KR20190054723A - Electroluminescence display device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전계발광 표시장치에 관한 것으로, 전사반사를 이용한 광경로를 형성하여 광효율을 향상시킬 수 있는 전계발광 표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an electroluminescent display device, and more particularly, to an electroluminescent display device capable of improving optical efficiency by forming an optical path using transflective reflection.
근래, 공액고분자(conjugate polymer)의 하나인 폴리(p-페닐린비닐린)(PPV)을 이용한 전계 발광장치가 개발된 이래 전도성을 지닌 공액고분자와 같은 유기물에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 유기물을 박막트랜지스터(Thin Film Transistor), 센서, 레이저, 광전소자 등에 응용하기 위한 연구도 계속 진행되고 있으며, 그 중에서도 전계발광 표시장치에 대한 연구가 가장 활발하게 진행되고 있다.Recently, an electroluminescent device using poly (p-phenylenevinylene) (PPV), which is one of conjugate polymers, has been developed and research on organic materials such as conjugated polymers having conductivity has been actively conducted. Studies for applying such organic materials to thin film transistors (TFTs), sensors, lasers, photoelectric elements, etc. have been continuing, and researches on electroluminescent display devices have been actively conducted.
인광물질(phosphors) 계통의 무기물로 이루어진 전계발광 표시장치의 경우 구동 전압이 교류 200V 이상 필요하고 소자의 제작공정이 진공증착으로 이루어지기 때문에 대형화가 어렵고 특히 청색발광이 어려울 뿐만 아니라 제조가격이 높다는 단점이 있다. 그러나, 유기물로 이루어진 전계발광 표시장치는 뛰어난 발광효율, 대면적화의 용이화, 공정의 간편성, 특히 청색발광을 용이하게 얻을 수 있다는 장점과 함께 휠 수 있는 전계발광 표시장치의 개발이 가능하다는 점 등에 의하여 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.In the case of an electroluminescence display device made of a phosphorescent inorganic material, since the driving voltage is required to be 200 V or more in AC and the manufacturing process of the device is made by vacuum deposition, it is difficult to increase the size, . However, the electroluminescent display device made of an organic material has advantages in that it can develop an electroluminescent display device that can exhibit excellent luminescence efficiency, easiness of face-to-face, simplicity of process, especially blue light emission, It is popular as a next generation display device.
현재에는 액정표시장치와 마찬가지로 각 화소(pixel)에 능동형 구동소자를 구비한 액티브 매트릭스(Active Matrix) 전계발광 표시장치가 표시장치(Panel Display Device)로서 활발히 연구되고 있다.Currently, an active matrix electroluminescent display device having an active driving element in each pixel is actively studied as a panel display device in the same manner as a liquid crystal display device.
그러나, 상기와 같은 전계발광 표시장치는 발광층에서 발광되는 광의 약 20%만이 외부로 출력되고 약 80%의 광은 손실되므로, 광추출효율이 낮다는 단점이 있었다.However, in the electroluminescent display device described above, only about 20% of the light emitted from the light emitting layer is output to the outside, and about 80% of the light is lost, so that the light extraction efficiency is low.
본 발명은 출력되는 광의 경로를 변경하여 계면에서의 광손실을 최소화할 수 있는 전계발광 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an electroluminescent display device capable of minimizing light loss at an interface by changing the path of output light.
본 발명의 일관점에 따른 전계발광 표시장치는 제1전극 및 제2전극, 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 배치된 발광층으로 이루어진 발광소자와, 발광소자의 출력측에 배치되며, 발광소자의 내부의 광을 전반사시키는 광통로를 구비한 광경로제어층을 포함한다. An electroluminescent display device according to one aspect of the present invention includes: a light emitting element formed of a first electrode and a second electrode, a first electrode, and a light emitting layer disposed between the second electrode and a light emitting element disposed on an output side of the light emitting element, And an optical path control layer having a light path for totally reflecting light inside.
본 발명의 다른 관점에 따른 전계발광 표시장치는 트랜지스터를 포함하는 제1기판과, 트랜지스터 상에 배치되며, 제1전극, 발광층, 및 제2전극을 포함하는 발광소자와, 발광소자 상에 배치되는 제2기판과, 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되며. 발광소자의 내부의 광을 전반사시키는 광경로제어층을 포함한다.According to another aspect of the present invention, an electroluminescent display includes a first substrate including a transistor, a light emitting element disposed on the transistor, the light emitting element including a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode, A second substrate, and a first substrate and a second substrate. And an optical path control layer for totally reflecting the light inside the light emitting element.
본 발명은 발광층을 포함하는 발광소자의 출력측에 저굴절률의 제1영역과 고굴절률의 제2영역으로 이루어진 광경로제어층을 구비함으로써, 광경로제어층을 통해 외부로 출력되어 다른 층으로 입사되는 광의 입사각을 계면의 임계각 이하로 감소시킬 수 있으므로, 계면에서의 광의 반사 및 굴절을 최소화하여 계면에서의 광굴절 및 반사에 의한 광손실을 최소화할 수 있다.The present invention provides an optical path control layer having a first region of low refractive index and a second region of high refractive index on the output side of a light emitting device including a light emitting layer and is then output to the outside through the optical path control layer, The angle of incidence of light can be reduced to a critical angle or less of the interface so that reflection and refraction of light at the interface can be minimized and light loss due to light refraction and reflection at the interface can be minimized.
그리고, 본 발명은 광이 출력되는 측에 광경로제어층을 구비함으로써, 층들 사이의 계면으로 임계각 이상으로 입사되는 광의 경로를 변경하여 입사각을 임계각 이하로 변경함으로써 계면에서의 굴절에 의한 광손실을 최소화할 수 있다.In the present invention, the optical path control layer is provided on the side from which light is outputted, thereby changing the path of light incident on the interface between the layers at a critical angle or more to change the incident angle to a critical angle or less, Can be minimized.
그리고, 본 발명은 광경로제어층을 필름형태로 형성하여 전계발광 표시장치에 부착할 수 있으므로, 공정이 단순화되고, 표시장치의 제조비용이 저감될 수 있다.In addition, since the optical path control layer can be formed in the form of a film and attached to the electroluminescence display device, the present invention can simplify the process and reduce the manufacturing cost of the display device.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전계발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전계발광 표시장치의 광경로제어층의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 광경로제어층의 광의 전파를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전계발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 전계발광 표시자치의 제조방법을 나타내는 플로우챠ㅌ.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 따른 전계발광 표시장치의 제조방법을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 광경로제어층의 구조를 나타내는 사시도.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제2실시예에 따른 전계발광 표시장치의 광경로제어층을 나타내는 평면도.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 전계발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 전계발광 표시장치를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view illustrating a structure of an electroluminescent display device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a plan view of an optical path control layer of an electroluminescent display device according to a first embodiment of the present invention.
3 is a view showing propagation of light of an optical path control layer according to the present invention;
4 is a cross-sectional view illustrating a structure of an electroluminescent display device according to a first embodiment of the present invention.
5 is a flow chart showing a method of manufacturing an electroluminescent display device according to the present invention.
6A to 6E are views showing a method of manufacturing an electroluminescent display device according to the present invention.
7 is a perspective view showing a structure of an optical path control layer according to the present invention.
8A to 8C are plan views showing an optical path control layer of an electroluminescent display device according to a second embodiment of the present invention.
9 is a sectional view showing a structure of an electroluminescent display device according to a third embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view illustrating an electroluminescent display device according to a third embodiment of the present invention.
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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 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 언급한 '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.The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, and the like disclosed in the drawings for describing the embodiments of the present invention are illustrative, and thus the present invention is not limited thereto. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. In the case where the word 'includes', 'having', 'done', etc. are used in this specification, other parts can be added unless '~ only' is used. Unless the context clearly dictates otherwise, including the plural unless the context clearly dictates otherwise.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the constituent elements, it is construed to include the error range even if there is no separate description.
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.In the case of a description of the positional relationship, for example, if the positional relationship between two parts is described as 'on', 'on top', 'under', and 'next to' Or " direct " is not used, one or more other portions may be located between the two portions.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, if the temporal relationship is described by 'after', 'after', 'after', 'before', etc., May not be continuous unless they are not used.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.The first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may be the second component within the technical spirit of the present invention.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.It is to be understood that each of the features of the various embodiments of the present invention may be combined or combined with each other, partially or wholly, technically various interlocking and driving, and that the embodiments may be practiced independently of each other, It is possible.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
일반적으로 전계발광 표시장치의 광효율이 낮은 이유는 다음과 같은 원에 기인한다.Generally, the reason why the light efficiency of the electroluminescence display device is low is as follows.
첫째, 전계발광 표시장치 내부의 도파관 현상에 의해 광효율이 저하된다. 전계발광 표시장치는 서로 다른 굴절률을 가진 복수의 층으로 구성된다. 따라서, 발광층으로부터 발광된 광이 복수의 광을 통해 외부로 출력될 때, 복수의 층 사이의 계면에서는 굴절률 차이로 일정 각도로 굴절되어 전파된다. 예를 들면, 층의 계면으로 입사되는 광의 입사각이 법선에 대해 임계각 이상으로 입사되는 경우, 입사광이 계면에서 반사되며, 이 반사된 광이 외부로 출력되지 못하고 층 내부를 따라 전파하게 된다. 따라서, 발광층에서 발광된 일부의 광이 외부로 출력되지 못하고 전계발광 표시장치의 내부에 갇히게 된다.First, the light efficiency is lowered due to the waveguide phenomenon in the electroluminescence display device. The electroluminescence display device is composed of a plurality of layers having different refractive indexes. Therefore, when the light emitted from the light emitting layer is output to the outside through a plurality of lights, the light is refracted and propagated at a certain angle due to the difference in refractive index at the interface between the plurality of layers. For example, when the incident angle of the light incident on the interface of the layer is greater than the critical angle with respect to the normal, the incident light is reflected at the interface, and the reflected light propagates along the inside of the layer without being output to the outside. Therefore, a part of light emitted from the light emitting layer can not be outputted to the outside, and is confined inside the EL display device.
둘째, 표면플라즈몬(surface plasmon)에 의해 전계발광 표시장치의 광효율이 저하된다. 표면플라즈몬은 금속박막에서 일어나는 전자들의 집단적인 진동에 의해 발생하는 파로 금속과 유전체 물질의 계면 사이를 따라 진행하는 파를 의미한다. 발광층에서 발광하는 광 중에서 가시광선 대역의 광의 전계가 표면플라즈몬과 짝이어져서 광흡수가 발생하여, 광의 상당 부분이 표면플라즈몬 형태로 손실된다.Second, the light efficiency of the electroluminescence display device is lowered by the surface plasmon. Surface plasmons are waves that propagate along the interface between a waveguide metal and a dielectric material caused by the collective oscillation of electrons in the metal film. The electric field of the light in the visible light band among the light emitted from the light emitting layer is paired with the surface plasmon, so that light absorption occurs, and a substantial part of the light is lost in the form of surface plasmon.
본 발명에서는 상기와 같은 전계발광 표시장치의 효율저하 원인 중에서 층과 층 사이의 굴절률 차이에 의한 효율저하를 방지하는 것이며, 이하 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.In the present invention, efficiency deterioration due to a difference in refractive index between layers and layers among the causes of reduction in efficiency of the electroluminescence display device is prevented, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전계발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a structure of an electroluminescent display device according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 전계발광 표시장치는 제1기판(110) 상에 형성된 제1전극(130) 및 제2전극(134)과, 상기 제1전극(130) 및 제2전극(134) 사이에 배치되어 신호가 인가됨에 따라 광을 발광하는 발광층(132)과, 상기 제2전극(134) 위에 배치되어 발광층(132)에서 출력되는 광의 경로를 제어하는 광경로제어층(150)과, 접착층(162)에 의해 상기 광경로제어층(150)에 부착되는 제2기판(160)으로 구성된다.1, an electroluminescent display device according to an embodiment of the present invention includes a
상기 전계발광 표시장치는 상부발광형(top emission) 표시장치로서, 발광층(133)에서 발광된 광이 상기 광경로제어층(150)을 통해 상부방향으로 출력된다. 상기 제1전극(130)은 양극(anode)으로서, Ca, Ba, Mg, Al, Ag과 같은 반사율이 좋은 금속 및 금속합금으로 구성되어 발광층(132)에 신호를 인가함과 동시에 발광층(132)으로부터 입사되는 광을 반사한다.The electroluminescence display device is a top emission display device in which light emitted from the light emitting layer 133 is output in an upward direction through the light
그리고, 상기 제1전극(130)은 발광층(132)에 신호를 인가하는 전극일 수 있으며, 발광층(132)에서 발광되어 하부방향으로 입사되는 광을 상부방향으로 반사하여 전계발광 표시장치의 광효율을 향상시키는 반사판일 수도 있다.The
따라서, 본 실시예에서는 제1전극(130)을 투명물질이나 반투명물질로 형성하고, 금속과 같이 반사율이 좋은 물질로 이루어진 반사층을 상기 제1전극(130)의 하부에 배치할 수도 있다.Therefore, in this embodiment, the
제2전극(134)은 음극(cathode)으로서, ITO(Indium Tin oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같이 투명한 금속산화물로 구성되어 발광층(132)에서 발광된 광과 제1전극(130)에서 반사된 광을 외부로 출력하여 영상을 표시하게 된다.The
발광층(132)은 R,G,B 단색광이 발광되는 단색 발광층일 수 있으며, 백색광이 발광되는 백색 발광층일 수 있다. 상기 발광층(132)이 백색 발광층일 경우, 상기 발광층(132)은 R,G,B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 유기물질이 혼합되어 형성되거나 R, G, B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 발광층이 적층되어 형성될 수 있으며, 발광층(132) 상부에는 컬러필터층이 구비될 수 있다. 그리고, 유기발광층(132)은 무기층으로 형성할 수도 있다. 예를 들면, 발광층은 퀀텀닷(quantum dot)일 수 있다.The
상기 발광층(132)은 제1전극(130) 및 제2전극(134)으로부터 전압이 인가됨에 따라 실제 광을 발광하는 발광층, 상기 발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층, 주입된 전자 및 정공을 유기층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층 등으로 구성될 수 있다.The
상기 광경로제어층(150)은 발광층(132)에서 발광되어 입사되는 광의 경로를 발광층(132)과 수직으로 상부방향으로 전파시켜 전계발광 표시장치의 광효율을 향상시키기 위한 것으로, 저굴률물질의 제1영역(151)과 고굴절률물질의 제2영역(153)으로 구성된다. 그리고, 상기 제1영역(151)은 상대적으로 굴절률이 낮은 고분자물질로 구성되고, 제2영역(153)은 제1영역(151) 더욱 높은 굴절률을 갖는 고분자물질로 구성된다.The light path control
예를 들어, 상기 제1영역(151)의 굴절률은 약 1.4 미만이고 제21영역(153)의 굴절률은 1.4 이상이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 고분자물질은 PMMA(polymethylmethacrylate), PVA(Poly Vinyl Alcohol), 포토아크릴(Photo Acryl), OCA(Optical Cleared Adhesive) 등일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the refractive index of the
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전계발광 표시장치의 광경로제어층(150)의 평면도이다. 전계발광 표시장치는 종횡으로 배열된 n×m개(여기서, n,m은 자연수)의 화소(P)로 구성되고 상기 광경로제어층(150)이 복수의 화소에 배치될 수 있으며, 도면에서는 3개의 화소(P)를 도시하였다.2 is a plan view of an optical path control
도 2에 도시된 바와 같이, 전계발광 표시장치의 각각의 화소(P)에 대응하는 광경로제어층(150)은 저굴절률의 제1영역(151) 및 상기 제1영역(151)에 복수개 형성된 제2영역(153)으로 구성된다. 그리고, 제1영역(151)은 화소(P) 전체 영역에 걸쳐, 예를 들면 전계발광 표시장치의 전체 영역에 걸쳐, 연속적으로 형성될 수 있으며, 상기 제2영역(153)은 제1영역(151) 내에 불연속적으로 배치될 수 있다.2, the optical path control
도면에서는 상기 제2영역(153)이 지름(d1)이 약 400nm이고 x,y방향으로 간격(d2,d3)이 약 20nm의 원통형상으로 이루어지지만, 상기 제2영역(153)이 이러한 특정 수치의 원통형상으로만 형성되는 것은 아니다. 상기 제2영역(153)은 광을 전파하는 통로의 역할을 하므로, 상기 제2영역(153)은 전계발광 표시장치의 해상도, 화소의 형상이나 크기 등과 같은 다양한 요인에 따라 다양한 형상 및 크기로 형성될 수 있다.Although the
그리고, 도 2에서와 같이, 상기 제2영역(153)이 화소(P)내에 매트릭스형상으로 규칙적으로 배열될 수 있으며, 상기 제2영역(153)이 화소(P)내에 불규칙하게 배열될 수도 있다.2, the
상기 광경로제어층(150)의 제2영역(153)은 제1영역(151)내에 상기 제1영역(151)에 의해 둘러싸인 원통형상(표시장치의 발광층(132)에서 외부로 연장되는)으로 구성되며, 원통형상이 입사되는 광을 전반사하여 외부로 출력시키는 도광판의 역할을 할 수 있으며, 이에 대해서 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The
도 3에 도시된 바와 같이, n1의 굴절률을 가진 제1영역(151) 내에는 n2의 굴절률을 가진 제2영역(153)이 형성되며, 상기 제2영역(153)은 제1영역(151)에 의해 둘러싸여 있다. 그리고, 제1영역(151)의 굴절률(n1)과 제2영역(153)의 굴절률(n2)은 n2>n1이다.3, a
상기 발광층(132)에서 발광되어 상기 제2영역(153)의 내부에서 제1영역(151)과 제2영역(153)의 계면으로 입사되는 광(a)은 제2영역(153)의 원통형상 벽면의 법선 기준으로 입사각이 임계각(θc) 이상이 되면 계면에서 전반사되어 발광층(132)에서 출력된 광이 상기 제2영역(153) 내부를 통해 전파된 후 표시장치의 외부로 출력된다. 그리고, 상기 제1영역(151)의 굴절률(n1) 및 제2영역(153)의 굴절률(n2)을 조절함으로써, 상기 제1영역(151)과 제2영역(153)의 계면에서의 임계각(θc)을 설정할 수 있다.The light a emitted from the
예를 들어, 스넬의 법칙에 의해 제2영역(153)의 굴절률(n2)과 제1영역(151)의 굴절률(n1)의 차이가 증가할수록 임계각(θc)이 작아지므로, 제1영역(151)과 제2영역(153)의 계면에서 전반사되는 각도가 증가하게 된다. n2가 n1의 2배인 경우 임계각(θc)이 30도이므로 30도 이상의 각도로 입사되는 광은 모두 제1영역(151)과 제2영역(153)의 계면에서 전반사되며, n2가 n1의 3배인 경우 임계각(θc)이 19.47도이므로 19.47도 이상의 각도로 입사되는 광은 모두 제1영역(151)과 제2영역(153)의 계면에서 전반사되어, 표시장치의 외부로 전파되어 출력된다.For example, according to Snell's law, as the difference between the refractive index n2 of the
상기 발광층(132)에서 발광되어 광경로제어층(150)의 제1영역(151)에서 제2영역(153)으로 θ1의 각도로 입사되는 광(b)은 제1영역(151)과 제2영역(153)의 계면에서 굴절되어 θ2의 각도로 제2영역(153) 내부로 전파되며, 상기 제2영역(153)의 내부로 입사된 광은 제2영역(153)의 내부에서 전반사되어 표시장치의 외부로 출력된다.Light b emitted from the
이와 같이, 상기 광경로제어층(150)은 발광층(132)에서 발광되어 입사되는 모든 광이 도광판의 역할을 하는 제2영역(153)내에서 전파되므로, 상기 발광층(132)에서 발광된 광을 표시장치의 외부방향으로 직진시킬 수 있게 된다. 따라서, 표시장치의 외부로 출력되는 광이 복수의 층들의 계면(예를 들어, 광경로제어층(150)과 접착층(162) 사이의 계면, 접착층(162)과 제2기판(160) 사이의 계면, 제2기판(160)과 외부 공기층 사이의 계면)으로 입사될 때, 광의 입사각을 감소시킬 수 있으므로, 계면에서의 광굴절을 감소시킬 수 있다. 따라서, 출력되는 광이 표시장치의 각각의 층에서 굴절되어 출력되지 않고 층내부에서 손실되는 현상을 감소시킬 수 있다.Since the light path control
그리고, 상기 제2영역(153)은 광경로제어층(150)에서 광이 실질적으로 전파되는 통로의 역할을 할 수 있으므로, 상기 제2영역(153)을 광통로라고 칭할 수도 있다.The
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전계발광 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.4 is a view illustrating a structure of an electroluminescent display device according to a first embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1기판(110) 위에는 버퍼층(112)이 형성되며, 그 위에 구동박막트랜지스터가 배치된다. 상기 기판(110)은 유리와 같은 투명한 물질을 사용하지만, 폴리이미드(polyimide)와 같이 투명하고 플렉서블(flexible)한 플라스틱을 사용할 수도 있다. 그리고, 버퍼층(112)은 단일층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4, a
구동박막트랜지스터는 복수의 화소영역에 각각 형성된다. 상기 구동박막트랜지스터는 상기 버퍼층(112) 위의 화소영역에 형성된 반도체층(122)과, 상기 반도체층(122)의 일부 영역에 형성된 게이트절연층(123)과, 상기 게이트절연층(123) 위에 형성된 게이트전극(125)과, 상기 게이트전극(125)을 덮도록 기판(110) 전체에 걸쳐 형성된 층간절연층(114)과, 상기 층간절연층(114)에 형성된 제1컨택홀(114a)을 통해 반도체층(122)과 접촉하는 소스전극(127) 및 드레인전극(128)으로 구성된다. 그리고, 반도체층(122)은 층간절연층(114)에 형성된 제1컨택홀(114a)을 통해 소스전극(127)과 접촉될 수도 있다.The driving thin film transistor is formed in each of the plurality of pixel regions. The driving thin film transistor includes a
상기 반도체층(122)은 결정질 실리콘, 또는 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 산화물반도체로 형성할 수 있으며, 중앙영역의 채널층과 양측면의 도핑층으로 이루어져 소스전극(127) 및 드레인전극(128)이 상기 도핑층과 접촉한다.The
상기 게이트전극(125)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속으로 형성될 수 있으며, 게이트절연층(123) 및 층간절연층(114)은 SiOx나 SiNx와 같은 무기절연물질로 이루어진 단일층 또는 SiOx과 SiNx의 2층 구조의 무기층으로 이루어질 수 있다. 그리고, 소스전극(127) 및 드레인전극(128)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금으로 형성할 수 있다.The
그리고, 도면 및 상술한 설명에서는 구동 박막트랜지스터가 특정 구조로 구성되지만, 본 발명의 구동 박막트랜지스터가 도시된 구조에 한정되는 것이 아니라, 모든 구조의 구동 박막트랜지스터가 적용될 수 있다.In the drawings and the above description, the driving thin film transistor has a specific structure. However, the driving thin film transistor of the present invention is not limited to the illustrated structure, but a driving thin film transistor of any structure can be applied.
상기 구동박막트랜지스터가 형성된 기판(110)에는 제1보호층(116)이 형성된다. 제1보호층(116)은 포토아크릴과 같은 유기물질로 형성될 수 있다. 상기 제1보호층(116)에는 제2컨택홀(116a)이 형성된다.The
상기 제1보호층(116) 위에는 제2컨택홀(116a)을 통해 구동박막트랜지스터의 드레인전극(128)과 전기적으로 접속되는 제1전극(130)이 형성된다. 그리고, 상기 제1전극(130)은 Ca, Ba, Mg, Al, Ag 등과 같은 금속이나 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 이루어져 구동박막트랜지스터의 드레인전극(128)과 접속되어 외부로부터 화상신호가 인가된다.A
상기 제1전극(130) 위의 각 화소(P)의 경계에는 뱅크층(131)이 형성된다. 상기 뱅크층(131)은 일종의 격벽으로서, 각 화소(P)를 구획하여 인접하는 화소에서 출력되는 특정 컬러의 광이 혼합되어 출력되는 것을 방지할 수 있다. 도면에서는 상기 뱅크층(131)이 제1전극(130) 위에 형성되지만, 상기 뱅크층(131)이 제1보호층(116)에 형성되고 제1전극(130)이 상기 뱅크층(131) 위에 형성될 수도 있다.A
상기 제1전극(130) 및 뱅크층(131) 위에는 발광층(132)이 형성된다. 상기 발광층(132)은 R,G,B화소에 형성되어 적색광을 발광하는 R-발광층, 녹색광을 발광하는 G-발광층, 청색광을 발광하는 B-발광층일 수 있으며, 표시장치 전체에 걸쳐 형성되어 백색광을 발광하는 백색 발광층일 수 있다. 광층(132)이 백색 발광층인 경우, R,G,B 화소영역의 백색 발광층(132)의 상부 영역에는 R,G,B 컬러필터층이 형성되어 백색 발광층에서 발광되는 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광으로 변환시킨다. 백색 발광층은 R,G,B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 유기물질이 혼합되어 형성되거나 R, G, B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 발광층이 적층되어 형성될 수 있다. 발광층은 무기발광층으로 구성할 수도 있다. 예를 들면, 퀀텀닷(quantum dot)일 수 있다.A
발광층(132)에는 발광층뿐만 아니라 발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층과 주입된 전자 및 정공을 유기층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층 등이 형성될 수도 있다.The
상기 발광층(132) 위에는 제2전극(134)이 형성된다. 상기 제2전극(134)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oixde)와 같은 투명한 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.A
상기 제2전극(134) 위에는 기판(110) 전체에 걸쳐서 평탄화층(118)이 형성된다. 상기 평탄화층(118)은 포토아크릴과 같은 유기층, SiOx나 SiOx와 같은 무기층 및 유기층의 복수의 층으로 구성될 수 있다.A
상기 평탄화층(118) 위에는 광경로제어층(150)이 배치된다. 상기 광경로제어층(150)은 제1기판(110) 전체에 걸쳐서 형성된 저굴절률의 고분자물질로 이루어진 제1영역(151)과, 상기 제1영역(151)보다 높은 굴절률을 가진 고분자물질로 이루어지고 제1영역(151)에 불연속적으로 배치되는 제2영역(153)으로 구성되어, 발광층(132)에서 발광된 광의 경로를 변경하여 광이 상부방향으로 직진하도록 한다.A light path control
상기 발광층(132)에서 발광된 광은 상기 제2전극(134) 및 평탄화층(118)을 거쳐 상기 광경로제어층(150)으로 다양한 각도로 입사된다. 상기 제2영역(153)으로 입사된 광은 제2영역(153) 내부의 저굴절률의 제1영역(151)과 고굴절률의 제2영역(153)의 계면에서 전반사를 반복하면서 표시장치의 상부방향으로 전파된다. 그리고, 제1영역(151)으로 입사된 광은 저굴절률의 제1영역(151)과 고굴절률의 제2영역(153)의 계면에서 제2영역(153)으로 굴절되어 입사된 후, 상기 제2영역(153) 내부에서 전반사되어 상부방향으로 전파된다. 따라서, 발광층(132)에서 발광되어 상기 광경로제어층(150)으로 일정 각도의 입사각으로 입사되는 광이 상기 광경로제어층(150)을 투과하면서 입사각이 대폭 감소하여 출력하게 된다.Light emitted from the
상기 광경로제어층(150) 위에는 제2보호층(161)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제2보호층(161)은 유기층의 단일층, 유기층/무기층이나 무기층/유기층/무기층의 복수의 층으로 구성될 수 있다.The
상기 제2보호층(161) 위에는 접착층(162)이 도포되고 접착층(162) 위에 제2기판(160)이 배치되어 상기 제2기판(160)이 표시장치에 부착된다. 상기 접착층으로는 부착력이 좋고 내열성 및 내수성이 좋은 물질이라면 어떠한 물질을 사용할 수 있지만, 본 발명에서는 에폭시계 화합물, 아크릴레이트계 화합물 또는 아크릴계 러버과 같은 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 그리고, 상기 접착제로서 광경화성 수지를 사용할 수도 있으며, 이 경우 접착층에 자외선과 같은 광을 조사함으로써 접착층(162)을 경화시킨다.An
상기 접착층(162)은 제1기판(110) 및 제2기판(160)을 합착할 뿐만 아니라 상기 전계발광 표시장치 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하기 위한 봉지제의 역할도 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에서 도면부호 162의 용어를 접착제라고 표현하고 있지만, 이는 편의를 위한 것이며, 이 접착층을 봉지제라고 할 수도 있다.The
상기 제2기판(160)은 전계발광 표시장치를 봉지하기 위한 봉지캡(encapsulation cap)으로서, PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름 또는 PI(Polyimide)필름 등과 같은 보호필름을 사용할 수 있고 유리를 사용할 수도 있다.The
상기와 같은 구성의 전계발광 표시장치는 발광층(132) 상부에 광경로제어층(150)을 구비하여, 발광층(132)으로부터 발광되어 출력되는 광의 경로를 변경하여 전계발광 표시장치의 광추출효율을 향상시킨다.The electroluminescence display device having the above structure includes the light path control
기존의 발광층(132)에서 발광된 광이 다양한 각도로 상부방향으로 전파되므로, 발광층(132) 상부에 배치된 층들 사이의 계면에 입사되는 광 중에서 임계각 이상의 각도로 입사되는 광은 계면에서 굴절되어 상부방향으로 전파되지 않고 계면에서 전반사되어 해당 층을 따라 전파되어, 광손실이 발생하게 된다.The light emitted from the conventional
따라서, 본 발명에서는 상기 광경로제어층(150)에 의해 발광층(132)에서 발광되는 광이 발광층(132)의 수직방향으로 광경로가 변경되어 전파되므로, 상기 광경로제어층(150)을 투과하는 광이 대부분이 임계각 이하로 층들 사이의 계면으로 입사하게 된다. 따라서, 계면에서 전반사가 발생하지 않게 되므로, 발광층(132)에서 발광된 모든 광이 외부로 추출되어 광추출효율이 향상될 수 있다.Therefore, in the present invention, the light emitted from the
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전계발광 표시장치의 제조방법을 나타내는 플로우챠트이고 도 6a 내지-도 6e는 전계발광 표시장치의 제조방법을 나타내는 도면으로, 이를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 전계발광 표시장치의 제조방법을 설명한다.FIG. 5 is a flow chart showing a method of manufacturing an electroluminescent display device according to a first embodiment of the present invention. FIGS. 6A to 6E are views showing a method of manufacturing an electroluminescent display device, A method of manufacturing an electroluminescent display device according to one embodiment will be described.
도 5 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 유리나 플라스틱과 같은 제1기판(110)상에 SiOx나 SiNx 등의 무기물질을 적층하여 버퍼층(112)을 형성한다. 그리고, 상기 버퍼층(112)을 단일층 또는 복수의 층으로 형성할 수 있다. 이어서, 기판(110) 전체에 걸쳐 산화물반도체 또는 결정질 실리콘 등을 CVD법에 의해 적층한 후 식각하여 버퍼층(112)위에 반도체층(122)을 형성한다. 그리고, 결정질실리콘층은 결정질 실리콘을 직접 적층하여 형성할 수도 있고, 비정질실리콘을 적층한 후 레이저결정법 등과 같은 다양한 결정법에 의해 비정질물질을 결정화함으로써 형성할 수도 있다. 상기 결정질실리콘층의 양측면에는 n+ 또는 p+형 불순물을 도핑하여 도핑층을 형성한다.As shown in FIGS. 5 and 6A, an inorganic material such as SiOx or SiNx is laminated on a
그 후, 상기 반도체층(122) 위에 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 SiOx나 SiNx와 같은 무기절연물질을 적층하고 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법(sputtering process)에 의해 적층한 후, 무기절연물질과 금속을 한꺼번에 식각하여 게이트절연층(123) 및 게이트전극(125)을 형성한다. 그리고, 상기 게이트절연층(123)을 제1기판(110) 전체에 걸쳐서 적층하고 게이트전극(125)만을 식각할 수도 있다.Thereafter, an inorganic insulating material such as SiOx or SiNx is deposited on the
이어서, 상기 게이트전극(125)이 형성된 기판(110) 전체에 걸쳐 CVD법에 의해 무기절연물질을 적층하여 층간절연층(114)을 형성하고 상기 층간절연층(114)을 일부 영역을 식각하여 반도체층(122)의 양측면이 노출되는 제1컨택홀(114a)를 형성한다. An insulating
그 후, 제1기판(110) 전체에 걸쳐 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법에 의해 적층한 후 식각하여 표시영역에 제1컨택홀(114a)을 통해 반도체층(122)과 전기적으로 접속하는 소스전극(127) 및 드레인전극(128)을 형성하여 상기 제1기판(110) 위에 구동박막트랜지스터를 배치한다.Thereafter, an opaque metal having good conductivity such as Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al, or Al alloy is deposited on the
이어서, 도 5 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 소스전극(127) 및 드레인전극(128)이 배치된 제1기판(110)에 전체 걸쳐 포토아크릴과 같은 유기절연물질을 적층하여 제1보호층(116)을 형성하고 일부 영역을 식각하여 구동박막트랜지스터의 드레인전극(128)이 노출되는 제2컨택홀(116a)을 형성한다.5 and 6B, an organic insulating material such as photo-acryl is stacked over the entire surface of the
그 후, 도 5 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 제1기판(110) 전체에 걸쳐 Ca, Ba, Mg, Al, Ag와 같은 금속을 적층하고 식각하여 표시영역에 제2컨택홀(116a)을 통해 구동박막트랜지스터의 드레인전극(128)과 접속되는 제1전극(130)을 형성하고, 화소(P)의 경계영역에 화소를 구획하는 뱅크층(131)을 형성한다.5 and 6C, a metal such as Ca, Ba, Mg, Al, or Ag is deposited and etched on the entire surface of the
그리고, 상기 뱅크층(131)을 먼저 형성하고 제1전극(130)을 형성할 수도 있다.The
이어서, 상기 제1전극(130) 및 뱅크층(131) 위에 발광층(132)을 형성한 후, 발광층(132) 위에 ITO나 IZO와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링법에 의해 적층하고 식각하여 제2전극(134)을 형성함으로써, 발광소자를 배치한다.A
그 후, 도 5 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자 위에 평탄화층(118)을 형성한 후, 광경로제어층(150)을 준비한다. 이어서, 상기 발광소자가 형성된 제1기판(110)과 상기 광경로제어층(150)을 정렬한 후, 상기 광경로제어층(150)을 제1기판(110)에 부착하여 발광소자 상부에 광경로제어층(150)을 구비한다.5 and 6D, a
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 광경로제어층(150)은 필름형태로 구성될 수 있다. 즉, 상기 광경로제어층(150)은 표시장치의 2변과 동일한 길이(ℓ1,ℓ2)의 변을 가진 투명한 베이스필름(155) 상에 설정된 두께(t)의 제1굴절률의 고분자물질이 도포된 제1영역(151)과 제1굴절률보다 큰 제2굴절률의 고분자물질로 이루어져 상기 제1영역(151) 내에 서로 이격되어 배치되는 제2영역(153)으로 구성된다.As shown in FIG. 7, the light path control
상기 제1영역(151)의 두께(t)는 원통형상의 제2영역(153)의 두께와 동일하며, 상기 두께(t)는 일정한 각도로 비스듬히 입사되는 광을 제2영역(153) 내부에서 수회 전반사하여 발광층(132)의 표면과 수직방향으로 전파시킬 수 있을 정도로 설정된다. 따라서, 상기 제2영역(153)의 두께는 제1영역(151) 및 제2영역(153)의 굴절률 및 제2영역(153)의 지름 등에 따라 결정될 수 있다.The thickness t of the
필름형태의 광경로제어층(150)은 베이스필름(150)을 포함하는 전체가 제1기판(110)에 부착될 수 있고, 베이스필름(150)이 제거된 상태로 부착될 수도 있다.The optical path control
상기와 같이, 본 발명에서는 광경로제어층(150)을 필름형태로 형성한 후, 제1기판(110) 상기 필름을 부착함으로써 광경로제어층(150)을 형성하지만, 본 발명이 이러한 특정 방법에 한정되는 것이 아니라 다양한 방법이 가능하다.As described above, in the present invention, the optical path control
예를 들어, 본 발명에서는 평탄화층(118) 위에 제1굴절률을 갖는 물질(예를 들면, 고분자물질)을 도포하고 식각하여 원통형상의 홈이 형성된 제1영역(151)을 형성하고 제1굴절률보다 큰 제2굴절률을 갖는 물질(예를 들면, 고분자물질)을 상기 원통형상의 홈 내부에 도포하여 제2영역(153)을 구비한 광경로제어층(150)을 형성할 수도 있다.For example, in the present invention, a
그리고, 제2굴절률을 갖는 물질을 도포하고 식각하여 원통형상의 제2영역(153)을 평탄화층(118) 위에 형성하고, 제2굴절률보다 작은 제1굴절률을 갖는 물질을 상기 평탄화층(118) 위에 도포하여 제1영역(151)을 형성함으로써, 광경로제어층(150)을 형성할 수도 있다.Then, a material having a second refractive index is applied and etched to form a cylindrical
상기 광경로제어층(150)을 형성한 후, 도 5 및 도 6e에 도시된 바와 같이, 광경로제어층(150) 위에 유기물질 또는 유기물질/무기물질을 도포하여 제2보호층(161)을 형성하며, 이어서 상기 제2보호층(161) 위에 접착제를 도포하여 접착층(162)을 형성하고 접착층(162) 위에 유리나 필름과 같은 제2기판(160)을 위치시키고 압력을 인가한 상태에서 상기 접착층(162)을 경화함으로써 전계발광 표시장치를 완성한다.5 and 6E, after the light path control
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 전계발광 표시장치에 서로 다른 굴절률을 갖는 제1영역 및 제2영역을 형성하여, 상기 제2영역을 전반사에 의한 광경로로 형성함으로써, 발광층에서 발광된 광이 항상 표시장치의 외부 방향으로 직진하도록 함으로써 각종 층의 계면에서의 광굴절에 의한 광손실을 최소화할 수 있다.As described above, in the present invention, the first region and the second region having different refractive indexes are formed in the electroluminescence display device, and the second region is formed into an optical path by total internal reflection, so that light emitted from the light- It is possible to minimize the light loss due to the light refraction at the interfaces of the various layers by making the light guide plate move straight in the outward direction of the display device.
상술한 설명에서는 광경로를 형성하는 제2영역이 원통형상으로 구성되어, 표시장치의 화소영역에 매트릭스형상으로 복수개 배치되지만, 본 발명의 전계발광 표시장치의 전반사 광경로가 이러한 형상에 한정되는 것은 아니라 다양한 형태로 구성될 수 있다.In the above description, the second region for forming the optical path is formed in a cylindrical shape and a plurality of the regions are arranged in a matrix in the pixel region of the display device. However, the total reflection path of the electroluminescence display device of the present invention is limited to this shape But can be configured in various forms.
도 8a-내지 도 8c는 본 발명의 제2실시예에 따른 전계발광 표시장치의 광경로제어층을 나타내는 평면도이다.8A to 8C are plan views showing an optical path control layer of an electroluminescent display device according to a second embodiment of the present invention.
도 8a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 전계발광 표시장치에서는 광경로제어층(250)의 저굴절률의 제1영역(251)이 복수의 화소(P) 전체에 걸쳐 형성되며, 각각의 화소(P)에는 서로 다른 지름을 가진 복수의 고굴절률 제2영역(253a,253b)이 배치된다. 그리고, 상기 제2영역(253a,253b)은 원통형상으로 구성되며, 발광층에서 발광되는 광이 내부에서 전반사를 반복함으로써 상부방향으로 직진되어, 표시장치의 계면에서의 광굴절에 의한 광손실을 최소화할 수 있다.8A, in an electroluminescent display device according to an embodiment of the present invention, a
광경로제어층(250)의 제2영역(253a,253b)으로 입사된 광은 제2영역(253a,253b) 내부에서 전반사되어 외부로 전파될 뿐만 아니라 제1영역(251)으로 입사된 광도 제1영역(251)과 제2영역(253a,253b)의 계면에서 굴절되어 상기 제2영역(253a,253b)으로 입사된 후 내부에서 전반사되어 표시장치의 수직방향으로 전파된다.The light incident on the
그리고, 발광층에서 발광되어 제1영역(251)으로 입사되어 상기 제1영역(251)과 제2영역(253a,253b)의 계면으로 입사된 광중에서 법선과 임계각 이상의 입사각으로 입사된 광은 제1영역(251)과 제2영역(253a,253b)의 계면에서 제2영역(253a,253b)의 내부로 굴절되지 않고 계면에서 반사되어 제1영역(251)에서 전파된다. 따라서, 제1영역(251)에서 제1영역(251)과 제2영역(253a,253b)의 계면으로 입사된 광에서 일부의 광이 광경로가 변경되지 않고 여전히 표시장치의 계면에 임계각 이상이 입사각으로 입사되며, 이 광들이 외부로 출력되지 않게 되어 표시장치의 광효율 향상에 한계가 발생한다.Light incident on the
따라서, 전계발광 표시장치의 광효율을 향상시키기 위해서 화소영역의 광경로제어층(250)에서 제2영역(253a,253b)이 차지하는 비중을 최대화하여 해당 화소영역의 발광층에서 발광된 광이 최대한 제2영역(253a,253b)을 통해 전파되도록 하고 제2영역(251)을 통한 전파를 최소화하는 것이다.Therefore, in order to improve the light efficiency of the electroluminescence display device, the specific gravity occupied by the
전계발광 표시장치의 화소영역은 필요에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 화소영역 내에서 제2영역(253a,253b)의 비중을 최대화하기 위해서는 화소영역의 형상에 따라 제2영역(253a,253b)의 면적을 다르게 할 수 있다. 이 실시예에서는 화소(P) 내에 다양한 크기(지름)의 제2영역(253a,253b)을 형성함으로써 화소(P) 내의 제2영역(253a,253b)의 면적의 비중을 최대화할 수 있다.The pixel region of the electroluminescence display device may be formed in various shapes as required. Therefore, in order to maximize the specific gravity of the
그리고, 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 전계발광 표시장치는 광경로제어층(250)의 제2영역(253)을 화소(P)의 크기와 거의 동일(제2영역(253)의 지름이 화소(P)의 일변의 길이와 동일)하게 하여 해당 화소(P)의 발광층에서 발광된 광이 모두 하나의 제2영역(253)을 통해 전파되도록 함으로써, 광효율을 최대화할 수 있다.8B, the electroluminescent display device of the embodiment of the present invention has the
그리고, 도 8c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 전계발광 표시장치는 광경로제어층(250)의 제2영역(253a)을 화소(P)의 크기와 거의 동일하게 형성함과 동시에 원형상의 제2영역(253a)에 의해 커버되지 않는 화소(P)에 작은 지름의 제2영역(253b)을 형성함으로써 해당 화소(P)의 발광층에서 발광된 광이 모두 하나의 제2영역(253a,253b)을 통해 전파되도록 함으로써, 광효율을 최대화할 수 있다.8C, the electroluminescent display of the embodiment of the present invention is formed by forming the
사각형상의 화소(P)에 원통형상의 제2영역(253a)을 형성하는 경우, 사각형상과 원형상의 형상의 차이로 인해 화소(P)내에는 제2영역(253a)이 형성되지 않는 사각영역이 발생한다. 따라서, 이 구조의 전계발광 표시장치는 작은 지름의 제2영역(253b)을 배치함으로써 화소(P) 내에서 제2영역(253a,253b)이 차지하는 비중을 최대화할 수 있다. 그리고, 화소(P)가 사각형상이 아닌 다른 형상으로 형성되는 경우, 형상에 따라 작은 지름(253b)의 제2영역의 개수가 결정될 수 있다.When a cylindrical
이와 같이, 본 발명에 따른 전계발광 표시장치는 내부의 전반사에 의해 광의 경로를 결정하는 광경로제어층(250)의 제2영역은 화소(P)의 형상 및 면적 등과 같은 다양한 요인에 따라 다양한 형태 및 개수로 구성될 수 있다.As described above, the electroluminescent display device according to the present invention has a second region of the optical path control
도 9 및 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 전계발광 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다. 이 구조의 전계발광 표시장치는 하부방향으로 광을 출력하는 하부발광형(bottom emission) 표시장치이다. 그리고, 도 1 및 도 4에서 설명한 내용과 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.9 and 10 are views showing the structure of an electroluminescent display device according to a third embodiment of the present invention. An electroluminescent display device of this structure is a bottom emission display device that outputs light in a downward direction. The description of the same contents as those described in Figs. 1 and 4 will be omitted.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 투명한 유리나 플라스틱으로 이루어진 제1기판(310)의 버퍼층(312) 위에는 반도체층(322), 게이트절연층(323), 게이트전극(325), 소스전극(327) 및 드레인전극(328)으로 구성된 박막트랜지스터가 배치되며, 그 위에 제1보호층(316) 및 평탄화층(318)이 형성된다.9 and 10, a
상기 제1보호층(316)은 유기층으로 구성되거나 유기층 및 무기층의 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 상기 평탄화층(318)은 포토아크릴과 같은 유기층으로 구성될 수 있다.The
상기 평탄화층(318) 위에는 광경로제어층(350)이 배치된다. 상기 광경로제어층(350)은 제1굴절률의 고분자물질로 이루어진 제1영역(351)과, 상기 제1굴절률보다 큰 제2굴절률의 고분자물질로 이루어진 제2영역(353)으로 구성된다. 그리고, 상기 제1영역(351)은 표시장치 전체 영역에 걸쳐 형성되며, 원통형상의 불연속적인 제2영역(353)은 제1영역(351) 내에 규칙적 또는 불규칙적으로 배치되어 상기 광경로제어층(350)으로 입사되는 광을 상기 제2영역(353) 내에서 전반사시켜 표시장치와 수직방향으로 하부 출력함으로써, 제1기판(310)과 공기의 계면, 버퍼층(312)과 제1기판(310)의 계면, 층간절연층(314)과 버퍼층(312)의 계면, 보호층(316)과 층간절연층(314)의 계면, 평탄화층(318)과 층간절연층(316)의 계면에서의 광굴절에 의한 광손실을 최소화할 수 있다.On the
상기 제1보호층(316)과 평탄화층(318) 및 광경로제어층(350)에는 박막트랜지스터의 드레인전극(328)이 노출되는 제2컨택홀(316a)이 형성되고, 상기 광경로제어층(350) 위에는 제1전극(330)이 형성되어, 상기 제2컨택홀(316a)을 통해 상기 제1전극(330)이 드레인전극(328)에 전기적으로 접속된다. 그리고, 상기 화소영역의 경계영역에는 뱅크층(331)이 형성되며, 상기 제1전극(330) 및 뱅크층(331) 위에 발광층(332) 및 제2전극(334)이 형성된다.A
그리고, 제1전극(330)은 ITO나 IZO와 같은 투명한 금속산화물로 구성될 수 있으며, 제2전극(334)은 Ca, Ba, Mg, Al, Ag과 같은 반사율이 좋은 금속 및 금속합금으로 구성되어 발광층(332)에 신호를 인가함과 동시에 발광층(332)으로부터 입사되는 광을 반사한다. 또한, 상기 제2전극(334)을 불투명물질이나 투명물질로 형성하고 상기 제2전극(334) 위에 반사율이 좋은 금속으로 이루어진 반사층을 구비할 수도 있다.The
상기 발광층(332)은 제1전극(330) 및 제2전극(334)으로부터 전압이 인가됨에 따라 실제 광을 발광하는 발광층, 상기 발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층, 주입된 전자 및 정공을 발광층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층 등으로 구성될 수 있다. The
상기 제2전극(334) 위에는 제2보호층(334)이 도포되고 제2보호층(334) 위에 도포된 접착층(362)에 의해 제2기판(360)이 부착되어 전계발광 표시장치가 제작된다.The second
따라서, 본 발명의 실시예의 전계발광 표시장치는 발광층(332)에서 발광된 광이 출력되는 측에 광경로제어층(350)이 형성되어, 출력되는 광을 하부방향으로 수직 전파함으로써 각종 층들 사이의 굴절에 의한 광손실을 최소화하여 전계발광 표시장치의 광효율을 최대화할 수 있다.Therefore, in an electroluminescent display device of the present invention, the light path control
그리고, 본 발명의 전계발광 표시장치는 모바일 디바이스, 영상전화기, 스마트 와치(smart watch), 와치 폰(watch phone), 웨어러블 기기(wearable device), 폴더블 기기(foldable device), 롤러블 기기(rollable device), 벤더블 기기(bendable device), 플렉서블 기기(flexible device), 커브드 기기(curved device), 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), PDA(personal digital assistant), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 데스크탑 PC(desktop PC), 랩탑 PC(laptop PC), 넷북컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 네비게이션, 차량용 네비게이션, 차량용 표시장치, 텔레비전, 월페이퍼(wall paper) 표시장치, 노트북, 모니터, 카메라, 캠코더, 및 가전 기기 등에 적용될 수 있다.The electroluminescent display device of the present invention can be applied to various devices such as a mobile device, a video phone, a smart watch, a watch phone, a wearable device, a foldable device, a rollable device, device, a bendable device, a flexible device, a curved device, an electronic organizer, an electronic book, a portable multimedia player (PMP), a personal digital assistant (PDA) Medical devices, desktop PCs, laptop PCs, netbook computers, workstations, navigation, vehicle navigation, vehicle displays, televisions, wall paper displays, notebooks , A monitor, a camera, a camcorder, a home appliance, and the like.
본 발명은 아래와 같이 설명될 수 있다.The present invention can be described as follows.
본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 제1전극 및 제2전극, 제1전극 및 제2전극 사이에 배치된 발광층으로 이루어진 발광소자와, 발광소자의 출력측에 배치되며, 발광소자의 내부의 광을 전반사시키는 광통로를 구비한 광경로제어층을 포함한다.An electroluminescent display device according to an embodiment of the present invention includes a light emitting element including a first electrode and a second electrode, a light emitting layer disposed between the first electrode and the second electrode, and a light emitting element disposed on an output side of the light emitting element, And a light path control layer having a light path for totally reflecting the light of the light path.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 광경로제어층은 제1굴절률을 가지며, 발광소자 영역 전체에 걸쳐 형성된 제1영역과, 제1굴절률보다 큰 제2굴절률을 가지며, 제1영역 내에 형성되어 광통로를 형성하는 제2영역으로 이루어질 수 있다.According to another aspect of the present invention, an optical path control layer has a first refractive index, a first region formed over the entire region of the light emitting device, a second region having a second refractive index larger than the first refractive index, And a second region for forming the second region.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 광경로제어층은 제1영역 및 제2영역이 형성되는 베이스필름을 더 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the optical path control layer may further include a base film on which the first region and the second region are formed.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제2영역은 원통형상일 수 있다.According to another aspect of the present invention, the second region may be cylindrical.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1영역 및 제2영역은 고분자물질로 구성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the first region and the second region may be composed of a polymer material.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제2영역은 발광소자의 화소 내에 규칙적으로 복수 개 배치될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a plurality of the second regions may be regularly arranged in the pixels of the light emitting element.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제2영역은 발광소자의 화소 내에 불규칙적으로 복수 개 배치될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a plurality of the second regions may be irregularly arranged in the pixels of the light emitting element.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 화소 내에 배치되는 복수의 제2영역은 서로 다른 면적일 수 있다.According to another aspect of the present invention, the plurality of second regions disposed in the pixels may have different areas.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제2영역은 발광소자의 하나의 화소에 하나 배치될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the second region may be disposed in one pixel of the light emitting element.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 발광소자는 상부발광형일 수 있다.According to another aspect of the present invention, the light emitting element may be a top light emitting type.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 발광소자는 하부발광형일 수 있다According to another aspect of the present invention, the light emitting element may be a bottom emission type
본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 트랜지스터를 포함하는 제1기판과, 트랜지스터 상에 배치되며, 제1전극, 발광층, 및 제2전극을 포함하는 발광소자와, 발광소자 상에 배치되는 제2기판과, 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되며. 발광소자의 내부의 광을 전반사시키는 광경로제어층을 포함한다.An electroluminescent display according to an embodiment of the present invention includes a first substrate including a transistor, a light emitting element disposed on the transistor, the light emitting element including a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode, A second substrate, and a first substrate and a second substrate. And an optical path control layer for totally reflecting the light inside the light emitting element.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 광경로제어층은 발광소자 및 제2기판 사이에 배치될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the light path control layer may be disposed between the light emitting element and the second substrate.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 광경로제어층은 트랜지스터 및 제1전극 사이에 배치될 수 있다.According to another aspect of the present invention, an optical path control layer may be disposed between the transistor and the first electrode.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 광경로제어층은 제1굴절률을 가지는 제1영역, 및 제1굴절률보다 큰 제2굴절률을 가지며, 제1영역에서 광통로를 포함하는 제2영역으로 이루어질 수 있다.According to another aspect of the present invention, the optical path control layer may comprise a first region having a first refractive index, and a second region having a second refractive index greater than the first refractive index and including a light path in the first region .
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.While a great many are described in the foregoing description, it should be construed as an example of preferred embodiments rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the invention should not be construed as limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims and the claims.
122 : 반도체층
125 : 게이트전극
127 : 소스전극
128 : 드레인전극
130,134 : 전극
132 : 발광층
150 : 광경로제어층
151 : 제1영역
153 : 제2영역
122: semiconductor layer 125: gate electrode
127: source electrode 128: drain electrode
130, 134: electrode 132:
150: light path control layer 151: first region
153: second area
Claims (15)
상기 발광소자의 출력측에 배치되며, 상기 발광소자의 내부의 광을 전반사시키는 광통로를 구비한 광경로제어층을 포함하는 전계발광 표시장치.A light emitting element comprising a first electrode and a second electrode, and a light emitting layer disposed between the first electrode and the second electrode; And
And an optical path control layer disposed on an output side of the light emitting device and having a light path for totally reflecting light inside the light emitting device.
제1굴절률을 가지며, 상기 발광소자 영역 전체에 걸쳐 형성된 제1영역; 및
상기 제1굴절률보다 큰 제2굴절률을 가지며, 상기 제1영역 내에 형성되어 상기 광통로를 형성하는 제2영역으로 이루어진 전계발광 표시장치.The optical path control apparatus according to claim 1,
A first region having a first refractive index and formed over the entire region of the light emitting device; And
And a second region having a second refractive index greater than the first refractive index and formed in the first region to form the light path.
상기 트랜지스터 상에 배치되며, 제1전극, 발광층, 및 제2전극을 포함하는 발광소자;
상기 발광소자 상에 배치되는 제2기판; 및
상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 배치되며. 상기 발광소자의 내부의 광을 전반사시키는 광경로제어층을 포함하는 전계발광 표시장치. A first substrate including a transistor;
A light emitting element disposed on the transistor, the light emitting element including a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode;
A second substrate disposed on the light emitting element; And
And is disposed between the first substrate and the second substrate. And an optical path control layer that totally reflects light inside the light emitting device.
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