KR20150078348A - 유기전계 발광소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 다수의 서브픽셀을 갖는 픽셀이 다수 구비된 표시영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상의 상기 다수의 서브픽셀 각각에 형성된 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와; 상기 픽셀 내의 다수의 서브픽셀 중 적어도 하나의 서브픽셀 내부에 구비된 차광패턴과; 상기 픽셀 내의 다수의 서브픽셀 중 적어도 하나의 서브픽셀에 구비된 컬러필터층과; 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터와 차광패턴 위로 형성된 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 다수의 서브픽셀 각각에 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상부로 상기 표시영역 전면에 형성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극을 포함하는 유기전계 발광소자를 제공한다.
Description
본 발명은 유기전계 발광소자(Organic Electro-luminescent Device)에 관한 것이며, 특히 시야각에 따른 순색과 백색의 휘도 변화 차이를 유사한 수준이 되도록 함으로서 표시품질을 향상시킬 수 있는 유기전계 발광소자에 관한 것이다.
표시장치 중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
따라서 전술한 바와 같은 장점을 갖는 유기전계 발광소자는 최근에는 TV, 모니터, 핸드폰 등 다양한 IT기기에 이용되고 있다.
이하, 유기전계 발광 소자의 기본적인 구조에 대해서 조금 더 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 유기전계 발광 소자의 하나의 화소영역에 대한 개략적인 단면도이다.
유기전계 발광소자(1)는 크게 어레이 소자와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 유기전계 발광소자용 기판(10)과 이와 대향하는 인캡슐레이션을 위한 대향기판(70)으로 구성되고 있다.
한편, 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)에 구비되는 상기 어레이 소자는 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)와 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)로 이루어지며, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된 제 1 전극(47)과 유기 발광층(55) 및 제 2 전극(58)으로 이루어지고 있다.
이러한 구성을 갖는 유기전계 발광소자(1)는 상기 유기 발광층(55)으로부터 발생된 빛은 상기 제 1 전극(47) 또는 제 2 전극(58)을 향해 출사됨으로써 화상을 표시하게 된다.
이때, 상기 제 1 전극(47)은 애노드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 높은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어지고 있으며, 제 2 전극(58)은 캐소드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 낮은 불투명 금속물질로서 이루어지고 있다.
이러한 구조를 갖는 종래의 유기전계 발광소자는 컬러표시 품질 향상 및 휘도 특성 향상을 위해 적, 녹, 청색과 더불어 백색을 표시하는 서브픽셀을 더욱 구비함으로서 4색에 의해 풀 컬러를 구현하는 제품이 제안되었다.
도 2는 종래의 4색 구현 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 대향기판과 어레이 소자를 생략하고 하나의 픽셀에 대해 컬러필터층 및 유기전계 발광 다이오드만을 간략히 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해 하나의 픽셀(P)에 있어 백색을 표시하는 서브픽셀을 제 1 서브픽셀(SP1), 적, 녹, 청색을 표시하는 서브픽셀을 각각 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP2, SP3, SP4)이라 정의하였다.
도시한 바와같이, 4색 구현 유기전계 발광소자는 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)을 하나의 픽셀(P)로 하고 있으며, 유기전계 발광소자용 기판(2)의 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)에는 애노드 전극의 역할을 하는 제 1 전극(47)이 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)별로 분리되어 형성되고 있으며, 상기 제 1 전극(47) 위로 백색을 발광하는 유기 발광층(55)이 표시영역 전면에 형성되고 있으며, 상기 유기 발광층(55) 위로 캐소드 전극의 역할을 하는 제 2 전극(58)이 표시영역 전면에 형성되고 있다.
한편, 유기전계 발광 소자용 기판(2)에 있어서 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 중 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP2, SP3, SP4)은 상기 제 1 전극(47)의 하부에 각각 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(45a, 45b, 45c)이 구비되고 있다. 이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 각 컬러필터 패턴(45a, 45b, 45c)의 경계에는 블랙매트릭스(미도시)가 구비되고 있다.
그리고 이러한 구성을 갖는 4색 구형 유기전계 발광소자(2)는 유기 발광층(55) 전체가 백색을 발광하고, 이러한 백색광이 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP2, SP3, SP4) 영역에 구비된 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(45a, 45b, 45c)을 통과하면서 적, 녹, 청색을 표현하게 되며, 상기 제 1 서브픽셀(SP1)의 경우는 컬러필터층(45)이 구비되지 않았으므로 상기 백색광이 그대로 투과하여 백색을 표시하게 된다.
이때, 상기 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP2, SP2, SP3)에 있어 이를 통과하여 각각 적, 녹, 청색을 표시함에 있어 색순도 특성 및 휘도 특성을 향상시키기 위해 이들 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP2, SP3, SP4)에 구비된 제 1 전극(47)은 그 두께를 달리하고 있으며, 이렇게 제 1 전극(47)의 두께를 달리함으로서 마이크로 커비티(micro cavity) 효과가 구현되도록 하고 있다.
이때, 이러한 마이크로 커비티 효과 구현을 위해 상기 제 1 전극(47)은 소정의 선택적 반사가 이루어질 수 있도록 반사율이 우수하며 박막 구현 시 투광성을 갖는 금속물질인 은(Ag)으로 이루어진 하부층(47a)과 일함수 값이 높은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어진 상부층(47b)의 이중층 구조를 이루도록 형성되고 있다.
마이크로 커비티(micro cavity) 효과란 빛이 투과하는 물질층의 두께를 다르게 함으로써 즉, 그 광학거리를 달리함으로 유기 발광 물질층(55)으로부터 나온 빛이 특정 층 사이에서 선택적 반사를 반복하여 소정의 광 파장대를 변화시키는 동시에 광출력을 높여 최종적으로 상기 제 1 전극(47) 또는 제 2 전극(58)의 외측으로 빛을 투과시키는 현상을 말한다.
이렇게 제 1 전극(47)의 두께를 달리하여 마이크로 커비티 효과 구현에 의해 상기 4색 구현 유기전계 발광소자(2)는 휘도 특성 및 색순도 특성을 향상시킬 수 있다.
이때, 백색을 표현하는 제 1 서브픽셀(SP1)의 경우는 상기 은(Ag) 재질의 하부층을 구비하게 되면 특정 파장대의 빛만을 발광하여 표시장치의 컬러 구현 시 요구되는 색좌표가 틀어지는 현상이 발생되므로 상기 제 1 서브픽셀(SP1)의 경우 은(Ag) 재질의 하부층(47a)없이 인듐-틴-옥사이드(ITO)의 단일층(47) 구조로 형성되고 있다.
한편, 전술한 구조를 갖는 종래의 4색 구현 유기전계 발광소자(2)는 도 3(종래의 4색 구현 유기전계 발광소자에 있어 표시영역을 바라본 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프)에 도시한 바와같이, 적, 녹, 청색을 표현하는 제 2, 3, 4 서브픽셀은 제 1 전극의 두께 차이로 기인하여 시야각 변화에 따른 휘도 특성이 크게 감소하는 반면, 백색을 표현하는 제 1 서브픽셀의 경우는 색좌표 틀어짐에 기인하여 제 1 전극의 하부층이 구비되지 않음으로 이러한 구조적 특징에 의해 시야각 변화에 따른 휘도 감소율이 매우 작음을 알 수 있다.
따라서 전술한 구조를 갖는 종래의 4색 구현 유기전계 발광소자(도 2의 2)는 백색과 순색(적, 녹, 청색) 간의 시야각 변화에 따른 휘도 감소율 차이로 표시품질이 저하되는 문제가 발생되고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 시야각 변화에 따른 휘도 감소 수준이 유사한 수준이 되도록 보상하여 표시품질을 향상시킬 수 있는 유기전계 발광소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는, 다수의 서브픽셀을 갖는 픽셀이 다수 구비된 표시영역이 정의된 제 1 기판과 상기 제 1 기판 상의 상기 다수의 서브픽셀 각각에 형성된 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와 상기 픽셀 내의 다수의 서브픽셀 중 적어도 하나의 서브픽셀 내부에 구비된 차광패턴과 상기 픽셀 내의 다수의 서브픽셀 중 적어도 하나의 서브픽셀에 구비된 컬러필터층과 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터와 차광패턴 위로 형성된 제 1 보호층과 상기 제 1 보호층 위로 상기 다수의 서브픽셀 각각에 제 1 전극과 상기 제 1 전극 상부로 상기 표시영역 전면에 형성된 화이트를 발광하는 유기 발광층과 상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극을 포함한다.
이때, 상기 다수의 서브픽셀의 각 경계에 블랙매트릭스가 형성될 수 있다.
그리고 상기 픽셀은 4개의 제 1, 2, 3, 4 서브픽셀이 구비되며, 상기 컬러필터층은 상기 제 1, 2, 3 서브픽셀에 대해 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 대응된 구성을 가지며, 상기 차광패턴은 상기 제 4 서브픽셀에 형성된 것이 특징이다.
이때, 상기 제 1, 2, 3 서브픽셀에 구비된 제 1 전극은 은(Ag) 재질의 하부층과 투명 도전성 물질로 이루어진 상부층의 이중층 구조를 가지며, 상기 제 4 서브픽셀에 구비된 제 1 전극은 투명 도전성 물질로 이루어진 단일층 구조를 가지며, 상기 제 1 전극은 상기 제 1, 2, 3, 4 서브픽셀 별로 서로 다른 두께를 갖는 것이 특징이다.
그리고 상기 차광패턴은 이를 구비한 서브픽셀 내에서 다수의 바(bar) 형태, 격자형태, 다수의 도트 형태를 이루는 것이 특징이며, 상기 차광패턴은 이를 구비한 서브픽셀 내에서 상기 서브픽셀의 면적의 30 내지 50%의 면적을 갖는 것이 특징이다.
또한, 상기 차광패턴은 상기 블랙매트릭스가 형성된 동일한 층에 형성되며 상기 블랙매트릭스를 이루는 동일한 물질로 이루어진 것이 특징이다.
그리고 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 서브픽셀 각각 경계에 형성된 뱅크를 포함할 수 있으며, 이때 상기 뱅크를 이루는 동일한 물질로 이루어지며, 상기 차광패턴이 형성된 서브픽셀의 상기 제 1 전극 위로 상기 차광패턴과 동일한 평면 형태를 가지며 중첩하며 형성된 발광 차단패턴을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판에는 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 데이터 배선과 나란하게 위치하는 전원배선이 형성되며, 상기 게이트 및 데이터 배선은 각각 상기 스위칭 박막트랜지스터의 게이트 전극 및 소스 전극과 연결되는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 유기전계 발광소자는, 차광패턴이 구비된 백색을 표시하는 서브픽셀을 포함하여 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀과 순색인 적, 녹, 청색을 표시하는 제 2, 3, 4 서브픽셀 간의 시야각 변화에 따른 휘도 감소 비율을 유사한 수준이 되도록 함으로서 종래의 4색 구현 유기전계 발광소자 대비 시야각 변화에 기인한 표시품질을 향상시키는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 유기전계 발광 소자의 하나의 화소영역에 대한 개략적인 단면도.
도 2는 종래의 4색 구현 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 대향기판과 어레이 소자를 생략하고 하나의 픽셀에 대해 컬러필터층 및 유기전계 발광 다이오드만을 간략히 도시한 도면.
도 3은 종래의 4색 구현 유기전계 발광소자에 있어 표시영역을 바라본 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프.
도 4는 일반적인 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 회로도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 제 1, 2, 3, 4 서브픽셀을 포함하는 하나의 픽셀영역에 대한 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀을 확대 도시한 단면도.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제 1 서브픽셀에 구비되는 차광패턴의 다양한 평면 형태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 유기전계 발광소자의 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀에 대한 확대 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 표시영역을 바라본 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프.
도 2는 종래의 4색 구현 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 대향기판과 어레이 소자를 생략하고 하나의 픽셀에 대해 컬러필터층 및 유기전계 발광 다이오드만을 간략히 도시한 도면.
도 3은 종래의 4색 구현 유기전계 발광소자에 있어 표시영역을 바라본 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프.
도 4는 일반적인 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 회로도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 제 1, 2, 3, 4 서브픽셀을 포함하는 하나의 픽셀영역에 대한 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀을 확대 도시한 단면도.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제 1 서브픽셀에 구비되는 차광패턴의 다양한 평면 형태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 유기전계 발광소자의 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀에 대한 확대 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 표시영역을 바라본 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 유기전계 발광소자의 구성 및 동작에 대해서 유기전계 발광소자의 하나의 화소에 대한 회로도인 도 4를 참조하여 간단히 설명한다.
도시한 바와 같이 유기전계 발광소자의 하나의 화소에는 스위칭(switching) 박막트랜지스터(STr)와 구동(driving) 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 캐패시터(StgC), 그리고 유기전계발광 다이오드(E)가 구비되고 있다.
즉, 제 1 방향으로 게이트 배선(GL)이 형성되어 있고, 이 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 화소영역(P)을 정의하며 데이터 배선(DL)이 형성되어 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 형성되어 있다.
또한, 상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)이 교차하는 부분에는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성되어 있으며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있다.
상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 일측 단자인 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극과 연결되고 있으며, 타측 단자인 제 2 전극은 접지되고 있다. 이때, 상기 전원배선(PL)은 전원전압을 상기 유기전계 발광 다이오드(E)로 전달하게 된다. 또한, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되고 있다.
따라서 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 온(on) 되고, 상기 데이터 배선(DL)의 신호가 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극에 전달되어 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 되므로 유기전계발광 다이오드(E)를 통해 빛이 출력된다.
이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 상태가 되면, 전원배선(PL)으로부터 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며, 이로 인해 상기 유기전계 발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 되며, 상기 스토리지 커패시터(StgC)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도로서 제 1, 2, 3, 4 서브픽셀을 포함하는 하나의 픽셀영역에 대한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀을 확대 도시한 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 내에 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성되는 영역을 소자영역(TrA)이라 정의하며, 상기 소자영역(TrA)은 도면에 있어서는 편의를 위해 제 1 서브픽셀(SP1)에 대해서만 도시하였지만 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)에 구비되고 있다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 형성된 제 1 기판(110)과, 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)으로 구성되고 있다. 이때, 상기 제 2 기판(170)은 다중층 구조의 무기막 또는(및) 유기막 등으로 대체되거나, 또는 페이스 씰(미도시)을 개재하여 필름이 부착됨으로써 생략될 수 있다.
우선, 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 제 1 기판(110)의 구성에 대해 설명한다.
상기 제 1 기판(110) 상의 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 내의 상기 소자영역(TrA)에는 각각 순수 폴리실리콘으로 이루어지며, 그 중앙부는 채널의 통로를 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 예를들면, 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(미도시)이 더욱 구비될 수도 있다. 상기 버퍼층(미도시)은 상기 반도체층(113)의 결정화시 상기 제 1 기판(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 전면에 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(116) 위로 상기 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 상기 각 반도체층(113)의 제 1 영역(113a)에 대응하여 각각 게이트 전극(120)이 형성되어 있다.
그리고 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 소자영역(TrA)에 형성된 일 게이트 전극(스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 게이트 전극이 되며 도면에 나타나지 않음)과 연결되며 일 방향으로 연장하며 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다.
다음, 상기 게이트 전극(120)과 게이트 배선(미도시) 위로 무기절연물질 예를들면, 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 층간절연막(123)이 형성되어 있다. 이때, 상기 층간절연막(123)과 그 하부의 게이트 절연막(116)에는 상기 제 1 영역(113a) 양측면에 위치한 상기 제 2 영역(113b)을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 구비되고 있다.
다음, 상기 반도체층 콘택홀(125)이 구비된 상기 층간절연막(123) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(미도시)과, 이와 이격하여 나란하게 전원배선(미도시)이 형성되고 있다.
또한, 상기 층간절연막(123) 위로 각 소자영역(TrA)에는 서로 이격하며 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 노출된 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다.
한편, 상기 소자영역(TrA)에 순차 적층된 상기 반도체층(113)과, 게이트 절연막(116)과, 게이트 전극(120)과, 층간절연막(123)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 박막트랜지스터(DTr)를 이룬다.
이때, 상기 소자영역(TrA) 구비된 박막트랜지스터(DTr)는 실질적으로 구동 박막트랜지스터(DTr)가 되며, 상기 소자영역(TrA)에는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 적층 구성을 갖는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 더 구비된다. 그리고 이러한 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)과 전기적으로 연결되고 있으며, 나아가 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와도 연결되고 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 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 반도체층 또는 산화물 반도체 물질로 이루어진 반도체층을 갖는 보텀 게이트 타입(Bottom gate type)으로 구성될 수도 있다.
상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 보텀 게이트 타입으로 구성되는 경우, 게이트 전극과, 게이트 절연막과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층으로 이루어진 반도체층과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극의 적층구조를 갖거나, 또는 게이트 전극과, 게이트 절연막과, 산화물 반도체층과, 에치스토퍼와, 상기 에치스토퍼 상에서 서로 이격하며 각각 상기 산화물 반도체층과 접촉하는 소스 및 드레인 전극의 적층구조를 갖는다.
이러한 보텀 게이트 타입의 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 형성된 제 1 기판(110)의 경우, 상기 게이트 배선(미도시)은 상기 게이트 전극(120)이 형성된 동일한 층에 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 게이트 전극(미도시)과 연결되도록 형성되며, 상기 데이터 배선(130)은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 소스 전극(133)이 형성된 동일한 층에 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 소스 전극(미도시)과 연결되도록 형성된 구성을 이루게 된다.
한편, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 위로 상기 제 1 기판(110) 전면에는 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 제 1 보호층(139)이 구비되고 있다.
그리고 상기 제 1 보호층(139) 위로 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)의 경계, 즉 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)에 대응하여 블랙매트릭스(144)가 형성되고 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어서 가장 특징적인 구성 중 하나로서 백색을 표현하는 제 1 서브픽셀(SP1) 내부에는 상기 제 1 보호층(139) 위로 상기 블랙매트릭스(144)를 이루는 동일한 물질로 이루어지며, 다수의 차광패턴(146)이 구비되고 있는 것이 특징이다.
이러한 차광패턴(146)은 도면에 있어서는 하나의 픽셀(P) 영역 중 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀(SP1)에 대해서만 형성되고 있는 것을 나타내고 있지만, 상기 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀(SP1) 이외에 적, 녹, 청색을 표시하는 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP2, SP3, SP4) 중 어느 하나의 필요로 하는 서브픽셀(SP1, SP2, SP3) 내부에도 더욱 구성될 수도 있다.
나아가 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 경우 하나의 픽셀(P)이 백색, 적, 녹, 청색을 표시하는 4개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)로 이루어져 4색 구현 유기전계 발광소자를 나타내었지만, 상기 차광패턴(146)은 백색을 표시하는 서브픽셀(SP1)이 생략되고 적, 녹, 청색을 표시하는 3색 구현 유기전계 발광소자에 적용될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
한편, 상기 제 1 서브픽셀(SP1) 내부에 구비되는 차광패턴(146)은 그 평면 형태가 도 7a 내지 도 7d(본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제 1 서브픽셀에 구비되는 차광패턴의 다양한 평면 형태를 도시한 도면)에 도시한 바와같이, 일 방향으로 연장하는 바(bar) 형태(도 7a 및 도 7b 참조), 격자형태(도 7c 참조), 다수의 도트 형태(도 7d 참조)를 가지며, 이러한 각 차광패턴(146)은 일정간격 이격하도록 정형적으로 배치되거나, 또는 무질서하게 비정형적으로 랜덤한 이격간격을 가지며 배치될 수 있으며, 그 형태 또한 전술한 형태 이외에 다양하게 변형될 수 있다.
이렇게 제 1 서브픽셀(SP1)에 대해 블랙매트릭스(144)를 이루는 동일한 물질로 동일한 층에 차광패턴(146)을 형성하는 것은, 유기전계 발광소자(101)의 표시영역을 바라보는 사용자의 시야각 변화에 따른 순색 및 백색의 감소 특성을 유사한 수준이 되도록 하여 시야각 변화에 다른 휘도 차이에 의한 표시품질 저하를 억제시키기 위함이다.
상기 차광패턴(146)은 사용자가 표시영역을 정면(0ㅀ)에서 바라보게 되면, 이와 중첩하는 면적에 대해 빛의 투과를 차단하게 되므로 제 1 면적(S1)에 대해 빛을 투과시키게 된다.
그리고 상기 차광패턴(146)이 구비됨으로서 사용자의 표시영역을 바라보는 시야각 변경 일례로 정면을 기준으로 30ㅀ기울어진 각도 또는 60ㅀ기울어진 각도에서 표시영역을 바라보는 경우 상기 제 1 서브픽셀(SP1)을 투과하는 빛의 면적(S2, S3)이 크게 줄어들게 되어 상기 제 1 면적(S1)보다 최종적으로 투과되는 빛의 면적(S2, S3)은 더 저감되도록(S1 > S2 > S3) 하는 역할을 하게 된다.
따라서 이렇게 제 1 서브픽셀(SP1)에 차광패턴(146)이 구비된 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 시야각 변화에 따라 휘도 특성을 상기 차광패턴(146)이 구비되지 않는 서브픽셀 대비 소정량 더 급격히 빛의 투과량이 감소되므로 순색(적, 녹, 청색)과 백색의 시야각 변화에 따른 휘도 차이가 유사한 수준이 됨으로서 시야각 변화에 따른 휘도 차이게 기인한 표시품질 저하를 억제시킬 수 있는 것이 특징이다.
한편, 이러한 제 1 서브픽셀(SP1) 내부에 구비되는 차광패턴(146)은 그 모두를 합한 면적이 상기 제 1 서브픽셀(SP1) 면적의 30 내지 50%가 되는 범위에서 형성되는 것이 바람직하다.
상기 차광패턴(146)의 합산 면적이 서브픽셀(SP1)의 면적 대비 30%보다 작은 경우, 시야각 변화에 다른 휘도 감소 특성이 순색의 감소 특성과 차이가 커 종래의 4색 구현 유기전계 발광소자(도 2의 2) 대비 큰 효과를 갖지 않음을 실험적으로 알 수 있었으며, 50%보다 큰 경우 시야각 변화에 따라 너무 크게 휘도 감소가 발생되어 오히려 순색의 휘도 감소 특성보다 저하되는 경향을 가짐을 알 수 있었다.
따라서 상기 차광패턴(146)은 이를 구비하게 되는 서브픽셀(SP1)의 경우, 상기 서브픽셀(Sp1) 내에서의 모든 차광패턴(146)이 차지하는 면적이 상기 서브픽셀 면적의 30 내지 50%의 수준이 되도록 하는 것이 바람직하다.
다음, 상기 블랙매트릭스(144)와 차광패턴(146) 위로 상기 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀(SP1)을 제외한 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP1, SP2, SP3)에 대해서는 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)의 경계에 형성된 블랙매트릭스(144)와 중첩하며 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴(148a, 148b, 148c)이 대응되는 컬러필터층(148)이 구비되고 있다.
그리고 상기 컬러필터층(148) 위로 상기 제 1 기판(110) 전면에 유기절연물질 예를들면 포토아크릴(photo acryl)로 이루어져 평탄한 표면을 가지며 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 내의 소자영역(TrA)에 구비된 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 갖는 제 2 보호층(149)이 형성되어 있다.
또한, 상기 제 2 보호층(149) 위로는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 상기 드레인 콘택홀(150)을 통해 접촉되며, 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 별로 일함수 값이 큰 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어진 제 1 전극(153)이 형성되어 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어서는 상기 제 1 전극(153)이 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 상기 드레인 콘택홀(150)을 통해 연결된 구성을 일례로 보이고 있다.
하지만, 상기 제 1 전극(53)은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 소스 전극(133)과 연결될 수도 있으며, 이 경우 상기 드레인 콘택홀(150)은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 소스 전극(133)에 대응하여 형성되며, 이때 상기 드레인 콘택홀(150)은 소스 콘택홀로 명명될 수 있다.
상기 제 1 전극(153)이 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136) 또는 소스 전극(133) 중 어느 전극과 연결되는 가는 구동 박막트랜지스터(DTr)가 어떠한 타입 즉, N타입이냐 또는 P타입이냐에 기인하는 것으로, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 N타입(n형 불순물이 도핑된 반도체층 구비된 경우)인 경우 상기 제 1 전극(153)은 드레인 전극(136)과 연결되고, P타입(p형 불순물이 도핑된 반도체층이 구비된 경우) 경우 상기 제 1 전극(153)은 소스 전극(133)과 연결된 구성을 이루게 된다.
도면에 있어서는 일례로 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 N타입으로 구성됨으로서 상기 제 1 전극(153)이 드레인 전극(136)과 연결된 것을 나타내었다.
한편, 상기 제 1 전극(153)은 상기 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀(SP1)에 대해서는 전술한 투명 도전성 물질로만 이루어진 단일층 구조를 이루는 것이 특징이며, 상기 적, 녹, 청색을 표시하는 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP2, SP3, SP4)에 있어서는 반사 특성을 가지며 매우 박형을 구현 시 빛이 투과시키는 은(Ag) 재질의 하부층(153a)이 더 구비되어 상기 하부층 위로 상기 투명 도전성 물질로 이루어진 상부층(153b)의 이중층 구조를 이루는 것이 또 다른 특징이다.
또한, 상기 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP2, SP3, SP4)에 구비되는 이중층 구조의 제 1 전극(153)은 마이크로 커비티(micro cavity) 효과가 구현되도록 하기 위해 서로 다른 두께를 갖도록 형성되는 것이 특징이다.
마이크로 커비티(micro cavity) 효과는 빛이 특정 물질층 내부에서 반사를 반복하다 특정 조건이 만족되면 일시에 반사시킴으로써 빛의 투과효율이 향상시킬 수 있는 것으로 상기 제 1 전극(153)은 이러한 마이크로 커비티 효과 구현을 위해 이중층 구성을 이루도록 해야 한다.
이때, 상기 제 1 전극(153)의 두께는 도면에 도시한 바와같이 상기 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP2, SP3, SP4) 내에서 각 하부층(153a)의 두께는 일정하고 상부층(153b)의 두께만이 달리할 수도 있으며, 또는 도면에 나타내지 않았지만 상기 하부층(153a) 및 상부층(153b)의 두께가 모두 다르게 형성될 수도 있다.
다음, 상기 제 1, 2, 3, 4 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)의 경계에는 상기 각 제 1 전극(153)의 가장자리 소정폭과 중첩하며 뱅크(155)가 형성되어 있다. 상기 뱅크(155)는 일반적인 감광성 특성을 갖는 유기절연물질 예를들면 폴리이미드(poly imide), 포토아크릴(Photo Acryl), 벤조사이클로뷰텐(BCB) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이러한 뱅크(155)는 표시영역에 있어서 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4)을 오픈하는 격자형태를 이룸으로서 상기 제 1 전극(153)의 중앙부를 노출시키며 형성되고 있는 것이 특징이다.
이때, 도 8(본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 유기전계 발광소자의 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀에 대한 확대 단면도)에 도시한 바와같이, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 유기전계 발광소자(201)의 경우, 상기 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀(SP1)에 내부에 상기 제 1 전극(153) 상부로 상기 뱅크(155)를 이루는 동일한 물질로 이루어지며 상기 차광패턴(146)과 중첩하며 상기 차광패턴(146)과 동일한 평면 형태를 갖는 발광 방지패턴(156)이 더욱 구비될 수도 있다.
이렇게 제 1 서브픽셀(SP1)에 상기 차광패턴(146)과 중첩하며 이와 동일한 평면형태를 갖는 발광 방지패턴(156)을 형성한 것은, 상기 차광패턴(146)이 형성된 부분에 대해서는 유기 발광층(160)으로부터 발광을 원천적으로 차단시키기 위함이다.
유기전계 발광 다이오드(E)는 제 1 전극(153)과 유기 발광층(160)과 제 2 전극(165)의 적층 구성을 가져야 상기 유기 발광층(160)으로부터 정공과 전자의 재결합에 의해 빛이 발광될 수 있다.
따라서 상기 발광 차단패턴(156)이 상기 제 1 전극(153)과 유기 발광층(160) 사이에 개재되는 경우, 상기 제 1 전극(153)과 유기 발광층(160)이 접촉하지 못하게 되므로 이 부분에 대해서는 정공이 공급되지 않으므로 빛을 발광할 수 없게 되는 것이다.
이러한 제 1 서브픽셀(SP1)에 구비되는 상기 발광 차단패턴(156)은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 5의 101)처럼 생략될 수도 있다.
한편, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 뱅크(155)로 둘러싸인 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 내부와 상기 뱅크(155) 상부를 포함하여 상기 표시영역 전면에는 백색을 발광하는 유기 발광층(160)이 형성되고 있다. 이러한 백색을 발광하는 상기 유기 발광층(160)은 한 가지 색을 발광하게 되므로 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3, SP4) 별로 패터닝되지 않고 표시영역 전면에 형성된 구성을 이루게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어서는 상기 유기 발광층(160)이 화이트를 발광하는 것을 일례로 나타내었지만, 각 서브픽셀 별로 순차 반복적으로 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광층(미도시)이 형성될 수도 있으며, 화이트, 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광층(미도시)이 형성될 수도 있다. 그리고 이 경우, 상기 적, 녹 청색을 발광하는 유기 발광층(미도시)은 각각 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(148a, 148b, 148c)이 구비된 서브픽셀(SP2, SP3, SP4)에 각각 형성되며, 화이트를 발광하는 유기발광층은 상기 컬러필터층(148)이 형성되지 않은 서브픽셀(SP1)에 대응하여 형성된다.
나아가, 상기 적, 녹, 청색 또는 화이트, 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광층(미도시)이 형성된 경우 상기 컬러필터층(148)은 생략될 수도 있다.
그리고 상기 유기 발광층(160) 상부로 상기 표시영역 전면에는 캐소드 전극의 역할을 하도록 일 함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를들면 은(Ag), 마그네슘-은 합금(Mg:Ag), 금(Au), 마그네슘(Mg), 구리(Cu), 칼슘(Ca) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 제 2 전극(165)이 형성되어 있다.
한편, 상기 제 1, 2 전극(153, 165)과 그 사이에 형성된 유기 발광층(160)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.
도면에 나타나지 않았지만, 상기 제 1 전극(153)과 유기 발광층(160) 사이 및 상기 유기 발광층(160)과 제 2 전극(165) 사이에는 각각 상기 유기 발광층(160)의 발광 효율 향상을 위해 다층 구조의 제 1 발광보상층(미도시)과 제 2 발광보상층(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다.
이때, 다층의 상기 제 1 발광보상층(미도시)은 상기 제 1 전극(153)으로부터 순차 적층되며 정공주입층(hole injection layer)과 정공수송층(hole transporting layer)으로 이루어질 수 있으며, 상기 제 2 발광보상층(미도시)은 상기 유기 발광층(160)으로부터 순차 적층되며 전자수송층(electron transporting layer)과 전자주입층(electron injection layer)으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제 1 발광보상층(미도시)과 제 2 발광보상층(미도시)은 이중층 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었지만, 반드시 이중층 구조를 이룰 필요는 없다. 즉, 상기 제 1 발광보상층(미도시)은 정공주입층 또는 정공수송층이 되어 단일층 구조를 이룰 수도 있고, 상기 제 2 발광보상층(미도시) 또한 전자주입층 또는 전자수송층이 되어 단일층 구조를 이룰 수도 있다.
한편, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 제 1 기판(110)에 대응하여 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비되고 있다.
상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)은 그 가장자리를 따라 실란트 또는 프릿(frit)으로 이루어진 접착제(미도시) 또는 상기 제 2 기판(170) 전면에 대해 페이스 씰(미도시)이 구비되고 있으며, 이러한 접착제(미도시) 또는 페이스 씰(미도시)에 의해 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)이 합착되어 패널상태를 유지하고 있다. 이때, 서로 이격하는 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170) 사이에는 진공의 상태를 갖거나, 또는 불활성 기체로 채워짐으로써 불활성 가스 분위기를 갖거나, 페이스 씰이 채워진 구성을 가질 수 있다.
이때, 상기 인캡슐레이션을 위한 상기 제 2 기판(170)은 유연한 특성을 갖는 플라스틱으로 이루어질 수도 있으며, 또는 유리기판으로 이루어질 수도 있다.
한편, 전술한 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 제 1 기판(110)과 마주하여 이격하는 형태로 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비된 것을 일례로 나타내고 있지만, 상기 제 2 기판(170)은 점착층을 포함하는 필름 형태로 상기 제 1 기판(110)의 최상층에 구비된 상기 제 2 전극(165)과 접촉하도록 구성됨으로서 생략될 수도 있다.
또한, 상기 제 2 전극(158) 상부로 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)이 더욱 구비되어 캡핑막이 형성될 수 있으며, 상기 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)은 그 자체로 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용될 수도 있으며, 이 경우 상기 제 2 기판(170)은 생략될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예 및 변형예에 따른 유기전계 발광소자는 백색을 제외한 적, 녹, 청색을 표시하는 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP1, SP2, SP3)에서는 마이크로 커비티 효과를 구현하기 위한 제 1 전극(153)을 은(Ag) 재질로 이루어진 하부층(153a)과 일 함수값이 큰 투명 도전성 물질로 이루어진 상부층(153b)의 이중층 구조를 갖도록 형성하고, 제 1 서브픽셀(SP1)은 특정 파장대의 빛만을 발광하여 표시장치에서 요구되는 색좌표 값과 틀어지게 되는 현상을 억제시키기 위해 투명 도전성 물질로 이루어진 단일층 구조로 제 1 전극(153)을 구현하고, 상기 제 1 서브픽셀(SP1)에 대해서는 그 내부에 블랙매트릭스(144)와 형성한 동일한 층에 동일한 물질로 이루어진 다수의 차광패턴(146)을 정형 또는 무정형으로 배치한 구성을 가짐으로서 백색을 표시하는 제 1 서브픽셀(SP1)과 순색인 적, 녹, 청색을 표시하는 제 2, 3, 4 서브픽셀(SP2, SP3, SP4) 간의 시야각 변화에 따른 휘도 감소 비율을 유사한 수준이 되도록 함으로서 종래의 4색 구현 유기전계 발광소자(도 2의 2) 대비 시야각 변화에 기인한 표시품질을 향상시킬 수 있는 것이 특징이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 표시영역을 바라본 시야각 변화에 따른 휘도 특성을 나타낸 그래프이다.
도시한 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 이의 표시영역의 바라보는 사용자의 시야각 변화에 따라 백색 및 순색(적, 녹, 청색)의 휘도 감소 비율을 거의 유사하게 발생됨을 알 수 있다.
반면, 도 3을 참조하면, 종래의 4색 유기전계 발광소자의 경우, 백색 대비 순색의 시야각 변화에 따른 휘도 감소율이 백색의 휘도 감소율 대비 시야각이 커지면 커질수록 더욱 크게 발생되고 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 전술한 바와같은 구성적 특징에 의해 종래의 4색 구현 유기전계 발광소자 대비 시야각 변화에 따른 백색 및 순색의 휘도 감소비율이 유사한 수준을 가짐으로서 표시품질이 향상되는 효과가 있음을 알 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 변형예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
101 : 유기전계 발광소자
110 : 제 1 기판
113 : 반도체층
113a, 113b : 제 1, 2 영역
116 : 게이트 절연막
120 : 게이트 전극
123 : 층간절연막
125 : 반도체층 콘택홀
130 : 데이터 배선
133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극
139 : 제 1 보호층
144 : 블랙매트릭스
146 : 차광패턴
148 : 컬러필터층
148a, 148b, 148c : 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴
149 : 제 2 보호층
150 : 드레인 콘택홀
153 : 제 1 전극
153a, 153b : (제 1 전극의) 하부층 및 상부층
155 : 뱅크
160 : 유기 발광층
165 : 제 2 전극
170 : 제 2 기판
DTr : 구동 박막트랜지스터
P : 픽셀
SP1, SP2, SP3, SP4 : 제 1, 2, 3, 4 서브픽셀
TrA : 소자영역
110 : 제 1 기판
113 : 반도체층
113a, 113b : 제 1, 2 영역
116 : 게이트 절연막
120 : 게이트 전극
123 : 층간절연막
125 : 반도체층 콘택홀
130 : 데이터 배선
133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극
139 : 제 1 보호층
144 : 블랙매트릭스
146 : 차광패턴
148 : 컬러필터층
148a, 148b, 148c : 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴
149 : 제 2 보호층
150 : 드레인 콘택홀
153 : 제 1 전극
153a, 153b : (제 1 전극의) 하부층 및 상부층
155 : 뱅크
160 : 유기 발광층
165 : 제 2 전극
170 : 제 2 기판
DTr : 구동 박막트랜지스터
P : 픽셀
SP1, SP2, SP3, SP4 : 제 1, 2, 3, 4 서브픽셀
TrA : 소자영역
Claims (10)
- 다수의 서브픽셀을 갖는 픽셀이 다수 구비된 표시영역이 정의된 제 1 기판과;
상기 제 1 기판 상의 상기 다수의 서브픽셀 각각에 형성된 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와;
상기 픽셀 내의 다수의 서브픽셀 중 적어도 하나의 서브픽셀 내부에 구비된 차광패턴과;
상기 픽셀 내의 다수의 서브픽셀 중 적어도 하나의 서브픽셀에 구비된 컬러필터층과;
상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터와 차광패턴 위로 형성된 제 1 보호층과;
상기 제 1 보호층 위로 상기 다수의 서브픽셀 각각에 형성된 제 1 전극과;
상기 제 1 전극 상부로 상기 표시영역 전면에 형성된 유기 발광층과;
상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극
을 포함하는 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서
상기 다수의 서브픽셀의 각 경계에 블랙매트릭스가 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서
상기 픽셀은 4개의 제 1, 2, 3, 4 서브픽셀이 구비되며, 상기 컬러필터층은 상기 제 1, 2, 3 서브픽셀에 대해 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 대응된 구성을 가지며, 상기 차광패턴은 상기 제 4 서브픽셀에 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 3 항에 있어서
상기 제 1, 2, 3 서브픽셀에 구비된 제 1 전극은 은(Ag) 재질의 하부층과 투명 도전성 물질로 이루어진 상부층의 이중층 구조를 가지며, 상기 제 4 서브픽셀에 구비된 제 1 전극은 투명 도전성 물질로 이루어진 단일층 구조를 가지며, 상기 제 1 전극은 상기 제 1, 2, 3, 4 서브픽셀 별로 서로 다른 두께를 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 차광패턴은 이를 구비한 서브픽셀 내에서 다수의 바(bar) 형태, 격자형태, 다수의 도트 형태를 이루는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 5 항에 있어서,
상기 차광패턴은 이를 구비한 서브픽셀 내에서 상기 서브픽셀의 면적의 30 내지 50%의 면적을 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 2 항에 있어서,
상기 차광패턴은 상기 블랙매트릭스가 형성된 동일한 층에 형성되며 상기 블랙매트릭스를 이루는 동일한 물질로 이루어진 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서
상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 서브픽셀 각각 경계에 형성된 뱅크를 포함하는 유기전계 발광소자.
- 제 8 항에 있어서
상기 뱅크를 이루는 동일한 물질로 이루어지며, 상기 차광패턴이 형성된 서브픽셀의 상기 제 1 전극 위로 상기 차광패턴과 동일한 평면 형태를 가지며 중첩하며 형성된 발광 차단패턴을 포함하는 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판에는 서로 교차하여 상기 픽셀을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 데이터 배선과 나란하게 위치하는 전원배선이 형성되며, 상기 게이트 및 데이터 배선은 각각 상기 스위칭 박막트랜지스터의 게이트 전극 및 소스 전극과 연결되는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
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