KR20200059806A

KR20200059806A - 유기발광표시장치

Info

Publication number: KR20200059806A
Application number: KR1020180144978A
Authority: KR
Inventors: 황성한; 김종현; 강유정
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2020-05-29

Abstract

본 발명은 외광 반사를 억제하여 시인성을 향상시키면서도 발광효율은 향상된 OLED에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 편광판 내부에 청색CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층을 더욱 포함함에 따라, 청색광을 발광하는 유기발광층의 효율을 향상시킬 수 있어, 풀-컬러(WRGB) 구동에도 효율을 향상시킬 수 있으면서도, OLED내부로 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료를 포함하도록 함으로써, 청색광 휘도 향상층에 의해 리사이클 되는 청색광에 의한 반사율이 증가하는 것 또한 방지할 수 있다.

Description

유기발광표시장치{Organic light emitting diodes display}

본 발명은 외광 반사를 억제하여 시인성을 향상시키면서도 발광효율은 향상된 OLED에 관한 것이다.

최근 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 있고, 또한 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 이에 부응하는 여러 가지 다양한 경량 및 박형의 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.

특히, 다양한 평판표시장치 중에서 유기발광표시장치(Organic light emitting diodes : OLED)는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD)에 사용되는 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.

그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.

한편, 이러한 OLED는 외부광의 세기에 따라 콘트라스트가 크게 감소하게 되므로, 이를 방지하고자 광이 출사되는 기판의 상부로 외부광 반사 차단용 편광판을 부착하게 된다.

그러나, 이러한 편광판의 부착은 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지할 수는 있으나, OLED 자체에서 출광하는 영상데이터의 광 효율을 절반 이하로 감소시키게 된다.

따라서, 외광 반사를 억제하여 시인성을 향상시키면서도 OLED 에서 외부로 방출하는 광의 효율은 향상된 OLED에 대한 연구가 필요한 실정이다.

특히, OLED는 R, G, B 삼원색을 이용하여 풀 컬러를 구현하는 과정에서, 청색광을 발광하는 유기발광층은 적색광 또는 녹색광을 발광하는 유기발광층에 비해 재료적 특성에 의한 발광특성이 좋지 않은 문제점이 있다.

따라서, 이러한 청색광의 휘도를 향상시키고자 하는 연구 또한 필요한 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외광 반사를 억제하여 시인성을 향상시키면서도, 광추출 효율이 향상된 OLED를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다수의 화소영역을 포함하는 발광영역과, 상기 발광영역의 가장자리를 따라 비발광영역이 정의되는 기판과, 상기 각 화소영역 별로 위치하는 구동 박막트랜지스터 및 발광다이오드와, 상기 발광다이오드로부터 발광하는 광의 투과방향에 위치하는 청색광 휘도 향상층과, 상기 비발광영역에 대응하여 외부광이 입사되는 입사방향에 위치하며, 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료를 포함하는 유기발광표시장치를 제공한다.

이때, 상기 광흡수염료는 상기 각 화소영역 별로 위치하는 상기 발광다이오드의 제 1 전극 사이로 위치하는 뱅크에 포함되며, 상기 광흡수염료는 청색광 흡수층에 포함되며, 상기 청색광 흡수층은 상기 발광영역에 대응하는 개구부를 포함한다.

그리고, 상기 광흡수염료는 상기 비발광영역에 각각 대응되어 패터닝되는 청색광 흡수층에 포함되며, 상기 청색광 휘도 향상층은 위상차층과 선편광층을 포함하는 편광판 내부로 위치한다.

그리고, 상기 청색광 휘도 향상층은 상기 발광다이오드와 상기 위상차층 사이로 위치하며, 상기 위상차판 상부로는 선편광판이 위치하며, 상기 청색광 휘도 향상층은 청색 콜레스테릭액정층으로 이루어진다.

또한, 상기 외부광이 입사되는 상기 구동 박막트랜지스터의 하부에는 차광층이 위치하며, 상기 발광다이오드는 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되는 상기 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상부로 위치하는 유기발광층 그리고 상기 유기발광층 상부로 위치하는 제 2 전극을 포함한다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 편광판 내부에 청색CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층을 더욱 포함함에 따라, 청색광을 발광하는 유기발광층의 효율을 향상시킬 수 있어, 풀-컬러(WRGB) 구동에도 효율을 향상시킬 수 있으면서도, OLED내부로 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료를 포함하도록 함으로써, 청색광 휘도 향상층에 의해 리사이클 되는 청색광에 의한 반사율이 증가하는 것 또한 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 일부를 확대 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED의 일부를 확대 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED의 화상구현 시 광의 가이드 변화를 개략적으로 도시한 개념도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED의 외부광의 가이드 변화를 개략적으로 도시한 개념도.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 OLED의 일부를 확대 도시한 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

- 제 1 실시예 -

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 2는 도 1의 일부를 확대 도시한 단면도이다.

설명에 앞서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는 발광된 광의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 이하 본 발명에서는 하부 발광방식을 일예로 설명하도록 하겠다.

그리고 설명의 편의를 위하여 각 화소영역(SP)은 발광다이오드(E)가 구비되어 실질적으로 화상이 구현되는 발광영역(EA)과, 발광영역(EA)의 가장자리를 따라 위치하며 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되는 스위칭영역(TrA)을 포함하는 비발광영역(NEA)으로 정의한다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는, 기판(101) 상의 각 화소영역(SP)의 비발광영역(NEA) 내에 위치하는 스위칭영역(TrA) 상에 반도체층(103)이 위치하는데, 반도체층(103)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(103a) 그리고 액티브영역(103a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 드레인 및 소스영역(103b, 103c)으로 구성된다.

이러한 반도체층(103) 상부에는 게이트절연막(105a)이 위치한다.

게이트절연막(105a) 상부에는 반도체층(103)의 액티브영역(103a)에 대응하여 게이트전극(107)과 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트배선(미도시)이 구비된다.

또한, 게이트전극(107)과 게이트배선(미도시)을 포함하는 상부에는 제 1 층간절연막(106a)이 위치하며, 이때 제 1 층간절연막(106a)과 그 하부의 게이트절연막(105a)은 액티브영역(103a) 양측면에 위치한 드레인 및 소스영역(103b, 103c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)이 구비된다.

다음으로, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)을 포함하는 제 1 층간절연막(106a) 상부에는 서로 이격하며 제 1, 2 반도체층 콘택홀(109)을 통해 노출된 드레인 및 소스영역(103b, 103c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인전극(108a, 108b)이 구비되어 있다.

그리고, 소스 및 드레인전극(108a, 108b)과 두 전극(108a, 108b) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(106a) 상부에 제 2 층간절연막(106b)이 위치한다.

이때, 소스 및 드레인전극(108a, 108b)과 이들 전극(108a, 108b)과 접촉하는 드레인 및 소스영역(103b, 103c)을 포함하는 반도체층(103)과 반도체층(103) 상부에 위치하는 게이트절연막(105a) 및 게이트전극(107)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다.

한편, 도면에 도시하지 않았지만 게이트배선(미도시)과 교차하여 각각의 화소영역(SP)을 정의하는 데이터배선(미도시)이 위치하며, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된다.

여기서, 도면에서는 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)가 반도체층(103)이 폴리실리콘 반도체층 또는 산화물반도체층으로 이루어진 탑 게이트(top gate) 타입을 예로써 보이고 있으나, 이의 변형예로써 순수 및 불순물의 비정질실리콘으로 이루어진 보텀 게이트(bottom gate) 타입으로 구비될 수도 있다.

이때, 기판(101)은 주로 유리 재질로 이루어지지만, 구부리거나 휠 수 있는 투명한 플라스틱 재질, 예로서, 폴리이미드 재질로도 이루어질 수 있다. 플라스틱 재질을 기판(101)으로 이용할 경우에는, 기판(101) 상에서 고온의 증착 공정이 이루어짐을 감안할 때, 고온에서 견딜 수 있는 내열성이 우수한 폴리이미드가 이용될 수 있다.

이러한 기판(101)의 전면(前面) 전체는 하나 이상의 버퍼층(105b)에 의해 덮일 수 있다.

그리고 스위칭영역(TrA)에 마련된 구동 박막트랜지스터(DTr)는 광에 의해 문턱전압이 쉬프트되는 특성을 가질 수 있는데, 이를 방지하기 위하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는 반도체층(103)의 아래에 마련된 차광층(210)을 더 포함한다.

차광층(210)은 기판(101)과 반도체층(103) 사이에 마련되어 기판(101)을 통해서 반도체층(103) 쪽으로 입사되는 광을 차단함으로써 외부 광에 의한 트랜지스터의 문턱 전압 변화를 최소화 내지 방지하게 된다. 이러한 차광층(210)은 버퍼층(105b)에 의해 덮인다.

그리고, 제 1 층간절연막(106a)과 제 2 층간절연막(106b)은 드레인전극(108b)을 노출하는 드레인콘택홀(PH)을 포함하며, 이러한 제 2 층간절연막(106b) 상부로는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(108b)과 연결되며 예를 들어 일함수 값이 비교적 높은 물질로 발광다이오드(E)의 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(111)이 위치한다.

제 1 전극(111)은 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 금속 산화물, ZnO:Al 또는 SnO₂:Sb와 같은 금속과 산화물의 혼합물, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube; CNT), 그래핀(graphene), 은 나노와이어(silver nano wire) 등으로 이루어질 수 있다.

이러한 제 1 전극(111)은 각 화소영역(SP) 별로 위치하는데, 각 화소영역(SP) 별로 위치하는 제 1 전극(111) 사이에는 뱅크(bank : 220)가 위치한다. 즉, 제 1 전극(111)은 뱅크(220)를 각 화소영역(SP) 별 경계부로 하여 각 화소영역(SP) 별로 분리된 구조를 갖게 된다.

그리고 제 1 전극(111)의 상부에 유기발광층(113)이 위치하는데, 유기발광층(113)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transport layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transport layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.

그리고, 유기발광층(113)의 상부로는 전면에 음극(cathode)을 이루는 제 2 전극(115)이 위치한다.

제 2 전극(115)은 일함수 값이 비교적 작은 물질로 이루어질 수 있다. 이때, 제 2 전극(115)은 이중층 구조로, 일함수가 낮은 금속 물질인 Ag 등으로 이루어지는 제 1 금속과 Mg 등으로 이루어지는 제 2 금속이 일정 비율로 구성된 합금의 단일층 또는 이들의 다수 층으로 구성될 수 있다.

이와 같이, 발광다이오드(E)로부터 발광된 광은 투명한 제 1 전극(111)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, OLED(100)는 임의의 화상을 구현하게 된다.

그리고, 이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E) 상부에는 얇은 박막필름 형태인 보호필름(102)을 위치시킨 후, 발광다이오드(E)와 보호필름(102) 사이로 투명하며 접착 특성을 갖는 유기 또는 무기 절연물질로 이루어지는 페이스 씰(104)을 개재하여 보호필름(102)과 기판(101)을 합착함으로써, OLED(100)는 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는 광이 투과되는 기판(101)의 외면으로 편광판(150)이 위치하는데, 이러한 편광판(150)은 외부광을 차단하기 위한 원편광판으로, 기판(101)의 외면에 부착된 위상차판(130)과 선편광층(140)으로 구성되는데, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는 편광판(150)에 청색광 휘도 향상층(120)이 더욱 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 편광판(150)의 구조에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 편광판(150)은 크게 선편광층(140)과 위상차층(130) 그리고 청색광 휘도 향상층(120)으로 이루어지며, 편광판(150)을 OLED(100)의 기판(101) 상에 부착하기 위한 점착층(160)을 포함한다.

이때, 선편광층(140)과 위상차층(130)의 적층 순서는 외부광의 입사방향에 가깝도록 선편광층(140)을 배치시키고, 그 안쪽으로 위상차층(130)을 배치시키는 구조가 바람직하다.

위상차판(130)은 1/4λ 위상지연값을 갖는 4분의 1파장판(quarter wave plate : QWP)로 이루어진다.

그리고, 선편광층(140)은 편광축을 가지며, 편광축 방향으로 광을 선편광시킨다. 구체적으로 선편광층(140)은 편광축과 일치하는 광은 통과시키고 편광축과 일치하지 않는 광은 흡수하게 된다. 따라서, 광이 선편광층(140)을 통과하면 편광축 방향으로 선편광된다.

그리고, 선편광층(140) 외측으로는 표면처리층(145)을 더욱 포함할 수 있는데, 표면처리층(145)은 실리카 비드(silica bead : 미도시)가 포함된 눈부심방지(anti-glare)층 이거나, 편광판(150) 표면의 손상 방지를 위한 하드 코팅(hard coating)층 일 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 OLED(100)는 편광판(150)을 통해 외부광의 반사를 최소화하여 콘트라스트의 저하를 방지할 수 있다.

여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 편광판(150)은 청색광 휘도 향상층(120)을 더욱 포함하는데, 청색광을 발광하는 유기발광층은 적색광 또는 녹색광을 발광하는 유기발광층에 비해 재료적 특성에 의해 발광특성이 좋지 않다.

따라서, 청색광에 대한 발광효율을 향상시키기 위하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는 편광판(150) 내부로 청색광 휘도 향상층(120)을 더욱 위치시킴으로써, 청색광의 발광효율을 향상시켜 최종적으로 OLED(100)의 전체적인 발광효율을 향상시킬 수 있게 된다.

청색광 휘도 향상층(120)은 위상차층(130) 보다 기판(101)에 더욱 가깝도록 편광판(150) 내에 위치하도록 하며, 이러한 청색광 휘도 향상층(120)은 청색의 콜레스테릭 액정(Cholesteric Liquid Crystal; CLC)층으로 구성될 수 있는데, 청색 CLC 층은 청색 파장(450nm ~ 470nm) 범위에서만 피크를 가져, 청색 파장의 광 중 일부광은 반사시키게 되며, 그 이외의 광은 그대로 투과시키게 된다. 따라서, 청색광의 휘도가 향상되게 된다.

이와 같이, 청색광의 휘도를 향상시킴에 따라, 풀-컬러(WRGB) 구동에서도 효율 향상에 기여할 수 있다. 또한 청색광을 발광하는 유기발광층의 수명 감소 및 소비전력이 증가하는 등의 문제점 또한 해소할 수 있어, 공정의 효율성 또한 향상시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는 편광판(150) 내에 청색CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층(120)을 더욱 위치시킴으로써, 청색광을 발광하는 유기발광층의 효율을 향상시킬 수 있어, 풀-컬러(WRGB) 구동에도 효율을 향상시킬 수 있다.

또한 청색광을 발광하는 유기발광층의 수명 감소 및 소비전력이 증가하는 등의 문제점 또한 해소할 수 있어, 공정의 효율성 또한 향상시킬 수 있다.

- 제 2 실시예 -

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED의 일부를 확대 도시한 단면도이다.

설명에 앞서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(100)는 발광된 광의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 이하 본 발명에서는 하부 발광방식을 일예로 설명하도록 하겠다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(100)는, 기판(101) 상의 각 화소영역(SP)의 비발광영역(NEA) 내에 위치하는 스위칭영역(TrA) 상에 반도체층(103)이 위치하는데, 반도체층(103)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(103a) 그리고 액티브영역(103a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 드레인 및 소스영역(103b, 103c)으로 구성된다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 뱅크(220)는 투명한 유기물인 폴리이미드(Polyimide)로 구성될 수 있는데, 이때 뱅크(220) 내부에는 450 ~ 490nm의 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료(300)가 포함된다.

이러한 광흡수염료(300)를 통해 청색광의 반사에 의한 블랙(black) 색감이 안좋아지는 문제점이 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 이에 대해 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

이러한 OLED(100)는 선택된 신호에 따라 제 1 전극(111)과 제 2 전극(115)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(111)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(115)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(113)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 광이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(100)는 유기발광층(113)으로부터 발광된 광이 제 1 전극(111)을 통해 외부로 출력되는 하부 발광방식(bottom emission type)으로, 이때, 제2 전극(115)은 불투명 도전성 물질로 이루어진 반사층(도시하지 않음)을 더 포함한다. 일예로, 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 형성될 수 있으며, 제2 전극(115)은 ITO/APC/ITO의 3중층 구조를 가질 수 있다.

또한, 제 1 전극(115)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 제1 전극(111)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.

즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광다이오드(E)는 각 화소영역(SP) 별로 적색 화소영역에서는 적색광이, 청색 화소영역에 있어서는 청색광이 그리고 녹색 화소영역에 있어서는 녹색광이 각각 발광하도록 하는데, 각 화소영역(SP) 별로 제 1 전극(111)과 제 2 전극(115) 사이의 거리를 상이하게 형성하여, 마이크로 캐비티 효과를 구현하는 것이다.

여기서, 마이크로 캐비티(micro cavity) 효과란, 거울과 거울 사이에서 반사되는 광이 상쇄되거나 보강 간섭됨에 따라 일정한 파장의 광만이 유지되고 나머지 파장의 광은 상쇄하여, 특정 파장의 광의 세기를 증가시키거나, 특정 파장의 광의 세기를 감소시키게 된다.

이러한 마이크로 캐비티 효과를 구현하기 위해서는 원하는 피크 색 파장에 대응하는 공진 파장을 갖도록 각 화소영역(SP) 별로 제 1 전극(111)과 제 2 전극(115) 사이, 또는 제 1 및 제 2 전극(111, 115)과 유기발광층(113)의 발광막 사이의 마이크로 캐비티 깊이(depth) 또는 거리(length)를 구성하게 된다.

그리고, 도시하지는 않았지만 이와 같은 마이크로 캐비티 외에, 별도의 제 2 층간절연막(106b) 상부로 각 화소영역(SP)의 발광영역(EA)에 대응하여 파장 변환층을 위치시킬 수도 있다.

즉, 발광다이오드(E)로부터는 백색광이 출광되어, 파장 변환층은 발광다이오드(E)로부터 기판(101) 쪽으로 방출되는 백색광 중 각 화소영역(SP)에 설정된 색상의 파장만을 투과시키는 컬러필터로 이루어질 수 있다.

여기서 파장 변환층은 적색, 녹색, 또는 청색의 파장만을 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 적색 화소영역에 마련된 파장 변환층은 적색 컬러필터, 녹색 화소영역에 마련된 파장 변환층은 녹색 컬러필터, 및 청색 화소영역에 마련된 파장 변환층은 청색 컬러필터를 각각 포함할 수 있다.

그리고, 이러한 파장 변환층은 발광다이오드(E)로부터 방출되는 백색광에 따라 재발광하여 각 화소영역(SP)에 설정된 색상의 광을 방출하는 크기를 갖는 양자점을 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(100)는 광이 투과되는 기판(101)의 외면으로 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위한 편광판(150)이 위치하는데, 즉, OLED(100)는 화상을 구현하는 구동모드일 때 유기발광층(113)을 통해 발광된 광의 투과방향에 외부로부터 입사되는 외부광을 차단하는 편광판(150)을 위치시킴으로써, 콘트라스트를 향상시키게 된다.

이러한 편광판(150)은 외부광을 차단하기 위한 원편광판으로, 기판(101)의 외면에 부착된 위상차판(130)과 선편광층(140)으로 구성되는데, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(100)는 편광판(150)에 청색광 휘도 향상층(120)이 더욱 구비되는 것을 특징으로 한다.

선편광층(140)은 광의 편광특성을 변화시키는 편광층(141)과, 편광층(141)의 양측면에 형성되어 편광층(141)을 보호 및 지지하는 제 1 및 제 2 보호층(143a, 141b)으로 구성된다.

이러한 선편광층(140)은 편광층(141)의 흡수축에 평행한 선편광은 흡수하고, 흡수축과 수직한 선편광, 즉, 투과축에 평행한 선편광은 투과시키게 된다.

편광층(141)은 요오드 이온(iodine ions)이나 이색성 염료(dichroic dyes)가 염착되어 연신된 폴리비닐알코올(poly-vinyl alcohol: PVA)로 이루어질 수 있다.

또는 이와 달리, 편광층(141)은 반응성 메조겐(reactive mesogen: RM)과 이색성 염료로 이루어질 수도 있으며, 이때, 편광층(141)은 반응성 메조겐과 이색성 염료의 배열을 위해 배향막을 더 포함할 수 있다.

또한, 편광층(141)은 호스트인 액정에 게스트인 염료를 혼합하여 하부의 배향막의 배향방향에 따라 호스트가 배열될 때 염료가 함께 배열되도록 하여, 염료의 정렬방향(흡수방향)과 평행한 광은 흡수하고 수직한 광은 투과시켜 광을 편광시키는 호스트-게스트형 편광층(141)과 같은 코팅형으로 이루어질 수도 있다.

그리고 제 1 및 제 2 보호층(143a, 143b)은 트리아세틸셀룰로오스(TAC)와 같은 아세테이트계(Acetate) 수지, 폴리에스테르계(Polyester) 수지, 폴리카보네이트계(Polycarbonate) 수지, 폴리아미드계(Polyamide) 수지, 폴리이미드계(Polyimide) 수지, 폴리올레핀계(polyolefin) 수지, 아크릴계(Acrylic) 수지 등으로 이루어질 수 있으며, 또는 위상차값이 없는 NRT(No Retardation TAC)로 이루어질 수도 있다.

위상차층(130)은 1/4λ 위상지연값을 갖는 4분의 1파장판(quarter wave plate : QWP)으로 이루어 질 수 있는데, 이러한 위상차층(130)은 필요에 따라 다양한 파장분산특성을 가질 수 있다.

예를 들면, 역파장분산성, 플랫파장분산성, 정파장분산성을 가질 수 있는데, 위상차층(130)이 역파장분산성을 갖는 경우에는 예를 들면, Ro(450nm)/Ro(550nm) 값이 0.7 이상 내지 0.99 미만일 수 있다.

그리고, 위상차층(130)이 플랫파장분산성을 갖는 경우에는 예를 들면, Ro(450nm)/Ro(550nm) 값이 0.99이상 내지 1.01 미만일 수 있으며, 위상차층(130)이 정파장분산성을 갖는 경우에는 예를 들면, Ro(450nm)/Ro(550nm) 값이 1.01이상 내지 2 이하일 수 있다.

여기서, Ro는 광이 위상차층(130)의 법선방향(수직방향)을 통과했을 때 실질적인 위상차인 정면 위상차값으로서 아래 (식 1)에 의해 정의된다.

(식 1)

Ro = (nx - ny) * d

(nx, ny는 필름의 면상 굴절률로서 면상 굴절율이 최대가 되는 진동 방향을 x라고 할 때, 이 방향으로 진동하는 빛에 의한 굴절율을 nx라고 하고, nx와 ny는 서로 수직을 이루고 nx ≥ ny이며, d는 필름의 두께를 나타낸다.)

이러한 위상차층(130)의 파장분산특성에 따라, 본 발명의 편광판(150)은 반사 방지 효과 및 반사색감을 극대화할 수 있는 전체 굴절률비의 범위가 달라질 수 있는데, 역파장분산성을 갖는 위상차층(130)은 정파장분산성과 반대로 파장이 감소할수록 위상지연 값이 작아지며, 파장별로 위상지연값의 변화가 정파장분산성에 비해 적어, 파장분산이 최소화되어 반사율이 감소되고 색변이가 최소화될 수 있다.

따라서, 선편광층(140)을 외부광의 입사방향에 가깝도록 배치하고, 그 안쪽으로 위상차층(130)이 위치하도록 함으로써, 외부로부터 입사되는 외부광은 선편광층(140)와 위상차층(130)을 통과하는 과정 및 OLED(100)내부에서 반사되는 과정에 의해 최종적으로 선편광층(140)을 투과하지 못하게 된다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(100)는 외부광에 의한 콘트라스트가 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다. 이에 대해 추후 도 5를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다. 그리고, 편광판(150)은 +C 플레이트층(미도시)을 더 포함할 수 있는데, 1/4λ 위상지연값을 갖는 4분의 1파장판(quarter wave plate : QWP)의 위상차층(130)을 포함하는 경우, 경사 방향(화면의 시인측 정면 방향의 상하좌우에서 바라본 방향)에서의 반사율 특성이 저하될 수 있으므로, +C 플레이트층(미도시)을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 +C 플레이트층(미도시)은 OLED(100)의 기판(101)이 플라스틱 물질로 이루어지는 경우, 플라스틱 물질로 이루어지는 기판(101)의 Rth (면내 평균굴절률에 대한 두께방향의 굴절률의 차이를 나타낸 두께 방향 위상차값)를 보상하는 역할도 하게 된다.

그리고 편광판(150)의 외측, 즉 선편광층(140)의 외측으로는 표면처리층(145)을 더욱 포함할 수 있는데, 표면처리층(145)은 실리카 비드(silica bead : 미도시)가 포함된 눈부심 방지(anti-glare)층 이거나, 편광판(150) 표면의 손상 방지를 위한 하드 코팅(hard coating)층 또는 반사 방지(anti-reflection), 지문 방지(anti-finger), 저반사(low reflection)와 같은 기능을 가질 수 있다. 이러한 표면처리층(145)은 아크릴로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

그리고 이러한 편광판(150)을 OLED(100) 의 기판(101)의 외면으로 부착하기 위한 점착층(160)은 아크릴계, 우레탄계, 폴리이소부틸렌계, SBR(Styrenebutadienerubber)계, 고무계, 폴리비닐에테르계, 에폭시계, 멜라민계, 폴리에스테르계, 페놀계 또는 실리콘계 수지 또는 이들의 공정합체 등이 사용될 수 있다.

특히, 점착층(160)은 OLED(110) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있는 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 내열성이 우수한 아크릴계 수지 또는 실리콘계 수지로 형성되는 것이 바람직하다.

이를 통해, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(100)는 편광판(150)을 통해 외부광의 반사를 최소화하여 콘트라스트의 저하를 방지할 수 있다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 편광판(150)은 청색광 휘도 향상층(120)을 더욱 포함하는데, 청색광을 발광하는 유기발광층은 적색광 또는 녹색광을 발광하는 유기발광층에 비해 재료적 특성에 의해 발광특성이 좋지 않다.

따라서, 청색광에 대한 발광효율을 향상시키기 위하여, 본 발명의 제 2 실시예에 다른 OLED(100)는 편광판(150) 내부로 청색광 휘도 향상층(120)을 더욱 위치시킴으로써, 청색광의 발광효율을 향상시켜 최종적으로 OLED(100)의 전체적인 발광효율을 향상시킬 수 있게 된다.

청색광 휘도 향상층(120)은 위상차층(130) 보다 기판(101)에 더욱 가깝도록 편광판(150) 내에 위치하도록 하며, 이러한 청색광 휘도 향상층(120)은 청색의 콜레스테릭 액정(Cholesteric Liquid Crystal; CLC)층으로 구성될 수 있는데, 청색 CLC층은 청색 파장(430nm ~ 470nm) 범위에서만 피크를 가져, 청색 파장의 광 중 일부광은 반사시키게 되며, 그 이외의 광은 그대로 투과시키게 된다.

따라서, 기판(101)을 통과하여 청색CLC층에 입사되는 광 중 적색 및 녹색광은 그대로 투과시키게 되며, 청색광은 선택적으로 일부 광은 반사시키게 되며, 또한 일부 광은 투과시키게 된다. 반사된 청색광은 OLED(100) 내부에서 재반사되면서 리사이클(recycle) 되어 휘도를 향상시키게 된다.

즉, 청색CLC층에서 반사되는 광을 재활용시켜 휘도를 향상시키고, 청색CLC층을 투과한 광은 선편광층(140)의 투과축과 일치시켜 투과율을 추가 상승시키게 된다. 따라서, 청색광의 발광효율이 향상되게 된다.

이는 제품 관점에서 소자의 원재료 개발을 통한 효율 향상에는 어려움이 많이 존재하지만, 본 발명에서는 청색광 휘도 향상층(120)의 청색 CLC 층 추가를 통해 쉽고 빠르게 청색광의 효율 향상이 가능한 것이다.

따라서 청색광을 발광하는 유기발광층의 효율 향상으로 풀-컬러(WRGB) 구동에서도 효율 향상에 기여할 수 있다. 또한 청색광을 발광하는 유기발광층의 수명 감소 및 소비전력이 증가하는 등의 문제점 또한 해소할 수 있어, 공정의 효율성 또한 향상시킬 수 있다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(100)는 편광판(150) 내부에 청색CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층(120)을 더욱 포함함에 따라, 리사이클 되는 청색광에 의한 반사율이 증가할 수 있는데, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(100)는 뱅크(220) 내부에 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료(300)를 포함함으로써, 리사이클 되는 청색광에 의한 반사율이 증가하는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료(300)는, Acridine계의 Acridine orange, Acridine yellow, Proflavin, Arylmethine계의 Auramine O, Coumarin계의 Coumarin 6, Coumarin 343, Merocyanine계의 4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran (DCM), 4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran (DCM), 4-Dimethylamino-4'-nitrostilbene 중 적어도 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(100)는 편광판(150) 내부에 청색CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층(120)을 더욱 포함함에 따라, 청색광을 발광하는 유기발광층의 효율을 향상시킬 수 있어, 풀-컬러(WRGB) 구동에도 효율을 향상시킬 수 있으면서도, 뱅크(220) 내부에 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료(300)를 포함함으로써, 리사이클 되는 청색광에 의한 반사율이 증가하는 것 또한 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED의 화상구현 시 광의 가이드 변화를 개략적으로 도시한 개념도이다.

도시한 바와 같이, OLED(도 3의 100)의 발광다이오드(도 3의 E)로 전압이 인가되는 경우, 각 적색, 녹색, 청색 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP)의 유기발광층(도 3의 113)으로부터 각각 제 1 적색광(R1)과, 제 1 녹색광(G1) 그리고 제 1 청색광(B1)이 방출되게 된다.

각각의 유기발광층(도 3의 113)으로부터 방출된 제 1 적색광(R1)과, 제 1 녹색광(G1) 그리고 제 1 청색광(B1)은 제 1 전극(도 3의 111)과 기판(도 3의 101)을 투과하여 청색 CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층(120)으로 입사되게 되는데, 청색광 휘도 향상층(120)으로 입사된 제 1 적색광(R1)과 제 1 녹색광(G1)은 그대로 청색광 휘도 향상층(120)을 투과하게 된다.

그리고, 제 1 적색광(R1)과 제 1 녹색광(G1)은 위상차층(130)을 통과하는 과정에서 제 1 원편광상태의 제 2 적색광(R2)과 제 2 녹색광(G2)로 변조된 후, 선편광층(140)을 모두 투과하게 되므로, 외부로 방출되어 적색광(red) 및 녹색광(green)을 구현하게 된다.

그리고 청색광 휘도 향상층(120)으로 입사된 제 1 청색광(B1) 중 일부 청색광은 청색광 휘도 향상층(120)을 투과하는 과정에서 제 1 원편광상태를 갖는 제 2 청색광(B2)으로 변조되게 되고, 청색광 휘도 향상층(120)을 투과한 제 2 청색광(B2)은 위상차층(130)을 투과하는 과정에서 제 3 청색광(B3)으로 변조되게 된다. 제 3 청색광(B3)은 선편광층(140)을 투과하여 외부로 청색광(blue)을 구현하게 된다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(도 3의 100)는 각 화소영역(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 R, G, B 컬러를 발하게 되어, 고휘도의 풀 컬러를 구현하게 된다.

이때, 청색 화소영역(B-SP)에서 청색광 휘도 향상층(120)으로 입사된 청색광 중, 청색광 휘도 향상층(120)을 투과하지 못한 나머지 광은 청색광 휘도 향상층(120)에 의해 반사되어, 제 1 원편광상태와 상이한 제 2 원편광상태를 갖는 제 4 청색광(B4)으로 변조되어, 발광다이오드(도 3의 E) 내부로 재입사되게 된다.

발광다이오드(도 3의 E) 내부로 재입사된 제 4 청색광(B4)은 발광다이오드(도 3의 E) 내부의 구성요소, 보다 정확하게는 제 2 전극(도 3의 115)과 차광층(도 3의 210)에 의해 재반사되는 과정에서, 다시 제 1 원편광상태를 갖는 제 2 청색광(B2)으로 리사이클 되어 변조되게 된다.

이때, 제 1 원편광상태는 좌원편광상태일 수 있으며, 제 2 원편광상태는 우원편광상태일 수 있다. 제 1 원편광상태를 갖는 제 2 청색광(B2)은 청색광 휘도 향상층(120)을 투과한 뒤, 위상차층(130)을 투과하는 과정에서 제 3 청색광(B3)으로 변조되게 된다. 그리고 제 3 청색광(B3)은 선편광층(140)을 투과하여 외부로 청색광(blue)을 구현하게 된다. 이와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(도 3의 100)는 청색광 휘도 향상층(120)을 통해 청색광을 리사이클 시킴으로써, 청색광의 휘도를 향상시키게 된다.

일예로, 적색 서브화소(R-SP)와 녹색 서브화소(G-SP) 그리고 청색 서브화소(B-SP)에 각각 100%의 제 1 적색광(R1), 제 1 녹색광(G1) 그리고 제 1 청색광(B1)이 각각 출사되게 되면, 제 1 적색광(R1)과 제 1 녹색광(G1)은 청색광 휘도 향상층(120)은 그대로 투과한 뒤 위상차층(130)을 통과하는 과정에서 제 2 적색광(R2)과 제 2 녹색광(G2)으로 변조되면서, 50%의 광이 소멸되게 된다.

그리고, 제 2 적색광(R2)과 제 2 녹색광(G2)은 선편광층(140)을 투과하는 과정에서 다시 50%의 광량이 소멸되게 되므로, 최종적으로 적색 서브화소(R-SP)와 녹색 서브화소(G-SP)에서 출사되는 광은 제 1 적색광(R1)과 제 1 녹색광(G1)의 광량에 비해 25%에 해당하는 광만이 외부로 출사되어 적색광(Red) 및 녹색광(Green)을 구현하게 되는 것이다.

그리고, 제 1 청색광(B1)은 청색광 휘도 향상층(120)을 투과하여 제 2 청색광(B2)으로 변조되는 과정에 일부 광이 소멸되어, 50%의 광만이 청색광 휘도 향상층(120)을 투과하게 되고, 또한 청색광 휘도 향상층(120)을 투과한 제 2 청색광(B2)은 위상차층(130)을 통과하는 과정에서 제 3 청색광(B3)으로 변조되면서 또 50%의 광이 소멸되게 된다.

그리고 위상차층(130)을 통과한 제 3 청색광(B3)은 선편광층(140)을 투과하는 과정에서 다시 50%의 광량이 소멸되게 되므로, 청색 서브화소(B-SP)에서는 제 1 청색광(B1)의 광량에 비해 25%에 해당하는 청색광(Blue)이 출사되게 된다.

이때, 청색광 휘도 향상층(120)에서 반사된 제 1 청색광(B1)은 제 4 청색광(B4)으로 변조된 후, OLED(도 3의 100) 내부에서 다시 반사되어 제 2 청색광(B2)으로 리사이클 되게 되고, 이와 같이 리사이클 된 제 2 청색광(B2)은 청색 휘도 향상층(120)을 투과하게 된다.

청색 휘도 향상층(120)을 투과한 제 2 청색광(B2)은 또 위상차층(130)과 선편광층(140)을 투과하는 과정에서 광량이 소멸되어, 청색 서브화소(B-SP)에서는 또 제 1 청색광(B1)의 광량에 비해 25%에 해당하는 청색광(Blue)이 출사되게 된다.

따라서 결국 최종적으로 청색 서브화소(B-SP)에서는 제 1 청색광(B1)의 광량에 비해 50%에 해당하는 광이 출사되게 되는 것이다.

즉, 청색광(Blue)은 청색광 휘도 향상층(120)에 의해 리사이클 됨으로써, 청색광(Blue)의 휘도가 향상되는 것이다. 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED의 외부광의 가이드 변화를 개략적으로 도시한 개념도이다.

도시한 바와 같이, OLED(도 3의 100)는 외부로부터 외부광이 입사될 수 있는데, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(도 3의 100)는 청색광을 리사이클 시켜 청색광의 휘도를 향상시킴에 따라, 외부광 중에서도 청색 파장의 제 1 청색 외부광(B2-1)이 적색 파장 및 녹색 파장의 제 1 적색 외부광(R2-1)과 제 1 녹색 외부광(G2-1)에 비해 많은 양을 차지하게 된다.

즉, OLED (도 3의 100)의 내부로 입사되는 외부광 중 일부 광은 햇빛이나 형광등 등, OLED(도 3의 100)의 외부로부터 발생되는 외부광이 존재하게 되며, 또한 일부 광은 OLED(도 3의 100)로부터 구현된 R, G, B 삼원색의 광이 외부로 출사된 후 반사되어 다시 OLED(도 3의 100) 내부로 입사되는 외부광이 존재하게 된다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(도 3의 100)는 OLED(도 3의 100)로부터 출사되는 청색광의 휘도를 향상시킴에 따라, 휘도가 향상된 청색광에 의한 청색파장의 제 1 청색 외부광(B2-1)의 광량 또한 증가하게 되는 것이다. 이러한 외부광(R2-1, G2-1, B2-1)은 선편광층(140)을 통화하면서 선편광층(140)의 제 1 편광축 방향(↔ 표기)으로 선편광되어, 제 2 적색, 녹색, 청색 외부광(R2-2, G2-2, B2-2)으로 변조되게 된다. 제 2 적색, 녹색, 청색 외부광(R2-2, G2-2, B2-2)은 위상차층(130)을 통과하면서 제 1 원편광상태의 제 3 적색, 녹색, 청색 외부광(R2-3, G2-3, B2-3)으로 변조되는데, 이때, 위상차층(130)의 광축은 선편광층(140)의 제 1 편광축 보다 45도만큼 틀어져있다.

이와 같이 선편광층(140)의 제 1 편광축 방향과 위상차층(130)의 광축 방향이 45도이므로 제 2 적색, 녹색, 청색 외부광(R2-2, G2-2, B2-2)은 위상차층(130)을 통과하면서 원편광으로 변하게 되는 것이다.

이때의 제 1 원편광상태의 제 3 적색, 녹색, 청색 외부광(R2-3, G2-3, B2-3)은 좌원편광상태일 수 있으며, 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 위상차층(130)을 통과한 광이 우원편광상태가 되도록 위상차층(130)을 배치할 수도 있다.

그리고, 제 1 원편광상태의 제 3 적색, 녹색, 청색 외부광(R2-3, G2-3, B2-3) 중 제 3 적색 외부광(R2-3)과 제 3 녹색 외부광(G2-3)은 청색CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층(120)을 그대로 통과하여 발광다이오드(도 3의 E)의 제 2 전극(도 3의 115)과 차광층(도 3의 210)에 의해 반사되면서 제 1 원편광상태와 상이한 제 2 원편광상태의 제 4 적색, 녹색 외부광(R2-4, G2-4)으로 위상이 변하게 된다.

제 4 적색, 녹색 외부광(R2-4, G2-4)은 다시 청색광 휘도 향상층(120)을 그대로 투과한 뒤, 위상차층(130)을 다시 통과하게 되는데, 위상차층(130)을 통과하는 과정에서 제 1 편광축 방향에 수직한 제 2 편광축 방향으로 위상이 변화되어, 제 5 적색, 녹색 외부광(R2-5, G2-5)으로 변조되게 된다.

따라서, 위상차층(130)을 통과한 선편광된 제 5 적색 외부광(R2-5)과 제 5 녹색 외부광(G2-5)은 선편광층(140)을 투과하지 못하고, 흡수되어 외부로부터 유입된 광인 제 1 적색 및 녹색 외부광(R2-1, G2-1, B2-1)은 다시 외부로 방출되지 않고 제거되게 된다.

그리고, 위상차층(130)을 통과하는 과정에서 좌원편광된 제 3 청색 외부광(B2-3)은 청색광 휘도 향상층(120)을 그대로 통과하게 되고, 발광다이오드(도 3의 E)의 제 2 전극(도 3의 115)과 차광층(도 3의 210)에 의해 반사되면서 제 1 원편광상태와 상이한 제 2 원편광상태의 제 4 청색 외부광(B2-4)으로 위상이 변하게 된다.

이때 OLED(도 3의 100) 내부로 입사된 제 4 청색 외부광(B2-4)은 발광다이오드(도 3의 E)의 제 2 전극(도 3의 115)과 차광층(도 3의 210)에 의해 반사되는 과정에서, 비발광영역(도 3의 NEA)에 형성된 뱅크(도 3의 220)를 투과하게 되고, 이를 통해 뱅크(도 3의 220) 내부에 함유된 청색 파장의 광흡수염료(300)에 의해 광이 일부 흡수되게 된다.

따라서 제 4 청색 외부광(B2-4)은 광량이 현저하게 줄어들게 된다.

이와 같이 광량이 줄어든 제 4 청색 외부광(B2-4)은 청색광 휘도 향상층(120)을 투과하지 못하고 편광 특성은 그대로 유지한체 반사되게 되는데, 청색광 휘도 향상층(120)에 의해 반사된 제 4 청색 외부광(B2-4)은 다시 OLED(도 3의 100) 내부에서 다시 반사되어 제 5 청색 외부광(B2-5)으로 변조되게 되고, 이때 광흡수염료(300)에 의해 광이 일부 흡수되게 된다.

광량이 줄어든 이러한 제 5 청색 외부광(B2-5)은 그대로 청색광 휘도 향상층(120)과 위상차층(130)을 모두 투과하게 되고, 선편광층(140)을 투과하는 과정에서 제 6 청색 외부광(B2-6)으로 변조되어 외부로 방출되게 된다.

이때, 외부로 방출되는 제 6 청색 외부광(B2-6)은 여러 번 재반사되는 과정에서 의해 OLED(도 3의 100) 내부에서 광흡수염료(300)에 의해 광량이 많이 흡수됨에 따라 그 크기가 매우 감소되게 되는 것이다.

이러한 제 6 청색 외부광(B2-6)은 OLED(도 3의 100)의 콘트라스트를 저하시키기에는 그 광량이 매우 적어, OLED(도 3의 100)의 콘트라스트에 영향을 미치지 않게 된다.

즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(도 3의 100)는 OLED(도 3의 100)로부터 출사되는 청색광의 휘도를 향상시키기 위하여, 청색 CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층(120)을 더욱 구비함으로써, 청색광 휘도 향상층(120)에 의해 외부로부터 입사되는 청색 외부광(B2-1)에 의해 콘트라스트가 저하될 수 있으나, OLED(도 3의 100) 내부, 보다 정확하게는 뱅크(도 3의 220) 내부에 함유된 청색 파장의 광흡수염료(300)를 포함하도록 함으로써, 청색 외부광(B2-1)이 흡수되도록 하는 것이다.

이를 통해, 청색 외부광(B2-1)에 의해 OLED(도 3의 100)의 콘트라스트가 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

정리하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(도 3의 100)는 편광판(도 3의 150) 내부에 청색CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층(120)을 더욱 포함함에 따라, 청색광을 발광하는 유기발광층의 효율을 향상시킬 수 있어, 풀-컬러(WRGB) 구동에도 효율을 향상시킬 수 있으면서도, 뱅크(도 3의 220) 내부에 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료(300)를 포함함으로써, 외부로부터 입사되는 청색 외부광에 의한 반사율이 증가하는 것 또한 방지할 수 있는 것이다.

		Sample 1	Sample 2	Sample 3
효율(%)	Red	100%	100%	100%
	Green	100%	100%	100%
	Blue	100%	120%	120%
특성	반사율(550nm)	1.2%	1.5%	1.2%
특성	색상b*	-6.0	-20.0	-7.0

위의 (표 1)에서 Sample 1은 일반적인 OLED를 나타내며, Sample 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED로, 청색 휘도 향상층(도 3의 120)만이 구비된 OLED를 나타내며, Sample 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED를 나타낸다. 설명에 앞서, 반사율은 외부광의 중심파장인 550nm의 파장의 입사광에 대한 반사율을 측정하였으며, 색상b*은 CIE-Lab 색 좌표계에서 세로축인 b값을 나타낸다. 양수 b*값은 황색, 음수 b*값은 청색을 나타낸다.

즉, 외부광의 중심파장인 550nm의 파장의 입사광에 대한 반사율을 측정하였으며, 이때 측정된 반사율에 대한 반사 색상을 색 좌표계에서 세로축 값으로 정의하였다.

위의 (표 1)을 살펴보면, Sample 2와 Sample 3의 청색광에 대한 효율이 Sample 1에 비해 현저하게 향상되는 것을 확인할 수 있는데, 이는 Sample 2와 Sample 3은 편광판(도 3의 150) 내부에 청색광 휘도 향상층(도 3의 120)을 구비하여 청색광을 리사이클 시킴으로써, 청색광의 발광효율이 향상되는 것이다.

즉, 편광판(도 3의 150) 내부에 청색광 휘도 향상층(도 3의 120)을 구비하는 경우, 청색광의 발광효율이 현저하게 향상되는 것을 확인할 수 있다.

이에 반해, Sample 2는 Sample 1에 비해 550nm의 파장의 입사광에 대한 반사율이 높은 것을 확인할 수 있으며, 색 좌표계에서의 세로축값 또한 매우 크게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 외부광의 중심파장인 550nm의 파장의 입사광에 대한 반사율을 측정하였으나, 이때 측정된 반사율에 대한 반사 색상이 색 좌표계에서의 세로축값이 음수 값으로 측정됨은 입사광에 대한 반사율에 의한 반사 색상이 청색광으로 이루어짐을 의미한다.

이는, Sample 2의 입사광에 대한 반사율의 반사 색상이 청색을 많이 나타내고 있음을 의미하며, 이와 같이 청색광에 의한 반사율이 높게 나타나게 되면, 블랙 색감이 안좋아 지게 되는 문제점이 야기될 수 있어, 이는 결국 OLED의 콘트라스트를 저하시키게 된다.

이에 반해, Sample 3은 550nm의 파장의 입사광에 대한 반사율이 Sample 1과 유사하게 측정되는 것을 확인할 수 있으며, 또한 색 좌표계에서의 세로축값 또한 Sample 1과 유사하게 측정되는 것을 확인할 수 있는데, 이는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(도 3의 100)는 청색광 휘도 향상층(도 3의 120)을 구비함으로써 청색광에 대한 발광효율을 향상시키면서도 입사광에 대한 반사율은 낮아지게 됨을 확인할 수 있다.

따라서, 청색광의 반사에 의한 블랙 색감의 시감이 안좋아지는 문제점이 발생하는 것을 최소화할 수 있으며, 최종적으로 OLED(도 3의 100)의 콘트라스트가 저하되는 것을 방지하게 되는 것이다.

한편, 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료(300)를 뱅크(도 3의 220)에만 함유되도록 형성함으로써, 이러한 광흡수염료(300)는 발광다이오드(도 3의 E)로부터 구현되는 청색광에는 아무런 영향도 미치지 않게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED(도 3의 100)는 편광판(도 3의 150) 내부에 청색CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층(도 3의 120)을 더욱 포함함에 따라, 청색광을 발광하는 유기발광층의 효율을 향상시킬 수 있어, 풀-컬러(WRGB) 구동에도 효율을 향상시킬 수 있으면서도, 뱅크(도 3의 220) 내부에 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료(300)를 포함함으로써, 리사이클 되는 청색광에 의한 반사율이 증가하는 것 또한 방지할 수 있다.

- 제 3 실시예 -

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 OLED를 확대 도시한 단면도이다.

여기서, 중복된 설명을 피하기 위하여 제 2 실시예의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 제 2 실시예의 구성에 있어 특징적인 내용을 중점으로 살펴보도록 하겠다.

도시한 바와 같이, 기판(101) 상의 비발광영역(NEA)의 스위칭영역(TrA) 상에는 반도체층(103), 게이트절연막(105a), 게이트전극(107) 그리고 소스 및 드레인전극(108a, 108b)으로 이루어지는 구동 박막트랜지스터(DTr)가 위치하며, 발광영역(EA)에 대응하여 제 2 층간절연막(106b) 상부로는, 제 1 및 제 2 층간절연막(106a, 106b)에 구비된 드레인콘택홀(PH)을 통해 노출된 드레인전극(108b)과 연결되는 제 1 전극(111)과, 제 1 전극(111) 상부로 순차적으로 유기발광층(113) 그리고 제 2 전극(115)이 위치하는 발광다이오드(E)가 위치한다.

이때, 반도체층(103) 하부로는 기판(101) 상의 스위칭영역(TrA)에 대응하여 차광층(210)이 위치하며, 차광층(210) 상부로는 버퍼층(105b)이 더욱 위치하는데, 버퍼층(105b) 하부로는 청색광 흡수층(230)이 더욱 위치하는 것을 특징으로 한다.

청색광 흡수층(230)은 투명한 레진 내부에 450 ~ 490nm의 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료(300)가 포함되어 이루어진다.

따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 OLED(100)는 편광판(150) 내부에 청색CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층(120)을 더욱 포함함에 따라, 청색광을 발광하는 유기발광층의 효율을 향상시킬 수 있어, 풀-컬러(WRGB) 구동에도 효율을 향상시킬 수 있으면서도, 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료(300)를 포함하는 청색광 흡수층(230)을 더욱 포함함으로써, 리사이클 되는 청색광에 의한 반사율이 증가하는 것 또한 방지할 수 있다.

이때, 도면 상으로 청색광 흡수층(230)은 기판(101)의 전면에 위치하도록 도시하였으나, 광흡수염료(300)는 비발광영역(NEA)에만 대응하여 위치하도록 함으로써, 청색광 흡수층(230)에는 발광영역(EA)에 대응하여 개구부(240)가 별도로 구비될 수 있다.

이를 통해, 발광다이오드(E)로부터 구현되는 청색광에는 광흡수염료(300)가 아무런 영향도 미치지 않도록 구성할 수 있게 된다.

그리고 도시하지는 않았지만 별도의 개구부(240) 없이 광흡수염료(300)를 포함하는 청색광 흡수층(230)을 비발광영역(NEA)에 대응해서 각각 패터닝하여 형성할 수도 있다.

한편, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 OLED(100)가 하부 발광방식이 아닌, 상부 발광방식인 경우 청색광 흡수층(230)은 뱅크(220) 상부로 위치할 수도 있는데, 즉 청색광 흡수층(230)은 외부광이 입사되는 입사방향의 비발광영역(NEA) 상에 어디에도 위치할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 OLED(100)는 버퍼층(105b) 하부로 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료(300)를 포함하는 청색광 흡수층(230)이 위치하도록 함으로써, 청색광 흡수층(230)이 OLED(100)의 외부로부터 입사되는 외부광과 보다 가깝게 위치할 수 있게 된다.

이를 통해, 청색광 흡수층(230)은 외부로부터 입사되는 청색 외부광을 보다 효과적으로 흡수하여 제거할 수 있어, 청색 외부광에 의한 OLED(100)의 콘트라스트가 저하되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 OLED(100)는 편광판(150) 내부에 청색CLC층으로 이루어지는 청색광 휘도 향상층(120)을 더욱 포함함에 따라, 청색광을 발광하는 유기발광층의 효율을 향상시킬 수 있어, 풀-컬러(WRGB) 구동에도 효율을 향상시킬 수 있으면서도, 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료(300)를 포함하는 청색광 흡수층(230)을 더욱 포함함으로써, 리사이클 되는 청색광에 의한 반사율이 증가하는 것 또한 방지할 수 있다.

이를 통해, OLED(100)의 콘트라스트가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

120 : 청색광 휘도 향상층
130 : 위상차층
140 : 선편광층
300 : 광흡수염료

Claims

다수의 화소영역을 포함하는 발광영역과, 상기 발광영역의 가장자리를 따라 비발광영역이 정의되는 기판과;
상기 각 화소영역 별로 위치하는 구동 박막트랜지스터 및 발광다이오드와;
상기 발광다이오드로부터 발광하는 광의 투과방향에 위치하는 청색광 휘도 향상층과;
상기 비발광영역에 대응하여 외부광이 입사되는 입사방향에 위치하며, 청색 파장대의 광을 흡수하는 광흡수염료
를 포함하는 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광흡수염료는 상기 각 화소영역 별로 위치하는 상기 발광다이오드의 제 1 전극 사이로 위치하는 뱅크에 포함되는 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광흡수염료는 청색광 흡수층에 포함되며, 상기 청색광 흡수층은 상기 발광영역에 대응하는 개구부를 포함하는 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광흡수염료는 상기 비발광영역에 각각 대응되어 패터닝되는 청색광 흡수층에 포함되는 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 청색광 휘도 향상층은 위상차층과 선편광층을 포함하는 편광판 내부로 위치하는 유기발광표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 청색광 휘도 향상층은 상기 발광다이오드와 상기 위상차층 사이로 위치하며,
상기 위상차판 상부로는 선편광판이 위치하는 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 청색광 휘도 향상층은 청색 콜레스테릭액정층으로 이루어지는 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외부광이 입사되는 상기 구동 박막트랜지스터의 하부에는 차광층이 위치하는 유기발광표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 발광다이오드는 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되는 상기 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상부로 위치하는 유기발광층 그리고 상기 유기발광층 상부로 위치하는 제 2 전극을 포함하는 유기발광표시장치.