KR20150063862A - 유기 발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제1 화소 및 제2 화소를 구비하는 제1 기판과 제2 기판; 상기 제1 기판상에서 상기 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 뱅크층; 상기 제1 기판상에서 상기 제1 화소 내에 형성된 발광층; 상기 제2 기판상에서 상기 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 차광층; 및 상기 제2 기판상에서 상기 제1 화소 내에 형성된 컬러 필터를 포함하여 이루어지고, 상기 제1 기판면을 기준으로 하여 상기 뱅크층의 상단이 상기 발광층의 상단보다 높게 형성되고, 상기 제2 기판면을 기준으로 하여 상기 차광층의 상단이 상기 컬러 필터의 상단보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치에 관한 것으로서,
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차광층의 높이가 컬러 필터의 높이 보다 높게 형성되고 또한 뱅크층의 높이가 발광층의 높이 보다 높게 형성되기 때문에, 하나의 화소의 발광층에서 발광한 광이 인접하는 화소의 컬러 필터를 통과하는 것이 최소화되거나 또는 방지될 수 있어 화상 품질이 향상된다.

Description

유기 발광 표시장치{Organic Light Emitting Display Device}
본 발명은 유기 발광 표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 컬러 필터를 구비하고 있는 유기 발광 표시장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시장치는 전자(electron)를 주입하는 음극(cathode)과 정공(hole)을 주입하는 양극(anode) 사이에 발광층이 형성된 유기 발광 소자를 구비하고 있어, 상기 음극에서 발생된 전자 및 상기 양극에서 발생된 정공이 상기 발광층 내부로 주입되면 주입된 전자 및 정공이 결합하여 액시톤(exciton)이 생성되고, 생성된 액시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 떨어지면서 발광을 일으킴으로써 화상을 표시한다.
이와 같은 유기 발광 표시장치는 화소 별로 적색(R) 광, 녹색(G) 광, 및 청색(B) 광을 발광함으로써 풀 컬러를 구현하게 된다. 이를 위해서, 적색(R) 광을 발광하는 발광층을 구비한 화소, 녹색(G) 광을 발광하는 발광층을 구비한 화소, 및 청색(B) 광을 발광하는 발광층을 구비한 화소를 포함함으로써 풀 컬러를 구현하는 방식도 있고, 모든 화소의 발광층에서 백색(W) 광을 발광하고 각각의 화소 별로 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터를 추가하여 풀 컬러를 구현하는 방식도 있다.
이하에서는 각각의 화소 별로 상이한 컬러 필터를 구비하여 풀 컬러를 구현하는 종래의 유기 발광 표시장치에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 유기 발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 유기 발광 표시장치는 하부 기판(10), 상부 기판(20), 및 접착층(30)을 포함하여 이루어진다.
상기 하부 기판(10) 상에는 스위칭 박막 트랜지스터 및 구동 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터층(11)이 형성되어 있고, 상기 박막 트랜지스터층(11) 상에는 하부 전극(13)이 형성되어 있으며, 상기 하부 전극(13) 상에는 발광 영역을 정의하기 위한 뱅크층(Bank)(15)이 형성되어 있다.
또한, 상기 하부 전극(13) 상에는 백색(W) 광을 발광하는 발광층(17)이 형성되어 있고, 상기 발광층(17) 상에는 상부 전극(19)이 형성되어 있다.
상기 상부 기판(20) 상에는 화소 사이에서 빛샘을 방지하기 위한 차광층(21)이 매트릭스 구조로 형성되어 있고, 상기 매트릭스 구조의 차광층(21) 사이에 화소 별로 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터(23)가 각각 형성되어 있다.
상기 접착층(30)은 상기 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 사이에 형성되어 양자를 접착시킨다.
이와 같은 종래의 유기 발광 표시장치는 상기 발광층(17)에서 발광된 백색(W) 광이 상부로 방출된 후 각각의 화소의 컬러 필터(23)를 통과하면서 소정 색상의 광만이 투과되어 화상이 디스플레이된다.
그러나, 이와 같은 종래의 유기 발광 표시장치는 상기 발광층(17)과 컬러 필터(23) 사이의 간격으로 인해서 각각의 화소 내의 발광층(17)에서 방출된 광이 인접하는 화소의 컬러 필터(23)를 통과함으로써 원하는 계조의 색상을 표시하지 못하여 결국 화상 품질이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 각각의 화소 내의 발광층에서 방출된 광이 인접하는 화소의 컬러 필터를 통과하는 문제를 최소화함으로써 화상 품질을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 제1 화소 및 제2 화소를 구비하는 유기 발광 표시장치에 있어서, 상기 유기 발광 표시장치는 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판; 상기 제1 기판상에서 상기 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 뱅크층; 상기 제1 기판상에서 상기 제1 화소 내에 형성된 발광층; 상기 제2 기판상에서 상기 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 차광층; 및 상기 제2 기판상에서 상기 제1 화소 내에 형성된 컬러 필터를 포함하여 이루어지고, 상기 제1 기판면을 기준으로 하여 상기 뱅크층의 상단이 상기 발광층의 상단보다 높게 형성되고, 상기 제2 기판면을 기준으로 하여 상기 차광층의 상단이 상기 컬러 필터의 상단보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치를 제공한다.
본 발명은 또한 제1 화소 및 제2 화소를 구비하는 유기 발광 표시장치에 있어서, 상기 유기 발광 표시장치는 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판; 상기 제1 기판상에서 상기 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 뱅크층; 상기 제1 기판상에서 상기 제1 화소 내에 형성된 발광층; 상기 제2 기판상에서 상기 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 차광층; 및 상기 제2 기판상에서 상기 제1 화소 내에 형성된 컬러 필터를 포함하여 이루어지고, 상기 제1 기판면을 기준으로 하여 상기 뱅크층의 상단과 상기 발광층의 상단 사이의 높이차와 상기 제2 기판면을 기준으로 하여 상기 차광층의 상단과 상기 컬러 필터의 상단 사이의 높이차는 아래 수학식:
수학식
Hcell - Ls/tanθ ≤ △h1 + △h2
(위 수학식에서, Hcell은 상기 발광층과 상기 컬러 필터 사이의 거리이고, Ls는 상기 차광층의 폭이고, 상기 θ는 인접하는 화소 사이에서 빛샘이 방지되는 최대 시야각이고, 상기 △h1는 상기 차광층의 상단과 상기 컬러 필터의 상단 사이의 높이차이고, 상기 △h2는 상기 뱅크층의 상단과 상기 발광층의 상단 사이의 높이차임)
을 만족하도록 설정된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치를 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차광층의 높이가 컬러 필터의 높이 보다 높게 형성되고 또한 뱅크층의 높이가 발광층의 높이 보다 높게 형성되기 때문에, 하나의 화소의 발광층에서 발광한 광이 인접하는 화소의 컬러 필터를 통과하는 것이 최소화되거나 또는 방지될 수 있어 화상 품질이 향상된다.
도 1은 종래의 유기 발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 차광층의 상단과 컬러 필터의 상단 사이의 제1 높이차(△h1) 및 뱅크층의 상단과 발광층의 상단 사이의 제2 높이차(△h2)를 설정하는 방안을 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
본 명세서에서 기술되는 "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면 또는 바로 하면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시장치는, 제1 기판(100), 제2 기판(200), 및 접착층(300)을 포함하여 이루어진다. 이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시장치는 제1 화소, 제2 화소, 및 제3 화소를 포함하여 이루어진다. 상기 제1 화소는 적색(R)광을 발광하는 화소로 이루어질 수 있고, 상기 제2 화소는 녹색(G)광을 발광하는 화소로 이루어질 수 있고, 상기 제3 화소는 청색(B)광을 발광하는 화소로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 기판(100) 상에는, 보다 구체적으로 상기 제2 기판(200)과 마주하는 상기 제1 기판(100)의 일면 상에는, 박막 트랜지스터층(110), 제1 전극(120), 뱅크층(130), 발광층(140), 제2 전극(150), 및 패시베이션(Passivation)층(160)이 형성되어 있다.
상기 제1 기판(100)은 유리 또는 구부리거나 휠 수 있는 투명한 플라스틱, 예로서, 폴리이미드가 이용될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 박막 트랜지스터층(110)은 각각의 화소 별로 게이트 배선, 데이터 배선 및 전원 배선 등과 같은 다수의 배선들, 상기 다수의 배선들과 연결되는 스위칭 박막 트랜지스터 및 구동 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 배선들 및 박막 트랜지스터의 전극들의 조합에 의해서 커패시터가 형성될 수 있다. 이와 같은 박막 트랜지스터층(110)을 구성하는 배선들 및 박막 트랜지스터는 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다.
상기 제1 전극(120)은 각각의 화소 별로 상기 박막 트랜지스터층(110) 상에 형성되어 있다. 구체적으로 도시하지는 않았지만, 상기 제1 전극(120)은 구동 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시장치는 상기 발광층(140)에서 발광한 광이 상부 쪽으로 방출되는 소위 탑 에미션(Top Emission) 방식에 해당한다. 따라서, 상기 제1 전극(120)은 상기 발광층(140)에서 발광한 광을 상부 쪽으로 반사시킬 수 있는 불투명한 도전물로 이루어질 수 있다. 한편, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 제1 전극(120)은 투명한 도전물과 불투명한 도전물의 2층 구조로 이루어질 수도 있다.
상기 뱅크층(130)은 상기 제1 전극(120) 상에 형성되어 있다. 상기 뱅크층(130)은 발광 영역을 정의하도록 매트릭스 구조로 패턴 형성되어 있다. 즉, 화상을 표시하는 각각의 화소는 상기 뱅크층(130)에 의해 둘러싸여 있다. 상기 뱅크층(130)은 각각의 화소의 경계 영역에 형성되어 있다. 따라서, 상기 뱅크층(130)은 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 제1 뱅크층(131) 및 상기 제2 화소와 제3 화소의 경계 영역에 형성된 제2 뱅크층(132)을 포함한다. 상기 뱅크층(130)은 광투과를 차단하는 물질로 이루어질 수 있다.
상기 발광층(140)은 상기 뱅크층(130)에 의해 둘러싸인 각각의 화소 내에 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 발광층(140)는 상기 뱅크층(130)과 중첩되지 않으면서 상기 각각의 화소 내에 형성된다.
상기 발광층(140)은 구체적으로 도시하지는 않았지만 정공주입층(Hole Injecting Layer), 정공수송층(Hole Transporting Layer, 유기발광물질층(Organic Emitting Material Layer), 전자수송층(Electron Transporting Layer), 및 전자주입층(Electron Injecting Layer)이 차례로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 다만, 상기 유기발광물질층을 제외하고, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층 중 하나 이상의 층은 생략이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시장치는 후술하는 바와 같이 컬러 필터를 포함하고 있기 때문에, 각각의 화소 내에서 유색의 광을 방출할 필요가 없고 따라서 상기 발광층(140)은 백색(White) 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 백색 광을 방출하는 발광층(140)은 적색 발광층, 녹색 발광층, 및 청색 발광층의 조합으로 이루어질 수도 있고, 오렌지색 발광층과 청색 발광층의 조합으로 이루어질 수도 있다. 그 외에, 상기 백색 광을 방출하는 발광층(140)은 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다.
상기 제2 전극(150)은 상기 발광층(140) 상에 형성되어 있다. 이와 같은 제2 전극(150)은 공통 전극으로 기능할 수 있고, 그에 따라, 상기 발광층(140) 뿐만 아니라 상기 뱅크층(130) 상에도 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(150)은 투명한 도전물로 이루어지며, 그에 따라 상기 발광층(140)에서 발광한 광이 상기 제2 전극(150)을 투과하여 상부쪽으로 방출될 수 있다.
상기 패시베이션층(160)은 상기 제2 전극(150) 상에 형성되어 있다. 상기 패시베이션층(160)은 무기절연물 및 유기절연물 중 적어도 하나의 물질을 상기 제2 전극(150)의 전체 면 상에 적층하여 형성할 수 있다. 상기 패시베이션층(160)은 단일층으로 이루어질 수도 있지만, 무기절연물과 유기절연물을 교대로 적층한 복수의 층으로 이루어질 수도 있다. 이와 같은 패시베이션층(160)은 장치 내부를 보호함과 더불어 장치 내부로 수분이 침투하는 것을 방지한다.
상기 제2 기판(200) 상에는, 보다 구체적으로 상기 제1 기판(100)과 마주하는 상기 제2 기판(200)의 일면 상에는 차광층(210) 및 컬러 필터(220)가 형성되어 있다.
상기 제2 기판(200)은 유리 또는 구부리거나 휠 수 있는 투명한 플라스틱, 예로서, 폴리이미드가 이용될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 차광층(210)은 화소들의 경계 영역에서 빛샘을 방지하기 위한 것으로서 매트릭스 구조로 이루어진다. 상기 차광층(210)은 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 제1 차광층(211) 및 상기 제2 화소와 제3 화소의 경계 영역에 형성된 제2 차광층(212)을 포함한다.
이와 같은 차광층(210)은 상기 뱅크층(130)과 오버랩되도록 형성된다. 즉, 상기 제1 차광층(211)은 상기 제1 뱅크층(131)과 오버랩되고, 상기 제2 차광층(212)은 상기 제2 뱅크층(132)과 오버랩된다. 상기 차광층(210)은 당업계에 공지된 다양한 차광물질을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 컬러 필터(220)는 상기 차광층(210) 사이 영역에 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 컬러 필터(220)는 상기 차광층(210)과 중첩되지 않으면서 상기 차광층(210) 사이 영역, 즉, 각각의 화소 내에 형성된다. 이와 같은 컬러 필터(220)는 화소 별로 패턴 형성된 적색(R) 컬러 필터, 녹색(G) 컬러 필터 및 청색(B) 컬러 필터를 포함한다.
상기 접착층(300)은 상기 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이, 보다 구체적으로는 상기 제1 기판(100)의 패시베이션층(160)과 상기 제2 기판(200)의 차광층(210)/컬러 필터(220) 사이에 형성되어 양자를 접착시킨다. 상기 접착층(300)은 양 기판 사이의 접착 기능을 수행함과 더불어 장치 내부로 수분이 침투하는 것을 차단하는 기능도 수행할 수 있으며, 이와 같은 접착층(300)은 당업계에 공지된 다양한 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(300)은 양면 테이프와 같이 필름 구조물을 이용하여 형성할 수도 있고, 씰런트와 같은 액상 접착물질을 코팅한 후 경화하여 형성할 수도 있다.
이와 같은 구조의 본 발명의 일 실시예의 유기 발광 표시장치에 따르면, 상기 제2 기판(200) 면을 기준으로 상기 차광층(210)의 높이가 상기 컬러 필터(220)의 높이 보다 높게 형성된다. 다시 말하면, 상기 제2 기판(200) 면을 기준으로 상기 차광층(210)의 상단의 높이가 상기 제2 기판(200) 면을 기준으로 상기 컬러 필터(220)의 상단의 높이 보다 제1 높이차(△h1) 만큼 높다. 이와 같이 상기 차광층(210)의 상단과 상기 컬러 필터(220)의 상단 사이에 소정의 제1 높이차(△h1)가 있기 때문에, 하나의 화소의 발광층(140)에서 발광한 광이 인접하는 화소의 컬러 필터(220)를 통과하는 것이 최소화될 수 있고, 그에 따라 화상 품질이 향상될 수 있다.
또한, 상기 제1 기판(100) 면을 기준으로 상기 뱅크층(130)의 높이가 상기 발광층(140)의 높이 보다 높게 형성된다. 다시 말하면, 상기 제1 기판(100) 면을 기준으로 상기 뱅크층(130)의 상단의 높이가 상기 제1 기판(100) 면을 기준으로 상기 발광층(140)의 상단의 높이 보다 제2 높이차(△h2) 만큼 높다. 이와 같이 상기 뱅크층(130)의 상단과 상기 발광층(140)의 상단 사이에 소정의 제2 높이차(△h2)가 있기 때문에, 하나의 화소의 발광층(140)에서 발광한 광이 인접하는 화소의 컬러 필터(220)를 통과하는 것이 최소화될 수 있고, 그에 따라 화상 품질이 향상될 수 있다.
또한, 인접하는 화소 사이의 빛샘 방지 효과를 증진시키기 위해서는 상기 뱅크층(130)과 오버랩되는 차광층(210)의 폭(Ls)을 상기 뱅크층(130)의 폭(Lb) 보다 크게 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제1 차광층(211)의 폭(Ls)을 상기 제1 뱅크층(131)의 폭(Lb)보다 크게 형성하고, 상기 제2 차광층(212)의 폭(Ls)을 상기 제2 뱅크층(132)의 폭(Lb)보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.
그러나, 상기 차광층(210)의 폭(Ls)을 상기 뱅크층(130)의 폭(Lb) 보다 크게 형성하게 되면 광투과율이 저하되어 휘도가 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 인접하는 화소 사이의 빛샘 방지 및 휘도 저하 방지 모두를 고려할 때 상기 차광층(210)의 폭(Ls)을 상기 뱅크층(130)의 폭(Lb)과 동일하게 형성하는 것이 바람직하다. 본 명세서에서, 상기 차광층(210)의 폭(Ls)이 상기 뱅크층(130)의 폭(Lb)과 동일하다는 것은 양자가 완전히 동일하다는 것만을 의미하는 것은 아니고 공정 진행 중 발생할 수 있는 오차 범위내에서 서로 상이한 것도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 상기 차광층(210)과 상기 뱅크층(130)이 테이퍼진(tapered) 구조로 형성될 경우에는 가장 폭이 큰 하부영역의 폭을 서로 동일하게 형성한다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 차광층(210)의 상단과 상기 컬러 필터(220)의 상단 사이의 제1 높이차(△h1) 및 상기 뱅크층(130)의 상단과 상기 발광층(140)의 상단 사이의 제2 높이차(△h2)에 의해서 화상 품질이 향상될 수 있는데, 특히 상기 제1 높이차(△h1) 및 제2 높이차(△h2)를 크게 설정하면 할수록 인접하는 화소 사이의 빛샘 방지 효과가 커질 수 있는 장점이 있다.
그러나, 상기 제1 높이차(△h1)를 크게 설정하기 위해서는 상기 차광층(210)의 높이를 높여야 하는데, 이 경우 정밀한 공정 진행이 어려울 수 있고 또한 상기 차광층(210)의 높이가 너무 높을 경우 합착 공정시 상기 차광층(210)이 깨지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 제2 높이차(△h2)를 크게 설정하기 위해서 상기 뱅크층(130)의 높이를 높여야 하는데 이 경우 심한 단차로 인해서 제2 전극(150)의 형성 공정이 어려워지고 경우에 따라 제2 전극(150)에 단선(disconnection) 문제가 생길 수 있다.
따라서, 인접하는 화소 사이의 빛샘을 방지하면서도 위의 다양한 문제 발생을 방지하기 위해서 상기 제1 높이차(△h1) 및 제2 높이차(△h2)를 적절히 설정하는 것이 바람직하다. 이하에서는, 이와 같은 제1 높이차(△h1) 및 제2 높이차(△h2)를 설정하는 구체적인 방안에 대해서 설명하기로 한다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 차광층(210)의 상단과 컬러 필터(220)의 상단 사이의 제1 높이차(△h1) 및 뱅크층(130)의 상단과 발광층(140)의 상단 사이의 제2 높이차(△h2)를 설정하는 방안을 설명하기 위한 개략적 단면도로서, 도 3(a)는 상기 제1 높이차(△h1) 및 제2 높이차(△h2)가 없는 모습을 도시한 것이고, 도 3(b)는 상기 제1 높이차(△h1) 및 제2 높이차(△h2)가 있는 모습을 도시한 것이다.
참고로, 도 3(a) 및 도 3(b)는 설명의 편의상 차광층(210), 컬러 필터(220), 뱅크층(130), 및 발광층(140)만을 도시하였고, 그 외의 구성은 생략하였다.
도 3(a)에서 알 수 있듯이, 차광층(210)의 상단과 컬러 필터(220)의 상단 사이에 높이차가 없고, 뱅크층(130)의 상단과 발광층(140)의 상단 사이에 높이차가 없을 경우, 소정의 시야각(θ)에서 다음과 같은 수학식 1이 성립된다.
수학식 1
tanθ= (Ls+Lk)/Hcell ⇒ Lk= Hcell × tan θ - Ls
위의 수학식 1에서, 시야각(θ)은 하나의 화소에서 방출된 광이 인접하는 화소로 진입하지 않도록 하는 최대 시야각을 의미하는 것으로서 이는 제품의 제조업체에서 설정하는 것이다.
위의 수학식 1에서, Ls은 차광층(210)의 폭이고, Lk는 하나의 화소에서 방출된 광이 인접하는 화소로 진입하여 발생하는 빛샘 길이이다.
위의 수학식 1에서, Hcell은 셀갭(cell gap)으로서 발광층(140)과 컬러 필터(220) 사이의 거리이다. 전술한 도 2를 참조하면, 상기 발광층(140)과 컬러 필터(220) 사이에는 제2 전극(150), 패시베이션층(160) 및 접착층(300)이 형성되어 있으므로, 상기 Hcell은 상기 제2 전극(150), 패시베이션층(160) 및 접착층(300)의 두께의 합이 된다.
위의 수학식 1에서 알 수 있듯이, 차광층(210)의 상단과 컬러 필터(220)의 상단 사이에 높이차가 없고 뱅크층(130)의 상단과 발광층(140)의 상단 사이에 높이차가 없을 경우, 시야각(θ)에서 (Hcell × tan θ - Ls)의 길이만큼 빛샘이 발생하게 되며, 이와 같은 빛샘 발생 길이를 0 이하가 되도록 설정할 경우 빛샘 발생을 방지할 수 있다. 그에 대해서는 도 3(b)를 참조로 설명한다.
도 3(b)에서 알 수 있듯이, 차광층(210)의 상단과 컬러 필터(220)의 상단 사이에 제1 높이차(△h1)가 생기도록 상기 차광층(210)의 높이를 높이고, 뱅크층(130)의 상단과 발광층(140)의 상단 사이에 제2 높이차(△h2)가 생기도록 상기 뱅크층(130)의 높이를 높이게 되면, 위의 수학식 1에 따른 빛샘의 길이에서 (x1 + x2) 만큼의 길이가 줄어들게 되어 하기 수학식 2와 같은 식이 성립된다.
수학식 2
Lk= Hcell × tan θ - Ls - (x1 + x2)
위의 수학식 2에서, x1은 상기 제1 높이차(△h1)에 의해서 빛샘이 줄어드는 길이이고, x2는 상기 제2 높이차(△h2)에 의해서 빛샘이 줄어드는 길이이다.
한편, 도 3(b)의 경우, 상기 시야각(θ)에서 다음과 같은 수학식 3 및 4가 성립된다.
수학식 3
tanθ= x1/△h1 ⇒ x1= △h1 × tanθ
수학식 4
tanθ= x2/△h2 ⇒ x2= △h2 × tanθ
위의 수학식 3에 따른 x1 및 위의 수학식 4에 따른 x2를 각각 위의 수학식 2에 대입하면 하기 수학식 5와 같은 식이 성립된다.
수학식 5
Lk= Hcell × tan θ - Ls - (△h1 + △h2) × tanθ
위의 수학식 5에서 알 수 있듯이, 빛샘이 발생하는 길이인 Lk는 [Hcell × tan θ - Ls - (△h1 + △h2) × tanθ]로 정의되므로, 위의 Lk를 0 이하로 설정하게 되면 빛샘 발생이 방지된다. 즉, 하기 수학식 6과 같은 식이 성립될 경우 인접하는 화소 사이에서 빛샘 발생이 방지될 수 있다.
수학식 6
Hcell × tan θ - Ls - (△h1 + △h2) × tanθ ≤ 0 ⇒
Hcell - Ls/tanθ ≤ △h1 + △h2
결과적으로, 제1 높이차(△h1)와 제2 높이차(△h2)의 합을 Hcell과 Ls/tanθ의 차에 비하여 크게 설정할 경우 빛샘 발생이 방지될 수 있다.
한편, 이상은 △h1 와 △h2이 모두 0이 아닌 경우, 즉, 차광층(210)의 상단이 컬러 필터(220)의 상단보다 높고 뱅크층(130)의 상단이 발광층(140)의 상단보다 높은 경우에 대해서 설명하였지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 △h1과 상기 △h2 중 어느 하나는 O이 될 수도 있다.
즉, 차광층(210)의 상단은 컬러 필터(220)의 상단보다 높고 뱅크층(130)의 상단은 발광층(140)의 상단과 같게 설정하는 것도 가능하다. 또한, 차광층(210)의 상단은 컬러 필터(220)의 상단과 같고 뱅크층(130)의 상단은 발광층(140)의 상단보다 높게 설정하는 것도 가능하다. 다만, 전술한 바와 같이 차광층(210)의 높이가 너무 높거나 뱅크층(130)의 높이가 너무 높을 경우 문제가 생길 수 있으므로, 그와 같은 문제가 생기는 경우에는 차광층(210)의 상단이 컬러 필터(220)의 상단보다 높고 뱅크층(130)의 상단도 발광층(140)의 상단보다 높게 형성하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시장치의 개략적인 단면도로서, 이는 제1 배리어층(Barrier layer)(105), 제2 배리어층(205), 및 반사방지층(207)이 추가로 형성된 것을 제외하고 전술한 도 2에 따른 유기 발광 표시장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 이하에서는 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 기판(100)과 박막 트랜지스터층(110) 사이에 제1 배리어층(105)이 추가로 형성되어 있고, 제2 기판(200)과 컬러 필터(220) 사이에 제2 배리어층(205)이 추가로 형성되어 있고, 제2 기판(200)의 타면 상에 반사방지층(207)이 추가로 형성되어 있다.
상기 제1 배리어층(105)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 상기 제1 기판(100)의 전체 면 상에 적층하여 형성할 수 있다. 이와 같은 제1 배리어층(105)은 외부의 수분이나 습기가 장치 내부로 침투하는 것을 방지하는 역할을 함과 더불어 상기 박막 트랜지스터층(110)을 형성하기 위한 고온의 증착 공정 중에 상기 제1 기판(100)에 포함된 성분들이 상기 박막 트랜지스터층(110) 쪽으로 확산되는 것을 차단하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 제2 배리어층(205)은 상기 제2 기판(200)의 전체 면 상에 적층하여 형성할 수 있다. 이와 같은 제2 배리어층(205)은 전술한 제1 배리어층(105)과 유사하게 외부의 수분이나 습기가 장치 내부로 침투하는 것을 방지함과 더불어 고온의 공정 중에 상기 제2 기판(200)에 포함된 성분들이 상기 컬러 필터(220) 쪽으로 확산되는 것을 차단하는 역할을 수행한다. 이와 같은 제2 배리어층(205)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.
상기 반사방지층(207)은 상기 제1 기판(100)과 마주하지 않는 상기 제2 기판(200)의 타면 상에 형성되어 있다. 상기 반사방지층(207)은 외부광의 반사를 방지하여 화상 품질을 향상시킨다. 이와 같은 반사 방지층(207)은 당업계에 공지된 반사 방지 코팅 공정을 이용하여 상기 제2 기판(200)의 타면에 적층될 수 있지만, 경우에 따라서 필름 형태로 접착될 수도 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 반사방지층(207)과 상기 제2 기판(200) 사이에 터치 센서가 추가로 형성될 수도 있다. 상기 터치 센서는 상기 반사방지층(207)과 상기 제2 기판(200) 사이에 형성되지 않고 그 대신에 상기 제2 배리어층(205)과 상기 컬러 필터(220) 사이에 형성될 수도 있다. 이와 같은 터치 센서는 X축 방향의 터치 위치를 감지하는 제1 터치 전극과 Y축 방향의 터치 위치를 감지하는 제2 터치 전극을 포함하여 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 당업계에 공지된 다양한 방식의 터치 센서가 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시장치의 개략적인 단면도로서, 이는 접착층(300)의 구성이 변경된 것을 제외하고 전술한 도 2에 따른 유기 발광 표시장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 이하에서는 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
전술한 도 2에 따르면, 접착층(300)이 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이에서 화상이 디스플레이되는 표시 영역 및 화상이 디스플레이되지 않는 가장 자리 영역을 포함한 전체 영역에 형성되어 있다.
그에 반하여, 도 5에 따르면, 접착층(300)이 제1 기판(100)과 제2 기판(200)의 가장자리 영역에만 형성되어 있다. 상기 접착층(300)은 상기 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이의 표시 영역에는 형성되지 않고, 이와 같이 접착층(300)이 형성되지 않은 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이의 표시 영역은 에어(air) 또는 투명한 충진재와 같은 제3의 층으로 존재하게 된다. 상기 투명한 충진재는 투명한 고분자 레진으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 도 5에 따른 유기 발광 표시장치의 경우에는, 전술한 발광층(140)과 컬러 필터(220) 사이의 길이(Hcell)가 제2 전극(150), 패시베이션층(160) 및 에어(air)층의 두께의 합이 된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시장치의 개략적인 단면도로서, 이는 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 및 백색(W) 화소를 구비한 유기 발광 표시장치에 관한 것이다. 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서 동일한 도면부호를 부여하였고, 이하에서는 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 6에서 알 수 있듯이, 백색(W)을 발광하는 제2 화소를 중심으로 하여, 제2 화소의 일측에는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 중 어느 하나의 광을 발광하는 제1 화소가 배치되고, 제2 화소의 타측에는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 중 다른 하나의 광을 발광하는 제3 화소가 배치된다.
이때, 상기 제1 화소 및 제3 화소에는 컬러 필터(220)가 형성되어 있지만, 상기 제2 화소에는 컬러 필터가 형성되어 있지 않다. 즉, 백색(W) 광을 발광하는 제2 화소의 경우는 발광층(140)에서 발광된 백색(W) 광이 그대로 투과하면 되기 때문에 별도의 컬러 필터가 필요없다.
이와 같은 도 6에 따른 유기 발광 표시장치에 있어서, 상기 제1 화소의 발광층(140)에서 발광한 광 및 상기 제3 화소의 발광층(140)에서 발광한 광은 모두 백색(W) 광이기 때문에, 이와 같은 제1 화소 및 제3 화소의 백색(W)광이 상기 제2 화소 영역, 즉, 제1 차광층(211)과 제2 차광층(212) 사이 영역으로 진입하여도 계조 변경 문제가 발생하지 않는다.
그러나, 제2 화소의 발광층(140)에서 발광한 광이 제1 화소의 컬러 필터(220) 또는 제3 화소의 컬러 필터(220)를 통과하게 되면 제1 화소 또는 제3 화소에서 방출되는 광의 계조 변경 문제가 발생한다.
따라서, 비록 백색(W) 광을 발광하는 제2 화소의 경우 컬러 필터를 구비하고 있지 않지만, 상기 제2 화소 주변의 제1 차광층(211)과 제2 차광층(212)의 높이는 전술한 실시예와 동일하게 적용되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제1 차광층(211)은 그 일측으로 컬러 필터(220)를 구비한 제1 화소가 인접하고 그 타측으로 컬러 필터를 구비하고 있지 않은 제2 화소가 인접하고 있는데, 이와 같은 제1 차광층(211)의 상단의 높이는 제1 화소의 컬러 필터(220)의 상단의 높이보다 높게 설정하며, 양자 사이의 차이는 전술한 수학식 6에 따라 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 차광층(212)은 그 일측으로 컬러 필터를 구비하고 있지 않은 제2 화소가 인접하고 그 타측으로 컬러 필터(220)를 구비한 제3 화소가 인접하고 있는데, 이와 같은 제2 차광층(212)의 상단의 높이는 제3 화소의 컬러 필터(220)의 상단의 높이보다 높게 설정하며, 양자 사이의 차이는 전술한 수학식 6에 따라 설정하는 것이 바람직하다.
100: 제1 기판 110: 박막 트랜지스터층
120: 제1 전극 130: 뱅크층
140: 발광층 150: 제2 전극
160: 패시베이션층 200: 제2 기판
210: 차광층 220: 컬러 필터
300: 접착층

Claims (10)

  1. 제1 화소 및 제2 화소를 구비하는 유기 발광 표시장치에 있어서, 상기 유기 발광 표시장치는,
    서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제1 기판상에서 상기 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 뱅크층;
    상기 제1 기판상에서 상기 제1 화소 내에 형성된 발광층;
    상기 제2 기판상에서 상기 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 차광층; 및
    상기 제2 기판상에서 상기 제1 화소 내에 형성된 컬러 필터를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 기판면을 기준으로 하여 상기 뱅크층의 상단이 상기 발광층의 상단보다 높게 형성되고, 상기 제2 기판면을 기준으로 하여 상기 차광층의 상단이 상기 컬러 필터의 상단보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 뱅크층과 상기 발광층은 서로 오버랩되지 않도록 형성되어 있고, 상기 차광층과 상기 컬러 필터도 서로 오버랩되지 않도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차광층은 상기 뱅크층과 오버랩되도록 형성되고, 상기 차광층의 폭은 상기 뱅크층의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 뱅크층의 상단과 상기 발광층의 상단 사이의 높이차와 상기 차광층의 상단과 상기 컬러 필터의 상단 사이의 높이차는 아래 수학식:
    수학식
    Hcell - Ls/tanθ ≤ △h1 + △h2
    (위 수학식에서, Hcell은 상기 발광층과 상기 컬러 필터 사이의 거리이고, Ls는 상기 차광층의 폭이고, 상기 θ는 인접하는 화소 사이에서 빛샘이 방지되는 최대 시야각이고, 상기 △h1는 상기 차광층의 상단과 상기 컬러 필터의 상단 사이의 높이차이고, 상기 △h2는 상기 뱅크층의 상단과 상기 발광층의 상단 사이의 높이차임)
    을 만족하도록 설정된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발광층과 상기 컬러 필터 사이에는 전극, 패시베이션층 및 접착층이 형성되어 있고, 상기 Hcell은 상기 전극, 패시베이션층 및 접착층의 두께의 합인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 발광층과 상기 컬러 필터 사이에는 전극, 패시베이션층 및 제3의 층이 형성되어 있고, 상기 Hcell은 상기 전극, 패시베이션층 및 제3의 층의 두께의 합인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발광층의 일면 상에는 제1 전극이 추가로 형성되어 있고, 상기 발광층의 타면 상에서는 제2 전극이 추가로 형성되어 있으며, 상기 제1 전극은 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있으면서 불투명한 도전물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판상에서 상기 제2 화소 내에 발광층이 추가로 형성되고, 상기 제1 화소 및 제2 화소 내에 각각 형성된 발광층은 백색 광을 발광하고,
    상기 제2 기판상에서 상기 제2 화소 내에는 컬러 필터가 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
  9. 제1 화소 및 제2 화소를 구비하는 유기 발광 표시장치에 있어서, 상기 유기 발광 표시장치는,
    서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제1 기판상에서 상기 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 뱅크층;
    상기 제1 기판상에서 상기 제1 화소 내에 형성된 발광층;
    상기 제2 기판상에서 상기 제1 화소와 제2 화소의 경계 영역에 형성된 차광층; 및
    상기 제2 기판상에서 상기 제1 화소 내에 형성된 컬러 필터를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 기판면을 기준으로 하여 상기 뱅크층의 상단과 상기 발광층의 상단 사이의 높이차와 상기 제2 기판면을 기준으로 하여 상기 차광층의 상단과 상기 컬러 필터의 상단 사이의 높이차는 아래 수학식:
    수학식
    Hcell - Ls/tanθ ≤ △h1 + △h2
    (위 수학식에서, Hcell은 상기 발광층과 상기 컬러 필터 사이의 거리이고, Ls는 상기 차광층의 폭이고, 상기 θ는 인접하는 화소 사이에서 빛샘이 방지되는 최대 시야각이고, 상기 △h1는 상기 차광층의 상단과 상기 컬러 필터의 상단 사이의 높이차이고, 상기 △h2는 상기 뱅크층의 상단과 상기 발광층의 상단 사이의 높이차임)
    을 만족하도록 설정된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 △h1과 상기 △h2 중 어느 하나는 O인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
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