KR20160015815A - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소가 형성된 제 1 플렉서블 기판 및 상기 복수의 화소에 대응되도록 형성된 컬러 필터가 형성된 제 2 플렉서블 기판을 포함하고, 상기 복수의 화소는, 복수의 박막 트랜지스터, 상기 복수의 박막 트랜지스터 상에 형성된 평탄화층, 상기 평탄화층 상에 패터닝된 제 1 전극, 상기 패터닝된 제 1 전극의 외곽에 일부 중첩되고 난반사가 발생되도록 형성된 뱅크, 상기 제 1 전극 상에 형성된 유기 발광층 및 상기 유기 발광층 및 상기 뱅크 상에 형성된 제 2 전극을 포함하고, 상기 컬러 필터는 적어도 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함하고, 상기 컬러 필터와 사이에 형성된 블랙 매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난반사를 이용하여 광효율이 향상된 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라, 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 표시 장치 분야가 급속도로 발전하고 있다. 이에, 여러 가지 다양한 평판 표시 장치에 대해 박형화, 경량화 및 저소비 전력화 등의 성능을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다. 이 같은 평판 표시 장치의 대표적인 예로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시 장치(Field Emission Display device: FED), 전기습윤 표시 장치(Electro-Wetting Display device: EWD) 및 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display device: OLED) 등을 들 수 있다.
특히, 유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 장치로서, 액정 표시 장치와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 저전압 구동에 따라 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 응답 속도, 시야각 및 명암비(Contrast Ratio)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 소자인 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)를 이용하여, 영상을 표시한다. 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하는 복수의 화소를 포함한다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 서로 대향하는 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함한다. 그리고 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 유기물로 형성되고, 제 1 전극 및 제 2 전극 사이의 인가되는 전기신호에 기초하여 일렉트로루미네선스(Electro Luminescence)를 발생시키는 발광층을 포함한다.
유기 발광 표시 장치는 빛이 방출되는 방향에 따라서 상부 발광(Top Emission) 방식, 하부 발광(Bottom Emission) 방식 및 양면 발광(Dual Emission) 방식 등으로 나뉜다. 탑 에미션(Top-Emission) 방식의 유기 발광 표시 장치의 경우, 유기 발광층에서 발광된 빛을 상부로 발광시키기 위해 제 2 전극이 투명 또는 반투명 특성을 가지고, 제 1 전극이 반사 특성을 갖는다. 또한, 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 확보하기 위해, 유기 발광 다이오드(OLED) 상에는 산소 및 수분으로부터 유기 발광 다이오드(OLED)를 보호하기 위한 투명한 봉지부가 형성된다.
종래의 탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 장치는 외광에 의한 시인성 저하 문제를 개선하기 위해서 투명한 봉지부 상에 원편광판(Circular-polarizer)을 접착하여서 외광 시인성을 향상하였다.
[관련기술문헌]
1. 유기발광소자용 편광판 및 이를 포함하는 유기발광소자 (출원번호 10-2011-0128916)
최근에는 휘지 않는 평판 표시 장치들을 대체할 플라스틱(Plastic)과 같은 연성재료의 플렉서블 기판(Flexible Substrate)을 이용하여, 종이처럼 휘어져도 표시 성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블 유기 발광 표시 장치(Flexible Organic Light Emitting Display Device; F-OLED)가 개발되고 있다.
일반적으로 원편광판은 휨(Bending) 특성이 나쁘고, 두께가 150μm로 상당히 두껍기 때문에, 플렉서블 유기 발광 표시 장치에 원편광판을 적용할 경우, 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 벤딩 특성이 저하되고, 두께 증가에 따른 벤딩 시 인가되는 인장력 스트레스가 증가한다. 따라서 플렉서블 유기 발광 표시 장치에 크랙이 쉽게 발생하는 문제점이 발생하였다.
이에, 본 발명의 발명자는, 원편광판 없이 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 외광 시인성을 향상 시키면서 우수한 휨 특성을 달성할 수 있는 플렉서블 유기 발광 표시 장치에 대한 연구 및 개발을 계속하여 왔다.
구체적으로 설명하면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치에 별도의 플렉서블 기판을 구비하고, 기판 상에 컬러 필터(Color-filter) 및 블랙 매트릭스(Black-matrix)를 형성하여, 우수한 휨 특성을 가지는 동시에, 외광 반사를 저감하여 원편광판이 불필요한 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 개발하였다. 하지만 컬러 필터 및 블랙 매트릭스가 추가적으로 적용됨에 따라, 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 휘도 저하 및 시야각 저하 문제가 발생하였다.
본 발명의 발명자는 컬러 필터 및 블랙 매트릭스를 적용한 구조에서 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 광 효율을 향상시켜 휘도를 향상 시킬 수 있는, 난반사 특성을 가지는 뱅크(Bank) 및 블랙 매트릭스를 개발하였다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 별도의 플렉서블 기판에 컬러 필터 및 블랙 매트릭스를 형성하고, 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 뱅크가 난반사 특성을 가지고, 블랙 매트릭스가 난반사 특성을 가지도록 함으로써, 외광 반사를 저감하는 동시에 휘도를 향상시키면서, 우수한 휨 특성을 제공할 수 있는 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 복수의 화소가 형성된 제 1 플렉서블 기판 및 복수의 화소에 대응되도록 형성된 컬러 필터가 형성된 제 2 플렉서블 기판을 포함하고, 복수의 화소는, 복수의 박막 트랜지스터, 복수의 박막 트랜지스터 상에 형성된 평탄화층, 평탄화층 상에 패터닝된 제 1 전극, 패터닝된 제 1 전극의 외곽에 일부 중첩되고 난반사가 발생되도록 형성된 뱅크, 제 1 전극 상에 형성된 유기 발광층 및 유기 발광층 및 뱅크 상에 형성된 제 2 전극을 포함하고, 컬러 필터는 적어도 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 포함하고, 컬러 필터와 사이에 형성된 블랙 매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 복수의 산란 소자를 더 포함하고, 복수의 산란 소자는 뱅크 내에 분산된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 스페이서를 더 포함하고, 스페이서는 뱅크상에 배치되고, 복수의 산란 소자는 스페이서 내에 분산된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 뱅크의 상면은 헤이즈(haze), 굴곡 또는 요철 중 적어도 하나의 형상을 가지도록 형성되어, 난반사가 발생되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 스페이서를 더 포함하고, 스페이서의 상면은 편평하지 않도록 형성되어, 난반사가 발생되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 뱅크 및 스페이서의 접촉면은 편평하게 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 복수의 화소는 적어도 적색, 녹색 및 청색 파장을 각각 발광하도록 형성된 복수의 서브 화소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 적색, 녹색 및 청색 서브 화소의 각각의 유기 발광층은 서로 상이한 발광 파장 대역을 가지도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 각각은 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터 각각에 대응되도록 배치되고, 뱅크는 블랙 매트릭스와 대응되도록 배치된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 블랙 매트릭스 상에 배치된 반사판을 더 포함하고, 반사판은 복수의 화소로부터 발광되는 빛을 반사하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 투명 접착층을 더 포함하고, 투명 접착층은 제 1 플렉서블 기판 및 제 2 플렉서블 기판을 접착하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치는 제 1 플렉서블 기판, 제 1 기판 상에 형성된 복수의 박막 트랜지스터, 복수의 박막 트랜지스터 상에 형성된 평탄화층, 평탄화층 상에 형성된 제 1 전극, 제 1 전극 상에 형성된 유기 발광층, 유기 발광층 상에 형성된 제 2 전극, 제 1 전극의 외곽을 일부 중첩하도록 형성된 뱅크, 제1 플렉서블 기판에 대향하는 제 2 플렉서블 기판, 제 2 플렉서블 기판 아래에 형성된 블랙 매트릭스, 블랙 매트릭스 아래에 형성된 반사판 및 블랙 매트릭스 아래에 형성된 컬러 필터를 포함하고, 반사판은 유기 발광층에서 발광된 빛을 반사하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 블랙 매트릭스는 편평하지 않도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 반사판은 블랙 매트릭스의 편평하지 않은 면을 따라 형성되어, 난반사가 발생되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 복수의 산란 소자를 더 포함하고, 복수의 산란 소자는 뱅크 내에 분산된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 스페이서를 더 포함하고, 복수의 산란 소자는 스페이서 내에 분산된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 유기 발광 표시 장치는, 뱅크의 상면은 편평하지 않도록 형성되어, 난반사가 발생되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 컬러 필터 및 블랙 매트릭스를 형성하고, 뱅크에 난반사가 가능한 구조를 형성함으로써, 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 최대 휘도가 증가할 수 있고, 외광 시인성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 컬러 필터 및 블랙 매트릭스를 형성하고, 블랙 매트릭스에 난반사가 가능한 구조를 형성함으로써, 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 최대 휘도가 증가할 수 있고, 외광 시인성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 컬러 필터 및 블랙 매트릭스를 형성하고, 뱅크 및 블랙 매트릭스 각각에 난반사가 가능한 구조를 형성함으로써, 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 최대 휘도가 증가할 수 있고, 외광 시인성이 향상 될 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
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.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
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 제 1, 제 2 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 제 1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
명세서 전체에 걸쳐 구성 요소의 단면의 폭은 그 단면의 중간 높이의 단면의 폭을 의미한다.
명세서 전체에 걸쳐 구성 요소의 각도는 평면을 기준으로 그 단면의 중간 높이 지점의 경사면의 각도를 의미한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탑 에미션 방식의 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)는 적어도 제 1 플렉서블 기판(110), 멀티 버퍼층(112), 액티브층(114), 게이트 절연막(116), 게이트 전극(118), 층간 절연막(120), 제 1 컨택홀(121), 박막 트랜지스터 절연막(122), 소스 전극(124), 드레인 전극(126), 평탄화층(128), 제 2 컨택홀(129), 제 1 전극(130), 뱅크(132), 산란 소자(133), 유기 발광층(134R, 134G, 134B), 제 2 전극(136), 제 1 봉지층(138), 이물 보상층(140), 제 2 봉지층(142), 접착층(144), 컬러 필터(146), 블랙 매트릭스(148) 및 제 2 플렉서블 기판(150)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 제 1 플렉서블 기판(110)은 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT), 폴리실란 (polysilane), 폴리실록산 (polysiloxane), 폴리실라잔 (polysilazane), 폴리카르보실란 (polycarbosilane), 폴리아크릴레이트 (polyacrylate), 폴리메타크릴레이트 (polymethacrylate), 폴리메틸아크릴레이트 (polymethylacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmetacrylate), 폴리에틸아크릴레이트 (polyethylacrylate), 폴리에틸메타크릴레이트 (polyethylmetacrylate), 사이클릭 올레핀 코폴리머 (COC), 사이클릭 올레핀 폴리머 (COP), 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리이미드 (Polyimide), 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 폴리스타이렌 (PS), 폴리아세탈 (POM), 폴리에테르에테르케톤 (PEEK), 폴리에스테르설폰 (PES), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리비닐클로라이드 (PVC), 폴리카보네이트 (PC), 폴리비닐리덴플로라이드 (PVDF), 퍼플루오로알킬 고분자 (PFA), 스타이렌아크릴나이트릴코폴리머 (SAN) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
제 1 플렉서블 기판(110)의 재료 및 두께는 플렉서블 디스플레이에 적합한 휨 특성, 박막 트랜지스터(Thin-film transistor; TFT) 증착 공정에 적합한 내열성 및 내화학성을 고려 해야 하며, 만약 제1 플렉서블 기판(110)을 폴리이미드의 재질로 구성할 경우 대략 10 내지 30μm 두께의 형성하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15μm 두께로 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 멀티 버퍼층(112)은 제 1 플렉서블 기판(110)상에 형성된다. 멀티 버퍼층(112)은 제 1 플렉서블 기판(110)을 통해 투습되는 산소 및 수분이 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에 도달되는 것을 지연시키기 위해서 복수의 무기물층을 포함한다.
멀티 버퍼층(112)은 휨 특성 및 수분 침투 지연 성능을 고려할 때, 서로 다른 재료의 무기물을 복층으로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 질화 실리콘(Silicon Nitride; SiNx) 및 산화 실리콘(Silicon Oxide; SiOx)으로 형성되고, 보다 더 바람직하게는 (SiNx / SiOx / SiNx / SiOx)으로 형성된 4층 구조로 (1000Å / 1000Å /1000Å /1000Å)의 두께로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
멀티 버퍼층(112)상에 복수의 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 박막 트랜지스터(TFT)는 적어도, 액티브층(114), 게이트 절연막(116), 게이트 전극(118), 층간절연막(120), 박막 트랜지스터 절연막(122), 소스 전극(124) 및 드레인 전극(126)을 포함한다. 해당 구조는 코플래너(Coplaner) 구조로 지칭될 수도 있다. 복수의 박막 트랜지스터(TFT)는 표시하고자 하는 영상을 표시하도록, 복수의 화소의 발광 휘도를 제어할 수 있다. 이하 복수의 박막 트랜지스터(TFT)에 대해서 구체적으로 설명한다.
액티브층(114)은 산화물 반도체(Oxide-semiconductor) 또는 실리콘 반도체(Silicon-semiconductor)로 형성 가능하다.
산화물 반도체는, 4원계 금속 산화물인 인듐 주석 갈륨 아연 산화물 (InSnGaZnO) 계 재료, 3원계 금속 산화물인 인듐 갈륨 아연 산화물 (InGaZnO) 계 재료, 인듐 주석 아연 산화물 (InSnZnO) 계 재료, 인듐 알루미늄 아연 산화물 (InAlZnO) 계 재료, 인듐 하프늄 아연 산화물 (InHfZnO), 주석 갈륨 아연 산화물 (SnGaZnO) 계 재료, 알루미늄 갈륨 아연 산화물 (AlGaZnO) 계 재료, 주석 알루미늄 아연 산화물 (SnAlZnO) 계 재료, 2원계 금속 산화물인 인듐 아연 산화물 (InZnO) 계 재료, 주석 아연 산화물 (SnZnO) 계 재료, 알루미늄 아연 산화물 (AlZnO) 계 재료, 아연 마그네슘 산화물 (ZnMgO) 계 재료, 주석 마그네슘 산화물 (SnMgO) 계 재료, 인듐 마그네슘 산화물 (InMgO) 계 재료, 인듐 갈륨 산화물 (InGaO) 계 재료나, 인듐 산화물 (InO) 계 재료, 주석 산화물 (SnO) 계 재료, 아연 산화물 (ZnO) 계 재료 등으로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
실리콘 반도체는, 비정질 실리콘(Armorphos silicon) 또는 저온폴리 실리콘(Low-temperature polysilicon; LTPS) 등으로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
액티브층(114)에서 소스 전극(124) 및 드레인 전극(126)과 접촉하는 영역은 도체 성질을 가지고, 게이트 전극(118)과 중첩되는 영역은 반도체 성질을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 성질은 소스 전극(124) 및 드레인 전극(126) 영역에 플라즈마(Plasma) 처리 또는 불순물(Impurity) 도핑(Doping) 처리에 의해서 구현되는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 절연막(116)은 액티브층(114)과 게이트 전극(118)을 전기적으로 절연한다. 게이트 절연막(116)의 재료는 플렉서블 디스플레이에 적합한 휨특성, 전기적 절연 특성을 고려하면서, 게이트 전극(118)에 인가되는 전기적 신호에 의한 가변되는 액티브층(114)의 반도체 특성을 고려할 때, 게이트 절연막(116)은 대략 600 Å 내지 1400 Å 두께의 산화 실리콘 또는 산화알루미늄(Al2O3)으로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 전극(118)은 게이트 절연막(116) 상에 형성된다. 게이트 전극(118)은 게이트 절연막(116)에 의해서 액티브층(114)과 전기적으로 절연된다. 액티브층(114)은 게이트 전극(118)에 인가되는 전기 신호에 의해서 도체 또는 부도체 특성을 가지게 된다. 게이트 전극(118)은 플렉서블 디스플레이에 적합한 휨 특성, 도전성을 고려할 때, 도전 물질로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나, 또는 이들의 합금, 또는 이들의 다중층 구조로 형성되고, 보다 더 바람직하게는 2000 Å두께의 몰리브덴으로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 전극(118)은 게이트 드라이버(미도시)로부터 전기 신호를 인가 받도록 구성된다.
층간 절연막(120)은 게이트 절연막(116) 및 게이트 전극(118) 상에 형성된다. 층간 절연막(120)은 게이트 전극(118)을 소스 전극(124) 및 드레인 전극(126)으로부터 전기적으로 절연되도록 한다. 층간 절연막(120)은 휨 특성 및 전기적 절연 특성을 고려하는 동시에, 게이트 전극(118)과 소스 전극(124) 및 드레인 전극(126)에 의해서 형성되는 기생 정전용량(Parastitic-capacitance)을 최소화 하도록 고려할 때, 층간 절연막(120)은 무기물로 게이트 절연막(116)보다 두껍게 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2000 Å 두께의 산화 실리콘 및 3000 Å 두께의 질화 실리콘이 적층되어 총 5000 Å 의 두께로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
소스 전극(124)은 층간 절연막(120) 상에 형성된다. 소스 전극(124)은 영상에 대응되는 신호를 데이터 드라이버(미도시)로부터 인가받는다. 소스 전극 (124)은 도전성 및 플렉서블 디스플레이에 적합한 휨 특성을 고려할 때, 도전 물질로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나, 또는 이들의 합금, 또는 이들의 다중층 구조로 형성되고, 보다 더 바람직하게는 (Ti / Al / Ti)으로 형성된 3층 구조로 (500Å / 4000Å / 500Å)의 두께로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
소스 전극(124)은 게이트 절연막(116) 및 층간 절연막(120)에 형성된 제 1 컨택홀(121)을 통해서 액티브층(114)의 일측면과 전기적으로 연결된다. 소스 전극(124)에는 외부로부터 입력된 영상에 대응되는 전압이 인가된다.
드레인 전극(126)은 소스 전극(124)과 동일한 공정으로 동시에 형성된다. 따라서 중복되는 설명은 이하 생략한다. 드레인 전극(126)은 게이트 절연막(116) 및 층간 절연막(120)에 형성된 제 1 컨택홀(121)을 통해서 액티브층(114)의 타측면과 전기적으로 연결된다. 드레인 전극(126)은 액티브층(114)이 도체 상태일 때, 소스 전극(124)에 인가된 전압을 액티브층(114)을 통해서 인가받는다.
이상 코플래너(Coplanar)구조로 박막 트랜지스터(TFT)를 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 인버티드 스태거드(inverted-staggered) 구조의 박막 트랜지스터 구조도 적용될 수 있다
박막 트랜지스터 절연막(122)은 층간 절연막(120), 소스 전극(124) 및 드레인 전극(126) 상에 형성된다. 박막 트랜지스터 절연막(122)은 제 1 플렉서블 기판(110)으로부터 박막 트랜지스터(TFT)를 통해서 유기 발광층(134R, 134G, 134B)으로 침투될 수 있는 수분 및 산소의 투습을 지연시켜서 유기 발광층(134R, 134G, 134B)의 수명을 증가시키는 기능을 수행한다. 박막 트랜지스터 절연막(122)이 휨 특성을 유지하면서 우수한 수분 및 산소의 투습을 지연 성능을 달성해야한다는 점을 고려할 때, 박막 트랜지스터 절연막(122)은 무기물로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 질화 실리콘으로 형성되고, 보다 더 바람직하게는 2500Å 내지 4000Å 두께의 질화 실리콘으로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
정리하면, 박막 트랜지스터 절연막(122)에 의해서 박막 트랜지스터(TFT)로부터 유기 발광층(134R, 134G, 134B)으로 투습되는 수분 및 산소를 지연시켜, 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 수명이 연장될 수 있다.
평탄화층(128)은 박막 트랜지스터 절연막(122) 상에 형성된다. 평탄화층(128)은 박막 트랜지스터(TFT)의 다양한 구성들에 의해 형성된 비평탄한 박막 트랜지스터 절연막(122) 상면을 평탄화한다. 평탄화층(128) 상에는 제 1 전극(130)이 형성된다. 평탄화층(128)은 제 1 전극(130)이 평탄하게 형성되도록, 평탄한 면을 제공한다. 동시에, 평탄화층(128)은 박막 트랜지스터(TFT)와 제 1 전극(130) 사이에 형성하는 기생 정전 용량을 최소화한다. 이러한 점들을 고려할 때, 평탄화층(128)은 흐름성이 있는 유기물로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 유전율이 낮은 포토 아크릴(Photo-acryl)로 형성되고, 보다 더 바람직하게는 2 내지 3μm 두께의 포토 아크릴로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다시 도 1a를 참조하여 복수의 박막 트랜지스터(TFT)의 상면에 형성된 복수의 유기 발광 다이오드(OLED)에 대해서 설명한다.
복수의 유기 발광 다이오드(OLED)는 제 1 전극(130), 유기 발광층(134R, 134G, 134B) 및 제 2 전극(136)을 포함한다. 복수의 유기 발광 다이오드(OLED)는 적어도 적색, 녹색 및 청색을 발광하도록 구성된 복수의 서브 화소를 포함한다. 복수의 유기 발광 다이오드(OLED)는 뱅크(132)에 의해서 분리된다. 복수의 서브 화소는 복수의 서브 화소에 대응되는 복수의 박막 트랜지스터를 통해서 입력받은 전기 신호에 대응되어 발광하게 된다.
제 1 전극(130)은 박막 트랜지스터 절연막(122) 및 평탄화층(128)에 형성된 제 2 컨택홀(129)을 통해서 드레인 전극(126)과 전기적으로 연결된다. 제 1 전극(130)은 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에 정공(Hole)을 공급하여야 하므로 일함수(Work function)가 높은 도전성 물질로 형성된다. 제 1 전극(130)은 일함수 및 도전성을 고려할 때, 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 주석 아연 산화물(ITZO), 아연 산화물(Zinc Oxide), 또는 주석 산화물(Tin Oxide)로 형성되고, 보다 더 바람직하게는 인듐 주석 산화물로 형성된다. 제 1 전극(130)은 제 1 전극(130)의 배면에 형성되어, 상면 방향으로 빛을 반사하도록 구성된 반사층을 더 포함하도록 구성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제 1 전극(130)은 평탄화층(128) 상에 서브 화소 단위로 패터닝된다. 즉, 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 복수의 서브 화소의 형상은 제 1 전극(130)이 패터닝된 형상에 대응된다.
도 1a를 다시 참조하면, 뱅크(132)는 평탄화층(128) 및 제 1 전극(130)의 외곽의 일부 영역을 덮도록 형성된다. 뱅크(132)는 유기 절연 물질, 예를 들어, 폴리이미드(Polyimide), 포토 아크릴(photo acryl), 벤조사이클로뷰텐(BCB) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 뱅크(132)는 테이퍼(taper) 형상으로 형성된다. 뱅크(132)를 테이퍼 형상으로 형성하는 경우, 뱅크(132)는 포지티브(positive) 타입의 포토레지스트를 사용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 뱅크(132)는 난반사가 발생되도록 구성된 복수의 산란 소자(133)을 포함한다. 복수의 산란 소자(133)는 뱅크(132)의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 물질로 형성된다. 예를 들어, 뱅크(132)가 폴리이미드로 구현될 때, 뱅크(132)의 굴절율은 1.5이다. 그리고 뱅크(132)의 굴절율을 고려할 때, 복수의 산란 소자(133)의 굴절률은 약 1.7 내지 2.0인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 복수의 산란 소자(133)는 수십 nm 내지 수백 nm 지름의 나노 파티클(Nano-particles)로 구성된 산화 티타늄(TiO2) 또는 산화 지르코늄(ZrO2)으로 구성된다.
유기 발광층(134R, 134G, 134B)은 각각 적색, 녹색 및 청색 파장 대역의 빛을 발광하도록 형성된 적색 유기 발광층(134R), 녹색 유기 발광층(134G) 및 청색 유기 발광층(134B)를 포함한다. 적색 유기 발광층(134R), 녹색 유기 발광층(134G) 및 청색 유기 발광층(134B)은 서로 상이한 유기 발광 물질로 형성된다.
유기 발광층(134R, 134G, 134B)은 색 재현력(Color gamut)을 향상시키기 위해서 적색, 유기 발광층(134R), 녹색 유기 발광층(134G) 및 청색 유기 발광층(134B)의 두께를 상이하게 하기 위한 마이크로 캐비티(Micro-cavity)구조를 더 포함할 수 있다.
또한, 유기 발광층(134R, 134G, 134B)은 발광 효율을 향상시키기 위해서, 정공 주입층(Hole injection layer), 정공 수송층(Hole transport layer), 전자 수송층(Electron transport layer) 및 전자 주입층(Electron injection layer)을 더 포함할 수 있다.
제 2 전극(136)은 뱅크(132) 및 유기 발광층(134R, 134G, 134B) 상에 형성된다. 제 2 전극(136)은 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에 전자(Electron)를 공급하여야 하므로, 일함수가 낮은 물질로 형성된다. 일함수가 낮은 금속성 물질로 형성되는 경우, 은(Ag), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 또는 은(Ag) 과 마그네슘(Mg)의 합금 등이 적용될 수 있다. 탑 에미션 방식의 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 제 2 전극(136)은 빛을 상면으로 투과 시켜야 하기 때문에, 제 2 전극(136)은 투명성을 가져야 한다. 제 2 전극(136)은 일함수, 도전성 및 투명성을 고려할 때, 은(Ag), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 또는 은(Ag) 과 마그네슘(Mg)의 합금 등과 같은 금속성 물질로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 수백 Å 이하의 두께의 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 합금으로 형성되고, 보다 더 바람직하게는 250Å 내지 350Å의 두께의 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 합금으로 형성되어, 가시광선 투과율 30% 내지 40%를 가지도록 구성되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제 2 전극(136)은 기저 전압(Vss) 또는 그라운드 전압(GND)을 인가받도록 구성된다.
정리하면, 유기 발광 다이오드(OLED)는, 제 1 전극(130)에 인가되는 전압과 제 2 전극(136)에 인가되는 전압의 전위차에 대응하여 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에서 빛을 발광한다. 발광된 빛은 제 1 전극(130)의 배면에 형성된 반사판에 의해서 상면으로 빛을 반사한다. 반사된 빛이 제 2 전극(136)을 투과함에 따라, 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)는 영상을 표시할 수 있다.
다시 도 1a를 참조하여 유기 발광 다이오드(OLED)의 상면에 형성된 투명 플렉서블 봉지부(Encap)에 대해서 설명한다.
플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 투명 플렉서블 봉지부(Encap)는 적어도 제 1 봉지층(138), 이물 보상층(140) 및 제 2 봉지층(142)을 포함한다. 투명 플렉서블 봉지부(Encap)는 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 상면으로부터 투습되는 산소 및 수분이 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에 도달되는 것을 지연시키기 위해서 무기물, 유기물 및 무기물 구조로 적층하여 형성된다.
제 1 봉지층(138)은 무기물 계열로 형성된다. 제 1 봉지층(138)은 질화실리콘(SiNx) 또는 산화알루미늄(Al2O3) 중 하나의 물질로, 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD) 또는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD) 등의 진공성막법에 의해서 형성되는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제 1 봉지층(138)은 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에서 발광된 빛을 투과시켜야 하므로, 가시광선 투과율 90% 이상의 투명성이 요구된다. 또한 제 1 봉지층(138) 형성 시 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에 손상을 주면 안되기 때문에 110℃이하로 증착되어야 한다.
제 1 봉지층(138)은 휨 특성 및 수분 침투 지연 성능을 고려할 때, 질화실리콘으로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5000Å 내지 15000Å의 두께를 가지는 질화 실리콘으로 형성되고, 또는 200Å 내지 1500Å의 두께를 가지는 산화 알루미늄으로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 특히 제 1 봉지층(138)을 산화알루미늄으로 형성하게되면, 질화실리콘보다 박형으로 구현가능하고, 더 우수한 휨 특성을 달성할 수 있다.
이물 보상층(140)은 유기물 계열로 형성된다. 이물 보상층(140)은 제 1 봉지층(138) 형성 시 유입된 이물 또는 파티클에 의한 제 1 봉지층(138)의 크랙(Crack)을 보상하는 기능을 수행한다. 이물 보상층(140)은 흐름성이 우수한 유기물로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 실리콘옥시카본(SiOCz), 아크릴(Acryl) 또는 에폭시(Epoxy) 계열의 레진(Resin)으로 형성되고, 보다 더 바람직하게는, 2μm 내지 20μm 두께의 점도가 500(센티 프와즈; cp) 내지 30000cp로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이물 보상층(140)은 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에서 발광된 빛을 투과시켜야 하므로, 우수한 투명성이 요구된다. 또한 이물 보상층(140) 형성 시 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에 손상을 주면 안되기 때문에 110℃이하로 증착되어야 한다.
이물 보상층(140)이 아크릴 또는 에폭시 계열의 레진으로 형성되는 경우, 슬릿 코팅(Slit Coating) 또는 스크린 프린팅(Screen Printing) 공정으로 이물 보상층(140)이 형성될 수 있다. 특히 레진을 열경화하는 경우, 공정 온도는 섭씨 110°C 이하로 제어하는 것이 중요하다. 따라서 레진은 섭씨 110°C 이하에서 경화되는 특성을 갖는다.
이물 보상층(140)이 SiOCz로 형성되는 경우, CVD 공정으로 이물 보상층(140)이 형성될 수 있다. SiOCz는 무기물이나, 특정 조건하에서 유기물로 분류될 수 있다. 구체적으로 설명하면, SiOCz는 실리콘과 탄소의 원자 비율(C/Si) 비율에 따라 흐름성이 달라지게 된다. 예를 들어, SiOCz의 흐름성이 감소되면 무기물에 가까운 특성을 가지게 되므로 이물을 보상하는 성능이 저하되고, 흐름성이 증가되면 유기물에 가까운 특성을 가지게 되므로 이물을 보상하는 성능이 향상된다. 원소 비율 측정 결과에 따르면, C/Si 비율이 대략 1.05 이상이면 흐름성이 저하되고 C/Si비가 1.0 이하이면 흐름성이 증가되어 이물을 용이하게 보상할 수 있다. 따라서 C/Si 비율이 1.0 이하인 것이 이물 보상층(140)을 구현함에 있어서 바람직하다. 그리고 증착 공정 온도를 섭씨 60°C 이하로 제어하면, 흐름성이 보다 향상되어, 이물 보상층(140)의 평탄도가 우수하여, 이물보상층(140)이 이물을 용이하게 덮을 수 있다. 따라서 이물 보상층(140) 상면에 제 2 봉지층(142)이 평탄하게 형성될 수 있다. 특히 SiOCz로 이물 보상층(140)을 형성하면 투명 플렉서블 봉지부의 두께가 매우 얇게 구현될 수 있고, 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 두께가 저감되어 우수한 휨 특성을 달성할 수 있다.
제 2 봉지층(142)은 무기물 계열로 형성된다. 제 2 봉지층(142)은 질화실리콘(SiNx) 또는 산화알루미늄(Al2O3) 중 하나의 재질로, 화학 기상 증착법 또는 원자층 증착법등의 진공성막법에 의해서 형성되는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제 2 봉지층(142)은 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에서 발광된 빛을 투과시켜야 하므로, 가시광선 투과율 90% 이상의 투명성이 요구된다. 또한 제 2 봉지층(142) 형성 시 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에 손상을 주면 안되기 때문에 110℃이하로 증착되어야 한다.
제 2 봉지층(142)은 휨 특성 및 수분 침투 지연 성능을을 고려할 때, 질화실리콘으로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5000Å 내지 15000Å의 두께를 가지는 질화 실리콘으로 형성되고, 또는 200Å 내지 1500Å의 두께를 가지는 산화 알루미늄으로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 특히 제 2 봉지층(142)을 산화 알루미늄으로 형성하게 되면, 질화 실리콘보다 박형으로 구현가능하고, 더 우수한 휨 특성을 달성할 수 있다.
정리하면, 투명 플렉서블 봉지부(Encap)는 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에서 발광되는 빛을 투과시키는 투명성을 가지면서, 우수한 휨 특성을 가지는 동시에 우수한 수분 침투 지연 성능을 달성할 수 있다.
도 1을 참조하여, 제 2 플렉서블 기판(150) 상에 형성되는 컬러 필터(146) 및 블랙 매트릭스(148)에 대하여 설명한다.
제 2 플렉서블 기판(150)은 제 1 플렉서블 기판(110)과 동일한 재료로 구성될 수 있다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다. 추가적으로, 제 2 플렉서블 기판(150)은 위에서 설명한 투명 플렉서블 봉지부에 수분 및 산소가 투습되는 것을 더욱 지연시키기 위해서, 코폴리스터써모플라스틱일라스토머 (Copolyester Thermoplastic Elastomer) 및 싸이코올레핀코폴리머 (Cycoolefin Copolymer) 중 어느 하나의 재료로 형성되는 것도 가능하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 그리고 제 2 플렉서블 기판(150)은 유기 발광층(142)에서 발광된 빛을 투과시켜야 하기 때문에, 광학적으로 투명한 성질을 가지면서, 광학적으로 등방성인 특성을 가지는 것이 바람직하다.
컬러 필터(146)는 적색 컬러 필터(146R), 녹색 컬러 필터(146G) 및 청색 컬러 필터(146B)를 포함한다. 적색 컬러 필터(146R)는 적색 유기 발광층(134R)과 중첩되도록 배치된다. 녹색 컬러 필터(146G)는 녹색 유기 발광층(134G)과 중첩되도록 배치된다. 청색 컬러 필터(146B)는 청색 유기 발광층(134B)과 중첩되도록 배치된다. 블랙 매트릭스(148)는 뱅크(132)와 중첩되도록 배치된다.
컬러 필터(146)는 2μm 내지 4μm 두께로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.5μm두께로 형성된다.
적색 컬러 필터(146R)는 가시광선 파장에서 적색 파장을 투과시키고 나머지 가시광선 파장은 흡수한다. 적색 컬러 필터(146R)는 적색 유기 발광층(134R)과 중첩되도록 배치된다. 이러한 구성에 의하면 적색 유기 발광층(134R)에서 발광된 빛은 적색 컬러 필터(146R)를 투과하게 되고, 녹색 컬러 필터(146G) 및 청색 컬러 필터(146B)에서 흡수된다. 또한 외부로부터 적색 컬러 필터(146R)로 입사되는 외광 중 적색 컬러 필터에 대응되는 파장 대역은 흡수되기 때문에, 외광 명암비(Ambient contrast ratio)를 향상시킬 수 있다.
녹색 컬러 필터(146G)는 가시광선 파장에서 녹색 파장을 투과시키고 나머지 가시광선 파장은 흡수한다. 녹색 컬러 필터(146G)는 녹색 유기 발광층(134G)과 중첩되도록 배치된다. 이러한 구성에 의하면 녹색 유기 발광층(134G)에서 발광된 빛은 녹색 컬러 필터(146G)를 투과하게 되고, 적색 컬러 필터(146R) 및 청색 컬러 필터(146B)에서 흡수된다. 또한 외부로부터 녹색 컬러 필터(146G)로 입사되는 외광 중 녹색 컬러 필터에 대응되는 파장 대역은 흡수되기 때문에, 외광 명암비(Ambient contrast ratio)를 향상시킬 수 있다.
청색 컬러 필터(146B)는 가시광선 파장에서 청색 파장을 투과시키고 나머지 가시광선 파장은 흡수한다. 청색 컬러 필터(146B)는 청색 유기 발광층(134B)과 중첩되도록 배치된다. 이러한 구성에 의하면 청색 유기 발광층(134B)에서 발광된 빛은 청색 컬러 필터(146B)를 투과하게 되고, 적색 컬러 필터(146R) 및 녹색 컬러 필터(146G)에서 흡수된다. 또한 외부로부터 청색 컬러 필터(146B)로 입사되는 외광 중 청색 컬러 필터에 대응되는 파장 대역은 흡수되기 때문에, 외광 명암비(Ambient contrast ratio)를 향상시킬 수 있다.
블랙 매트릭스(148)는 가시광선 파장을 전체적으로 흡수한다. 즉, 컬러 필터(146) 및 블랙 매트릭스(148) 구성에 따르면, 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에서 발광되는 빛을 투과시키는 동시에 외광을 흡수하여 외광 명암비를 향상시킬 수 있다. 즉 원편광판이 없더라고, 우수한 외광 명암비를 달성할 수 있다. 또한, 두께가 대략 150μm인 원편광판을 제거할 수 있기 때문에, 우수한 휨 특성을 달성할 수 있다.
접착층(144)은 제 1 플렉서블 기판(110) 상에 형성된 투명 플렉서블 봉지부(Encap) 및 제 2 플렉서블 기판(150) 상에 형성된 컬러 필터(146)를 접착한다. 접착층(144)은 투광성 및 접착성을 갖는 필름 또는 레진 형태로 구성되는 것이 바람직하고, 5μm 내지 15μm의 두께로 형성되고, 올레핀(Olefin) 계열, 아크릴(Acrylic) 계열 및 실리콘(Silicon) 계열 중 어느 하나의 재료로 형성된다. 바람직하게는 접착층(144)은 소수성을 띠는 올레핀 계열의 수분 침투 지연 재료로 형성된다.
이상 도 1에서 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 단면의 구성에 대해서 설명하였다.
이하 도 1에서 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 광학적 특성에 대해서 자세히 설명한다.
다시 도 1을 참조하여 녹색 유기 발광층(134R, 134G, 134B)을 예를 들어 설명한다. 위에서 설명한 구성에 따르면, R영역은 적색 발광층(134R) 및 인접한 뱅크(132)에 의해서 난반사된 적색 광이 적색 컬러 필터(146R)를 투과하게된다. 그리고 G영역은 녹색 발광층(134G) 및 인접한 뱅크(132)에 의해서 난반사된 녹색 광이 녹색 컬러 필터(146G)를 투과하게된다. 그리고 B영역은 청색 발광층(134B) 및 인접한 뱅크(132)에 의해서 난반사된 청색 광이 청색 컬러 필터(146B)를 투과하게된다.
녹색 유기 발광층(134G)에서 발광된 빛은 녹색 가시광선 대역의 파장의 빛이다. 발광된 빛의 일부는 제 1 전극(130)의 배면에 형성된 반사판에 반사되어 녹색 컬터 필터(146G) 방향으로 발광하고, 발광된 빛의 다른 일부는 직접 컬러 필터(146G) 방향으로 발광하고, 발광된 빛의 또 다른 일부는 컬러 필터(146)의 계면에서 반사되어 뱅크(132)로 입사되거나 제 2 전극(136)에 의해서 컬러 필터(146) 방향으로 반사된다. 즉, 녹색 유기 발광층(134G)에서 발광된 빛의 일부는 내부에서 다양한 경로를 통해서 산란된다.
그리고 뱅크(132)에 입사된 빛은 산란 소자(133)에 의해서 난반사된다. 즉 녹색 유기 발광층(134G) 주변의 뱅크(132)는 산란 소자(133)에 의해서 녹색으로 발광하게 된다. 이렇게 난반사된 빛의 일부는 녹색 컬러 필터(146G)를 통해서 나가게 된다. 즉 난반사된 빛은 산란 소자(133)에 의해서 재활용된 빛이다. 게다가 뱅크(132)에서 난반사 되는 빛은 녹색 빛이기 때문에 적색 컬러 필터(146R) 및 청색 컬러 필터(146B)에서 흡수되어 표시 영상의 품질을 저하하지도 않는다.
이러한 구성에 따르면, 블랙 매트릭스(148)에 의해서 발생되는 시야각 저하 문제도 개선될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 블랙 매트릭스(148)와 녹색 유기 발광층(134G) 사이의 간격에 의해서 시야각은 감소한다. 하지만 녹색 유기 발광층(134G)에 인접한 뱅크(132)가 난반사를 하면, 실질적으로 녹색 유기 발광층(134G)의 발광 영역이 넓어지는 효과가 있기 때문에, 시야각이 증가할 수 있다.
이상 녹색 유기 발광층(134G)를 예를 들어 본 발명의 일 실시예에 대해서 설명하였으나, 적색 유기 발광층(134R) 및 청색 유기 발광층(134B)에서 발광되는 빛은 녹색 유기 발광층(134G)에서 설명된 내용과 실질적으로 동일하기 때문에, 이하 중복되는 설명은 생략한다. 이하 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 설명한다. 플렉서블 유기 발광 표시 장치(200)에서 반사판(202)이 블랙 매트릭스(148) 상에 형성된다. 반사판(202)은 유기 발광층(134R, 134G, 134B)에서 블랙 매트릭스(148)로 향하는 빛의 일부를 뱅크(132) 방향으로 반사시킬 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 도 1에 도시되는 본 발명의 일 실시예에 비해서, 뱅크(132) 영역에서 난반사 되는 빛이 더 증가될 수 있는 추가적인 효과가 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치(200)는 앞서 설명한 부분을 제외하면 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)와 동일하므로, 이하 중복되는 내용에 대해서 설명을 생략한다.
이하 도 3을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 설명한다. 플렉서블 유기 발광 표시 장치(300)의 뱅크(132) 상에는 복수의 산란 소자(133)를 포함한 스페이서(304)가 형성된다. 스페이서(304)는 바람직하게 1.5μm 내지 2.5μm 높이로 형성되고, 보다 바람직하게는, 2μm로 형성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
블랙 매트릭스(348)는 난반사를 발생시키기 용이하도록, 편평하지 않은 형상을 가지도록 형성된다. 반사판(302)은 편평하지 않은 블랙 매트릭스(348) 상에 형성되어, 편평하지 않은 면을 따라 컨포멀(conformal)하게 형성된다.
이러한 구성에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에 비해서, 뱅크(132) 영역에서 난반사 되는 빛이 더 균일해질 수 있는 추가적인 효과가 있다. 특히 플렉서블 유기 발광 표시 장치(300)가 휠 때, 휨의 정도에 따라 빛이 반사되는 방향성이 생기는 정도가 저감될 수 있다. 게다가, 스페이서(304)에 의해서 증가된 높이에 대응되어, 시야각이 더 증가될 수 있는 효과도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치(300)는 앞서 설명한 부분을 제외하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(200)와 동일하므로, 이하 중복되는 내용에 대해서 설명을 생략한다.
이하 도 4를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 설명한다. 플렉서블 유기 발광 표시 장치(400)의 뱅크(432)는 편평하지 않은 면을 가지도록 형성된다. 편평하지 않은 면은 헤이즈(haze), 굴곡 또는 요철 중 적어도 하나의 형상을 가지도록 형성된다.
이러한 구성에 따르면, 산란 소자(133)가 없더라도, 뱅크(432) 영역에서 난반사가 용이하게 발생될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치(400)는 앞서 설명한 부분을 제외하면 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)와 동일하므로, 이하 중복되는 내용에 대해서 설명을 생략한다.
이하 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 설명한다. 플렉서블 유기 발광 표시 장치(500)의 뱅크(532) 및 스페이서(504)는 편평하지 않은 면을 가지도록 형성된다. 편평하지 않은 면은 헤이즈, 굴곡 또는 요철 중 적어도 하나의 형상을 가지도록 형성된다. 뱅크(532) 및 스페이서(504)의 접촉면은 편평하게 형성될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 산란 소자(133)가 없더라도, 뱅크(532) 및 스페이서(504) 영역에서 난반사가 용이하게 발생될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치(500)는 앞서 설명한 부분을 제외하면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(300)와 동일하므로, 이하 중복되는 내용에 대해서 설명을 생략한다.
이하 도 6를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 설명한다. 플렉서블 유기 발광 표시 장치(600)의 뱅크(632)는 편평하지 않은 면을 가지도록 형성되면서 산란 소자(133)를 포함 한다.
이러한 구성에 따르면, 산란 소자(133) 및 편평하지 않은 면에 의해서 난반사가 용이하게 발생될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치(600)는 앞서 설명한 부분을 제외하면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(400)와 동일하므로, 이하 중복되는 내용에 대해서 설명을 생략한다.
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 이해해야만 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.
100, 200, 300, 400, 500, 600: 플렉서블 유기 발광 표시 장치
110: 제 1 플렉서블 기판
112: 멀티 버퍼층
114: 액티브층
116: 게이트 절연막
118: 게이트 전극
120: 층간 절연막
121: 제 1 컨택홀
122: 박막 트랜지스터 절연막
124: 소스 전극
126: 드레인 전극
128: 평탄화층
129: 제 2 컨택홀
130: 제 1 전극
131: 제 1 전극 반사판
132, 432, 532, 632: 뱅크
133: 산란 소자
134R: 적색 유기 발광층
134G: 녹색 유기 발광층
134B: 청색 유기 발광층
136: 제 2 전극
138: 제 1 봉지층
140: 이물 보상층
142: 제 2 봉지층
144: 접착층
146: 컬러 필터
146R: 적색 컬러 필터
146G: 녹색 컬러 필터
146B: 청색 컬러 필터
148, 348: 블랙 매트릭스
150: 제 2 플렉서블 기판
202, 302: 반사판
304, 504: 스페이서
110: 제 1 플렉서블 기판
112: 멀티 버퍼층
114: 액티브층
116: 게이트 절연막
118: 게이트 전극
120: 층간 절연막
121: 제 1 컨택홀
122: 박막 트랜지스터 절연막
124: 소스 전극
126: 드레인 전극
128: 평탄화층
129: 제 2 컨택홀
130: 제 1 전극
131: 제 1 전극 반사판
132, 432, 532, 632: 뱅크
133: 산란 소자
134R: 적색 유기 발광층
134G: 녹색 유기 발광층
134B: 청색 유기 발광층
136: 제 2 전극
138: 제 1 봉지층
140: 이물 보상층
142: 제 2 봉지층
144: 접착층
146: 컬러 필터
146R: 적색 컬러 필터
146G: 녹색 컬러 필터
146B: 청색 컬러 필터
148, 348: 블랙 매트릭스
150: 제 2 플렉서블 기판
202, 302: 반사판
304, 504: 스페이서
Claims (17)
- 복수의 화소가 형성된 제 1 플렉서블 기판; 및
상기 복수의 화소에 대응되도록 형성된 서브 컬러 필터가 형성된 제 2 플렉서블 기판을 포함하고,
상기 복수의 화소에 대응하는 컬러 필터가 형성된 제2 플렉서블 기판을 포함하고,
상기 복수의 화소는, 복수의 박막 트랜지스터, 상기 복수의 박막 트랜지스터 상에 형성된 평탄화층, 상기 평탄화층 상에 패터닝된 제 1 전극, 상기 패터닝된 제 1 전극의 외곽에 일부 중첩되고 난반사가 발생되도록 형성된 뱅크, 상기 제 1 전극 상에 형성된 유기 발광층 및 상기 유기 발광층 및 상기 뱅크 상에 형성된 제 2 전극을 포함하고,
상기 서브 컬러 필터는 적어도 적색, 녹색 및 청색 서브 컬러 필터를 포함하고, 상기 서브 컬러 필터와 서브 컬러 필터 사이에 형성된 블랙 매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
복수의 산란 소자를 더 포함하고, 상기 복수의 산란 소자는 상기 뱅크 내에 분산된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치. - 제 2 항에 있어서,
스페이서를 더 포함하고, 상기 스페이서는 상기 뱅크상에 배치되고, 상기 복수의 산란 소자는 상기 스페이서 내에 분산된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 뱅크의 상면은 헤이즈(haze), 굴곡 또는 요철 중 적어도 하나의 형상을 가지도록 형성되어, 난반사가 발생되도록 형성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치. - 제 4 항에 있어서,
스페이서를 더 포함하고, 상기 스페이서의 상면은 편평하지 않도록 형성되어, 난반사가 발생되도록 형성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 뱅크와 상기 스페이서의 접촉면은 편평하게 형성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 화소는 적어도 적색, 녹색 및 청색 파장을 각각 발광하도록 형성된 복수의 서브 화소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소의 각각의 상기 유기 발광층은 서로 상이한 발광 파장 대역을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 각각은 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터 각각에 대응되도록 배치되고, 상기 뱅크는 상기 블랙 매트릭스와 대응되도록 배치된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스 상에 배치된 반사판을 더 포함하고,
상기 반사판은 상기 복수의 화소로부터 발광되는 빛을 반사하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
- 제 10 항에 있어서,
투명 접착층을 더 포함하고,
상기 투명 접착층은 상기 제 1 플렉서블 기판 및 상기 제 2 플렉서블 기판을 접착하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
- 제 1 플렉서블 기판;
상기 제 1 기판 상에 형성된 복수의 박막 트랜지스터;
상기 복수의 박막 트랜지스터 상에 형성된 평탄화층;
상기 평탄화층 상에 형성된 제 1 전극;
상기 제 1 전극 상에 형성된 유기 발광층;
상기 유기 발광층 상에 형성된 제 2 전극;
상기 제 1 전극의 외곽을 일부 중첩하도록 형성된 뱅크;
상기 제1 플렉서블 기판에 대향하는 제 2 플렉서블 기판;
상기 제 2 플렉서블 기판 아래에 형성된 블랙 매트릭스;
상기 블랙 매트릭스 아래에 형성된 반사판; 및
상기 블랙 매트릭스 아래에 형성된 컬러 필터를 포함하고,
상기 반사판은 상기 유기 발광층에서 발광된 빛을 반사하도록 형성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 편평하지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 반사판은 상기 블랙 매트릭스의 편평하지 않은 면을 따라 형성되어, 난반사가 발생되도록 형성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치. - 제 14항에 있어서,
복수의 산란 소자를 더 포함하고, 상기 복수의 산란 소자는 상기 뱅크 내에 분산된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치. - 제 15항에 있어서,
스페이서를 더 포함하고, 상기 복수의 산란 소자는 상기 스페이서 내에 분산된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치. - 제 15항에 있어서,
상기 뱅크의 상면은 편평하지 않도록 형성되어, 난반사가 발생되도록 형성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
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