에 배치된 절연층(IL)과 고굴절층(218a)의 경계면 등에서 반사될 수 있다.
즉, 상기 제2 유전체 반사막(218)에 의해 약공진 구조가 형성될 수 있으며, 제2 부화소 영역(PXL2)에서 방출되는 광, 예를 들면 녹색광의 광효율 및 색순도를 증가시킬 수 있다.
도 2c를 참조하면, 기판(10)의 제3 부화소 영역(PXL3) 상에는 제3 화소 전극(320)이 배치된다. 상기 제3 화소 전극(320)은 반투과 금속층(320b) 및 반투과 금속층(320b)을 보호하는 투명 도전층(320a, 320b)을 포함할 수 있다.
상기 투명 도전층(320a, 320b)은 인듐틴옥사이드(ITO: indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO: indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO: zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO: indium galium oxide), 및 알루미늄징크옥사이드(AZO: aluminium zinc oxide)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 반투과 금속층(320b)은 약 100 Å내지 약 200 Å의 두께를 갖는 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있다.
상기 제3 화소 전극(320) 상에는 제3 중간층(321)이 배치된다. 제3 중간층(321)은 제3 유기 발광층(321c)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(321a), 정공 수송층(321b), 전자 수송층(321d) 및 전자 주입층(321e) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 그러나, 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 제3 중간층(321)은 제3 유기 발광층(321c)을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
제3 중간층(321) 상에는 대향 전극(22)이 배치된다. 대향 전극(22)은 반사 금속층을 포함할 수 있으며, 상기 대향 전극(22)은 제1 부화소 영역(PXL1), 제2 부화소 영역(PXL2) 및 제3 부화소 영역(PXL3)에 공통되도록 배치될 수 있다.
제3 부화소 영역(PXL3)에서 방출된 광의 경로를 구체적으로 살펴보면, 제3 유기 발광층(321c)에서 방출된 광은 사방으로 진행한다. 이때, 대향 전극(22) 방향으로 진행한 광은 대향 전극(22)에 의해 반사된다.
제3 유기 발광층(321c)에서 방출되거나 대향 전극(22)에 의해 반사되어 제3 화소 전극(320) 방향으로 진행된 광의 일부는 제3 화소 전극(320)에 포함된 반투과 금속층(320b)에 의해 반사되어, 대향 전극(22) 방향으로 진행하며, 일부는 기판(10) 방향으로 진행하여 외부로 방출된다.
즉, 제3 유기 발광층(321c)에서 방출된 광의 일부는, 제3 화소 전극(320)과 대향 전극(22) 사이를 왕복하며, 보강 간섭 조건을 만족하는 특정 파장의 광만이 증폭되어 기판(10) 방향으로 방출된다.
상기 제3 화소 전극(320)에 구비된 반투과 금속층(320b)과 반사 전극인 대향 전극(22)은 미세 공진 구조(microcavity)를 형성하며, 이에 의해 제3 부화소 영역(PXL3)에서 방출되는 광, 예를 들면 청색광의 광효율과 색순도를 증가시킬 수 있다.
이때, 제3 부화소 영역(PXL3)에 포함된 제3 중간층(321)은 제1 화소 전극(120)과 대향 전극(22) 사이의 거리를 조절하기 위한 공진 거리 조절층을 포함할 수 있으며, 상기 정공 수송층(121b)이 공진 거리 조절층으로 기능할 수 있다.
제3 유기 발광층(321c)은 상대적으로 넓은 파장폭을 가진 광을 방출하며, 이러한 광 중 상기 미세 공진 구조의 공진 조건, 즉 보강 간섭 조건을 만족하는 광만이 증폭되어 외부로 방출된다.
이때, 외부로 방출되는 광의 파장은 상기 반투과 금속층(320b)과 대향 전극(22) 사이의 거리에 따라 정해지며, 반투과 금속층(320b)과 대향 전극(22) 사이의 거리를 조절함으로써, 원하는 파장의 광이 외부로 방출되도록 할 수 있다.
본 실시예의 제3 부화소 영역(PXL3)은 청색광을 방출할 수 있으며, 상기 미세 공진 구조를 제3 부화소 영역(PXL3)에 적용함으로써 원하는 파장값을 갖는 청색광이 방출되도록 할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 실시예의 유기 발광 표시 장치는 제1 화소 전극(120), 제2 화소 전극(220) 및 제3 화소 전극(320)과 각각 전기적으로 연결된 제1 박막 트랜지스터(TFT1), 제2 박막 트랜지스터(TFT2) 및 제3 박막 트랜지스터(TFT3)를 포함할 수 있다.
기판(10) 상에는 버퍼층(11)이 배치되고, 버퍼층(11) 상에는 제1 내지 제3 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2, TFT3)의 활성층(112, 212, 312)이 배치될 수 있다. 상기 버퍼층(11)은 기판(10)의 면을 평탄화하며 활성층(112, 212, 312)으로 불순물이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 활성층(112, 212, 312)은 다양한 물질을 함유하도록 형성할 수 있다. 예를 들면, 활성층(112, 212, 312)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다른 예로서 활성층(112, 212, 312)은 산화물 반도체를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서 활성층(112, 212, 312)은 유기 반도체 물질을 함유할 수 있다.
버퍼층(11) 상에는 활성층(112, 212, 312)을 덮도록 게이트 절연막(13)이 배치되며, 게이트 절연막(13) 상에는 게이트 전극(114, 214, 314)이 배치될 수 있다.
상기 게이트 전극(114, 214, 314)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(114, 214, 314) 상에는 층간 절연막(15)이 배치되며, 층간 절연막(15) 상에는 소스 전극(116a, 216a, 316a) 및 드레인 전극(116b, 216b, 316b)이 배치될 수 있다.
소스 전극(116a, 216a, 316a) 및 드레인 전극(116b, 216b, 316b)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2, TFT3) 상에는, 제1 내지 제3 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2, TFT3)을 덮는 평탄화막(17)이 배치될 수 있다. 평탄화막(17)은 아크릴계 유기물 또는 BCB(Benzocyclobutene) 등으로 형성될 수 있다.
상기 평탄화막(17)과 제1 화소 전극(120) 및 제2 화소 전극(220) 상에는 고굴절층(18a)과 저굴절층(18b)을 포함하는 유전체 반사막(18)이 배치되며, 유전체 반사막(18) 중 제1 화소 전극(120)과 제2 화소 전극(220)에 접하는 영역에는 저굴절층(18b)이 배치될 수 있다.
제1 화소 전극(120) 및 제2 화소 전극(220)은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있으며, 예를 들면 인듐틴옥사이드(ITO) 등은 1.7 이상의 고굴절률을 갖는다. 따라서, 제1 화소 전극(120) 및 제2 화소 전극(220) 하부에 저굴절층(18b)을 배치함으로써 제1 화소 전극(120) 및 제2 화소 전극(220)과 저굴절층(18b)의 경계면에서의 반사율을 높여, 공진이 효율적으로 일어나도록 할 수 있다.
마찬가지로, 유기물 등을 포함하는 평탄화막(17)은 일반적으로 저굴절률을 갖으므로, 유전체 반사막(18) 중 평탄화막(17)에 접하는 영역에는 고굴절층(18a)이 배치될 수 있다.
상기 저굴절층(18b)은 SiO2(silica)를 포함할 수 있으며, 고굴절층(18a)은 SiNx(silicon nitride)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
도 1에서는, 고굴절층(18a)과 저굴절층(18b)이 한 쌍만 배치된 구성을 예시하고 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 복수 개의 고굴절층과 저굴절층이 제1 화소 전극(120) 및 제2 화소 전극(220)의 하부에 배치될 수 있으며, 고굴절층과 저굴절층의 수가 동일하지 않을 수도 있다.
상기 유전체 반사막(18)은 제1 화소 전극(120)에 대응되도록 배치된 제1 유전체 반사막(118)과 제2 유전체 반사막(218)을 포함할 수 있으며, 제1 유전체 반사막(118)과 제2 유전체 반사막(218)은 일체로 형성될 수 있다.
즉, 제1 유전체 반사막(118)으로부터 제2 부화소 영역(PXL2)까지 연장된 일 영역이 제2 유전체 반사막(218)에 대응될 수 있다.
따라서, 제1 유전체 반사막(118)과 제2 유전체 반사막(218)의 두께는 서로 동일할 수 있으며, 제1 유전체 반사막(118) 및 제2 유전체 반사막(218)에 포함된 고굴절층(118a)의 두께(ta) 및 저굴절층(118b)의 두께(tb)는 약 760 Å 내지 약 840 Å일 수 있다.
유전체 반사막(18)의 상기 구성에 의하며, 제1 유전체 반사막(118)과 제2 유전체 반사막(218)을 하나의 증착 및 식각 공정을 통해 동시에 형성할 수 있으며, 백색광을 구현하기 위한 적색광 및 녹색광의 표준값을 동시에 맞출 수 있다.
도 1의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 제1 부화소 영역(PXL1) 및 제2 부화소 영역(PXL2)에 약공진 구조, 제3 부화소 영역(PXL3)에는 미세 공진 구조를 도입함으로써, 광효율을 향상시키기 위하여 모든 부화소 영역에 미세 공진 구조를 도입하였을 때 야기될 수 있는 측면 시야각에서의 색 편이 문제를 방지할 수 있다.
또한, 청색광을 방출하는 제3 부화소 영역(PXL3)에 미세 공진 구조를 도입함으로써 청색광을 표준값(s-RGB)에 맞출 수 있다.
Figure pat00001
표 1는 도 1의 유기 발광 표시 장치의 제1 부화소 영역(PXL1), 제2 부화소 영역(PXL2), 및 제3 부화소 영역(PXL3)에서 각각 방출되는 광에 대한 색 좌표값을 나타낸 것으로, 표 1을 참조하면, 표준 RGB(s-RGB)의 색 좌표값과 도 1의 실시예의 유기 발광 표시 장치에서 방출되는 적색과, 녹색광 및 청색광의 색 좌표값이 소정의 오차 범위 내에서 거의 동일함을 확인할 수 있다. 특히, 약공진 구조에서 파장값이 조정이 어려운 청색 부화소 영역에 미세 공진 구조를 도입함으로서, 청색광의 색 좌표값이 표준 RGB의 색 좌표값에 근접하게 된 것을 확인할 수 있다.
도 3은 도 1의 실시예와 도 9의 비교예의 측면 시야각에 따른 색 편이를 나타낸 그래프이고, 도 9는 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9를 참조하면, 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치는 제1 부화소 영역(PXL1′), 제2 부화소 영역(PXL2′) 및 제3 부화소 영역(PXL3′)로 구획된 기판(10′)을 포함한다.
상기 제1 부화소 영역(PXL1′), 제2 부화소 영역(PXL2′) 및 제3 부화소 영역(PXL3′) 각각에 포함된 제1 화소 전극(120′), 제2 화소 전극(220′) 및 제3 화소 전극(320′)은 제1 반투과 금속층(120b′), 제2 반투과 금속층(220b′) 및 제3 반투과 금속층(320b′)을 포함하며, 대향 전극(22′)은 반사 금속층을 포함한다.
제1 화소 전극(120′), 제2 화소 전극(220′) 및 제3 화소 전극(320′)은 제1 반투과 금속층(120b′), 제2 반투과 금속층(220b′) 및 제3 반투과 금속층(320b′)을 보호하는 투명 도전층(120a′, 120c′, 220a′, 220c′, 320a′, 320c′)을 더 포함할 수 있다.
기판(10′) 상에는 버퍼층 등의 절연층(IL′)이 배치되며, 제1 화소 전극(120′), 제2 화소 전극(220′) 및 제3 화소 전극(320′) 상에는 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출하는 제1 중간층(121′), 제2 중간층(221′) 및 제3 중간층(321′)이 배치된다.
즉, 제1 부화소 영역(PXL1′), 제2 부화소 영역(PXL2′) 및 제3 부화소 영역(PXL3′)은 모두 미세 공진 구조(microcavity)를 포함한다.
도 3의 그래프의 가로축은 유기 발광 표시 장치의 측면 시야각을 나타내며, 세로축은 정면(0°)에서, 적색광, 녹색광 및 청색광의 조합에 의해 구현되는 백색광의 색 좌표값에 대한 측면 시야각에서의 색 좌표값의 변화, 즉 색 편이(color shift)를 나타낸다.
상기 도 3의 그래프로부터 도 9의 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치에 비하여, 도 1의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 측면 시야각에서의 색 편이의 정도가 현저히 감소했음을 확인할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 실시예의 측면 시야각에 따른 색 좌표를 나타낸 그래프이고, 도 5a 내지 도 5c는 도 9의 비교예의 측면 시야각에 따른 색 좌표를 나타낸 그래프이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 각각 도 1의 실시예의 유기 발광 표시 장치에서 방출되는 백색광, 녹색광 및 적색광의 x축(유기 발광 표시 장치의 가로(horizontal) 방향) 및 y축(유기 발광 표시 장치의 세로(vertical) 방향)에서의 색 좌표값을 나타내며, 도 5a, 도 5b 및 도 5c는 각각 도 9의 비교예의 유기 발광 표시 장치에서 방출되는 백색광, 녹색광 및 적색광의 x축 및 y축에서의 색 좌표값을 나타낸다.
도 4a 내지 도 4c 및 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 도 9의 비교예에 비하여, 도 1의 실시예의 유기 발광 표시 장치는 측면 시야각에 따라 색 좌표값이 거의 변하지 않는다는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 도 1의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 측면 시야각에 따른 휘도비를 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 적색광(RED), 녹색광(GREEN), 및 청색광(BLUE)의 휘도값이 측면 시야각이 증가함에 따라 거의 동일한 비율로 감소하는 것을 확인할 수 있다.
즉, 특정 측면 시야각에서 적색광, 녹색광 및 청색광의 휘도값이 거의 동일하므로, 도 1의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 측면 시야각에서 적색광, 녹색광 및 청색광의 휘도값이 달라져 발생할 수 있는 색 편이가 감소되었다는 것을 확인할 수 있다.
도 7은 도 1의 실시예에 포함된 고굴절층과 저굴절층의 두께 변화에 따른 색 편이를 나타낸 그래프이다.
도 7을 참조하면, 도 1의 고굴절층(18a)의 두께(ta)와 저굴절층(18b)의 두께(tb)가 800 Å인 기준값(Ref.)에 대하여, ±5 % 및 ±10 %의 두께 변화가 있는 경우에, 측면 시야각에 따른 색 편이 정도를 나타낸 그래프이다.
이러한 두께 변화는 상기 고굴절층(18a) 및 저굴절층(18b)을 형성하는 과정에서 공정 오차에 대응될 수 있다.
도 7의 그래프를 살펴보면, 두께 변화가 ±5 %인 경우, 즉 고굴절층(18a) 및 저굴절층(18b)의 두께(ta, tb)가 760 Å 및 840 Å인 경우, 60°의 측면 시야각에서 색 좌표값의 변화가 0.006 정도의 값을 갖는다. 두께 변화가 ±10 %인 경우, 즉 고굴절층(18a) 및 저굴절층(18b)의 두께(ta, tb)가 720 Å 및 880 Å인 경우, 60°의 측면 시야각에서 색 좌표값의 변화가 0.01 이상의 값을 갖는다
따라서, 원하는 조건, 즉 색 좌표값의 변화가 0.01 이하의 낮은 값을 갖는 유기 발광 표시 장치를 구현하기 위해서, 고굴절층(18a) 및 저굴절층(18b)의 두께는 약 760 Å내지 840 Å의 범위 값을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
하기 표 2는 도 1의 실시예에 포함된 고굴절층(18a)과 저굴절층(18b)의 두께(ta, tb) 변화에 따른 x 및 y 색좌표값 및 측면 시야각이 60°인 위치에서의 색 편이값을 나타낸 표이다.
Figure pat00002
표 2를 참조하면, 도 1의 실시예에 포함된 고굴절층(18a)과 저굴절층(18b)의 두께(ta, tb)를 변화시켰을 때, 저굴절층과 고굴절층이 화소 전극 하부에 배치되어 있지 않은 청색광의 경우, 색 좌표값에 변화가 없고 녹색광 및 적색과의 색좌표값은 기준값에 대하여 변화가 발생한다.
도 7의 그래프와 마찬가지로, 60°의 측면 시야각에서의 색 편이는 표 2의 가장 오른쪽에 나열된 값과 같은 값을 가지며, 두께 변화가 ±5 %인 경우, 0.006 정도의 낮은 색 편이값을 가질 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 다른 구성은 도 1의 유기 발광 표시 장치와 동일하며, 제1 유전체 반사막(118) 및 제2 유전체 반사막(218)의 구성에만 차이가 존재한다.
즉, 상기 제1 유전체 반사막(118)은 제1 화소 전극(120)에 대응되는 영역에 배치되고, 제2 유전체 반사막(218)은 제2 화소 전극(220)에 대응되는 영역에 배치되며, 제1 유전체 반사막(118)과 제2 유전체 반사막(218)은 각각 패터닝되어 있다.
제1 유전체 반사막(118)은 고굴절층(118a)과 저굴절층(118b)를 포함하며, 제2 유전체 반사막(218) 또한 고굴절층(218a)과 저굴절층(218b)을 포함할 수 있다.
상기 층들(118a, 118b, 218a, 218b)의 두께(ta, tb, tc, td)는 서로 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 따라서, 제1 부화소 영역(PXL1)은 제2 부화소 영역(PXL2)으로부터 외부로 방출되는 광의 파장은 상기 두께(ta, tb, tc, td)를 변화시킴으로써 조정할 수 있다.
도 8에서는 고굴절층(118a, 218a)과 저굴절층(118b, 218b)이 한 쌍만 배치된 구성을 예시하고 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 복수 개의 고굴절층과 저굴절층이 제1 화소 전극(120) 및 제2 화소 전극(220)의 하부에 배치될 수 있으며, 고굴절층과 저굴절층의 수가 동일하지 않을 수도 있다.
도 8에서는 제1 유전체 반사막(118)의 너비가 제1 화소 전극(120)과 동일하고, 제2 유전체 반사막(218)의 너비가 제2 화소 전극(220)과 동일하게 도시되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 제1 유전체 반사막(118) 및 제2 유전체 반사막(218)의 너비는 제1 중간층(121) 및 제2 중간층(221)으로부터 광이 방출되는 영역과 같거나 넓기만 하면 어떤 값을 가져도 무방하다.
상기 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는, 측면 시야각에서의 색 편이 문제를 방지할 수 있으며, 방출되는 적색광, 녹색광 및 청색광을 표준값(s-RGB)에 맞출 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 기판 18a, 118a, 218a: 고굴절층
18b, 118b, 218b: 저굴절층 18: 유전체 반사막
118: 제1 유전체 반사막 218: 제2 유전체 반사막
120, 220, 320: 화소 전극 320b: 반투과 금속층
121, 221, 321: 중간층 22: 대향 전극

Claims (10)

  1. 제1 부화소 영역, 제2 부화소 영역 및 제3 부화소 영역으로 구획된 기판;
    상기 기판 상의 상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역 및 상기 제3 부화소 영역 각각에 대응되는 영역에 배치된 제1 화소 전극, 제2 화소 전극 및 제3 화소 전극;
    상기 제1 화소 전극, 상기 제2 화소 전극 및 상기 제3 화소 전극 각각 상에 배치되며, 유기 발광층을 포함하는 제1 중간층, 제2 중간층 및 제3 중간층; 및
    상기 제1 중간층, 상기 제2 중간층 및 상기 제3 중간층 상에 배치된 대향 전극;을 포함하며,
    상기 기판과 상기 제1 화소 전극 및 상기 제2 화소 전극의 사이에는 교대로 적층된 적어도 한 쌍의 고굴절층과 저굴절층을 포함하는 유전체 반사막이 배치되며, 상기 제3 화소 전극은 반투과 금속층을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 부화소 영역, 상기 제2 부화소 영역, 및 상기 제3 부화소 영역 각각은 적색광을 방출하는 적색 부화소 영역, 녹색광을 방출하는 녹색 부화소 영역, 및 청색광을 방출하는 청색 부화소 영역에 대응되는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 화소 전극은 상기 반투과 금속층을 보호하는 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층을 더 포함하며, 상기 제1 투명 도전층, 상기 반투과 금속층 및 상기 제2 투명 도전층의 적층 구조로 형성된 유기 발광 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 반투과 금속층은 은(Ag) 또는 은 합금을 포함하며, 약 100 Å내지 약 200 Å의 두께를 갖는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 대향 전극은 반사 금속층을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체 반사막 중 상기 제1 화소 전극 및 상기 제1 화소 전극에 접하는 영역에는 상기 저굴절층이 배치된 유기 발광 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체 반사막은 상기 제1 화소 전극에 대응되도록 배치된 제1 유전체 반사막과 상기 제2 화소 전극에 대응되도록 배치된 제2 유전체 반사막을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 유전체 반사막과 상기 제2 유전체 반사막의 두께는 서로 동일한 유기 발광 표시 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 유전체 반사막 및 상기 제2 유전체 반사막에 포함된 고굴절층 및 저굴절층 각각의 두께는 약 760 Å 내지 약 840 Å인 유기 발광 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 유전체 반사막에 포함된 상기 고굴절층은 SiNx를 포함하고, 상기 저굴절층은 SiO2를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
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