KR20210132419A - 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 영상 표시 장치 - Google Patents

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KR20210132419A
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백선필
이재용
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Abstract

본 발명은 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 영상 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자는, 서로 대향되는 상판 및 하판, 상판과 하판 사이에 형성되고, 적어도 하나의 발광층을 포함하는 제1 내지 제3 스택 및 제1 내지 제3 스택 중 인접하는 스택 사이에 형성되는 적어도 하나의 절연층을 포함하고, 제1 내지 제3 스택은, 각각 적어도 하나의 발광층 양면에 위치하는 한 쌍의 양극과 음극을 포함할 수 있다.
이에 따라, 휘도를 상승시키고, 소비전력을 감소시키며, 소자의 수명을 늘릴 수 있는 효과가 있다.

Description

유기 발광 소자 및 이를 포함하는 영상 표시 장치 {Organic light emitting device and Image display apparatus including the same}
본 발명은 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 영상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 소자 내의 RGB 발광층 각각에 양극과 음극을 형성하고 RGB 발광층 각각의 휘도를 제어하여, 발광 효율을 높이고 발광층의 수명을 향상시킬 수 있는 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 영상 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(OLED, Organic Light Emitting Device)는 유기 자발광 소자를 서브 픽셀에 포함하여, 각 서브 픽셀별로 유기 발광 소자의 동작에 의해 영상을 표시한다. 이러한 유기 발광 소자는 표시 장치뿐만 아니라 조명 장치에서도 이용될 수 있어, 최근 조명 업계에서도 유기 발광 소자의 개발이 주목되고 있다.
또한, 유기 발광 소자는 별도의 백라이트 유닛이 요구되지 않아, 플렉서블 표시 장치나 투명 표시 장치에도 적용이 쉽다는 장점이 있다.
최근에는, 유기 발광 소자의 단일 스택의 효율의 한계로 인하여, 복수의 스택을 양극과 음극 사이에 적층시켜 빛을 발광하는 방식이 적용되고 있다.
이러한 방식의 유기 발광 소자는, 양극과 음극 사이에 복수의 색상의 광을 발광하는 서로 다른 발광층을 구비하고, 둘 이상의 발광층의 색상을 혼합하여 백색을 나타낸다. 따라서, 색 표현을 위해서는 Red, Green, Blue 컬러 필터를 필수적으로 포함하여야 한다.
또한, 하나의 픽셀(Pixel) 영역을 RGB 또는 RGBW의 서브 픽셀(sub pixel)로 나누어서 빛을 발광하므로, RGB 각각의 색에 대해서는 개구율이 33% 또는 25% 정도의 수준이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 소자 내의 RGB 발광층 각각에 양극과 음극을 형성하고 RGB 발광층 각각의 휘도를 제어하여, 발광 효율 또는 휘도를 높일 수 있는 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 영상 표시 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, RGB 발광층 각각의 휘도를 제어하거나, 하나의 스택 내에 복수의 발광층을 포함하여, 발광층의 수명을 증가시킬 수 있는 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 영상 표시 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, RGB 색 표현을 위한 컬러 필터를 삭제하여, 생산 단가를 감소시킬 수 있는 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 영상 표시 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자는, 서로 대향되는 상판 및 하판, 상판과 하판 사이에 형성되고, 적어도 하나의 발광층을 포함하는 제1 내지 제3 스택 및 제1 내지 제3 스택 중 인접하는 스택 사이에 형성되는 적어도 하나의 절연층을 포함하고, 제1 내지 제3 스택은, 각각 적어도 하나의 발광층 양면에 위치하는 한 쌍의 양극과 음극을 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자에서, 제1 스택은, 서로 대향하는 제1 양극과 제1 음극, 및 제1 양극과 제1 음극 사이에 위치하고 적색을 발광하는 적어도 하나의 제1 발광층을 포함하고, 제2 스택은, 서로 대향하는 제2 양극과 제2 음극, 및 제2 양극과 제2 음극 사이에 위치하고 녹색을 발광하는 적어도 하나의 제2 발광층을 포함하며, 제3 스택은, 서로 대향하는 제3 양극과 제3 음극, 및 제3 양극과 제3 음극 사이에 위치하고 청색을 발광하는 적어도 하나의 제3 발광층을 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자에서, 제1 내지 제3 스택은, 제1 스택 - 제2 스택 - 제3 스택, 또는, 제1 스택 - 제3 스택 - 제2 스택의 순서로 위치할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자에서, 제1 내지 제3 스택은, 제1 스택 - 제2 스택 - 제3 스택의 순서로 위치하고, 절연층은, 제1 스택과 제2 스택 사이에 위치하고, 제2 스택의 제2 음극과 제3 스택의 제3 음극은 하나의 층으로 일체로 형성될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자에서, 제3 스택은, 제3 양극과 제3 음극 사이에 위치하는 복수의 제3 발광층을 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자에서, 복수의 제3 발광층 중 인접하는 제3 발광층 사이에는 전하 생성층이 형성될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자에서, 제1 내지 제3 스택에 포함되는 양극과 음극 중, 상판과 가장 인접하는 전극을 제외한 나머지 전극은, 투명 도전 소자로 형성될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자에서, 제1 내지 제3 스택에 포함되는 양극과 음극 중, 하판과 가장 인접하는 전극을 제외한 나머지 전극은, 투명 도전 소자로 형성될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 표시 장치는, 유기 발광 소자를 포함하는 디스플레이 및 유기 발광 소자의 제1 내지 제3 스택의 각각의 양극과 음극 사이에 인가되는 구동 전압을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 표시 장치에서, 제어부는, 제1 내지 제3 스택에 인가되는 구동 전압의 크기를 개별 제어하여, 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 색상과 휘도를 제어할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 영상 표시 장치는, 소자 내의 RGB 발광층 각각에 양극과 음극을 형성하고 RGB 발광층 각각의 휘도를 제어하여, 발광 효율 또는 휘도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 영상 표시 장치는, RGB 발광층 각각의 휘도를 제어하거나, 하나의 스택 내에 복수의 발광층을 포함하여, 발광층의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 영상 표시 장치는, RGB 색 표현을 위한 컬러 필터를 삭제하여, 생산 단가를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 영상 표시 장치의 내부 블록도의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 신호 처리부의 내부 블록도의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 디스플레이의 내부 블록도를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5b는 도 4의 패널의 설명에 참조되는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 단면도이다.
도 7은 도 6의 유기 발광 소자에서 발광층 배열의 다양한 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 단면도이다.
도 10a 내지 도10b는 도 6의 유기 발광 소자에서 배면 발광 구조와 전면 발광 구조를 도시한 도면이다.
도 11은 도 6의 유기 발광 소자를 포함하는 영상 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 12a 내지 도 12b는 본 발명의 유기 발광 소자의 픽셀 구조 및 종래의 픽셀 구조를 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치(100)를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 표시 장치(100)는, 디스플레이(180) 및 제어부(170m)를 포함할 수 있다.
디스플레이(180)는 유기 발광 소자를 포함하는 패널(OLED 패널)을 포함할 수 있다. OLED 패널은, 액정 표시 패널(LCD) 보다 패널 응답 속도가 빠르며, 색재현성이 뛰어나다는 장점이 있다.
제어부(170m)는, 디스플레이(180)에 포함되는, 유기 발광 소자의 제1 내지 제3 스택의 각각의 양극과 음극 사이에 인가되는 구동 전압을 제어할 수 있다.
한편, 도 1의 영상표시장치(100)는, TV, 모니터, 차량용 디스플레이 등이 가능하다.
도 2는 도 1의 영상 표시 장치(100)의 내부 블록도의 일 예를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 영상 표시 장치(100)는, 영상 수신부(105), 저장부(140), 사용자 입력 인터페이스부(150), 센서부(미도시), 신호 처리부(170), 디스플레이(180), 오디오 출력부(185), 조도 센서(197)를 포함할 수 있다.
영상 수신부(105)는, 튜너부(110), 복조부(120), 네트워크 인터페이스부(135), 외부장치 인터페이스부(130)를 포함할 수 있다.
한편, 영상 수신부(105)는, 도면과 달리, 튜너부(110), 복조부(120)와, 외부장치 인터페이스부(130)만을 포함하는 것도 가능하다. 즉, 네트워크 인터페이스부(135)를 포함하지 않을 수도 있다.
튜너부(110)는, 안테나(미도시)를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency) 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널 또는 기저장된 모든 채널에 해당하는 RF 방송 신호를 선택한다. 또한, 선택된 RF 방송 신호를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성신호로 변환한다.
예를 들어, 선택된 RF 방송 신호가 디지털 방송 신호이면 디지털 IF 신호(DIF)로 변환하고, 아날로그 방송 신호이면 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)로 변환한다. 즉, 튜너부(110)는 디지털 방송 신호 또는 아날로그 방송 신호를 처리할 수 있다. 튜너부(110)에서 출력되는 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)는 신호 처리부(170)로 직접 입력될 수 있다.
한편, 튜너부(110)는, 복수 채널의 방송 신호를 수신하기 위해, 복수의 튜너를 구비하는 것이 가능하다. 또는, 복수 채널의 방송 신호를 동시에 수신하는 단일 튜너도 가능하다.
복조부(120)는 튜너부(110)에서 변환된 디지털 IF 신호(DIF)를 수신하여 복조 동작을 수행한다.
복조부(120)는 복조 및 채널 복호화를 수행한 후 스트림 신호(TS)를 출력할 수 있다. 이때 스트림 신호는 영상 신호, 음성 신호 또는 데이터 신호가 다중화된 신호일 수 있다.
복조부(120)에서 출력한 스트림 신호는 신호 처리부(170)로 입력될 수 있다. 신호 처리부(170)는 역다중화, 영상/음성 신호 처리 등을 수행한 후, 디스플레이(180)에 영상을 출력하고, 오디오 출력부(185)로 음성을 출력한다.
외부장치 인터페이스부(130)는, 접속된 외부 장치(미도시), 예를 들어, 셋탑 박스와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 이를 위해, 외부장치 인터페이스부(130)는, A/V 입출력부(미도시)를 포함할 수 있다.
외부장치 인터페이스부(130)는, DVD(Digital Versatile Disk), 블루레이(Blu ray), 게임기기, 카메라, 캠코더, 컴퓨터(노트북), 셋탑 박스 등과 같은 외부 장치와 유/무선으로 접속될 수 있으며, 외부 장치와 입력/출력 동작을 수행할 수도 있다.
A/V 입출력부는, 외부 장치의 영상 및 음성 신호를 입력받을 수 있다. 한편, 무선 통신부(미도시)는, 다른 전자기기와 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다.
이러한 무선 통신부(미도시)를 통해, 외부장치 인터페이스부(130)는, 인접하는 이동 단말기(미도시)와 데이터를 교환할 수 있다. 특히, 외부장치 인터페이스부(130)는, 미러링 모드에서, 이동 단말기로부터 디바이스 정보, 실행되는 애플리케이션 정보, 애플리케이션 이미지 등을 수신할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(135)는, 영상표시장치(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스부(135)는, 네트워크를 통해, 인터넷 또는 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자가 제공하는 컨텐츠 또는 데이터들을 수신할 수 있다.
한편, 네트워크 인터페이스부(135)는, 무선 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.
저장부(140)는, 신호 처리부(170) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호를 저장할 수도 있다.
또한, 저장부(140)는 외부장치 인터페이스부(130)로 입력되는 영상, 음성 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 저장부(140)는, 채널 맵 등의 채널 기억 기능을 통하여 소정 방송 채널에 관한 정보를 저장할 수 있다.
도 2의 저장부(140)가 신호 처리부(170)와 별도로 구비된 실시예를 도시하고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 저장부(140)는 신호 처리부(170) 내에 포함될 수 있다.
사용자 입력 인터페이스부(150)는, 사용자가 입력한 신호를 신호 처리부(170)로 전달하거나, 신호 처리부(170)로부터의 신호를 사용자에게 전달한다.
예를 들어, 원격제어장치(700)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 사용자 입력 신호를 송신/수신하거나, 전원키, 채널키, 볼륨키, 설정치 등의 로컬키(미도시)에서 입력되는 사용자 입력 신호를 신호 처리부(170)에 전달하거나, 사용자의 제스처를 센싱하는 센서부(미도시)로부터 입력되는 사용자 입력 신호를 신호 처리부(170)에 전달하거나, 신호 처리부(170)로부터의 신호를 센서부(미도시)로 송신할 수 있다.
신호 처리부(170)는, 튜너부(110) 또는 복조부(120) 또는 네트워크 인터페이스부(135) 또는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여, 입력되는 스트림을 역다중화하거나, 역다중화된 신호들을 처리하여, 영상 또는 음성 출력을 위한 신호를 생성 및 출력할 수 있다.
예를 들어, 신호 처리부(170)는, 영상 수신부(105)에서 수신된 방송 신호 또는 HDMI 신호 등을 수신하고, 수신되는 방송 신호 또는 HDMI 신호에 기초한 신호 처리를 수행하여, 신호 처리된 영상 신호를 출력할 수 있다.
신호 처리부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 디스플레이(180)로 입력되어, 해당 영상 신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 신호 처리부(170)에서 영상 처리된 영상 신호는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
신호 처리부(170)에서 처리된 음성 신호는 오디오 출력부(185)로 음향 출력될 수 있다. 또한, 신호 처리부(170)에서 처리된 음성 신호는 외부장치 인터페이스부(130)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다.
도 2에는 도시되어 있지 않으나, 신호 처리부(170)는 역다중화부, 영상처리부 등을 포함할 수 있다. 즉, 신호 처리부(170)는, 다양한 신호 처리를 수행할 수 있으며, 이에 따라, 시스템 온 칩(System On Chip, SOC)의 형태로 구현될 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.
그 외, 신호 처리부(170)는, 영상표시장치(100) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(170)는 튜너부(110)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.
또한, 신호 처리부(170)는 사용자 입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 영상 표시 장치(100)를 제어할 수 있다.
한편, 신호 처리부(170)는, 영상을 표시하도록 디스플레이(180)를 제어할 수 있다. 이때, 디스플레이(180)에 표시되는 영상은, 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 2D 영상 또는 3D 영상일 수 있다.
한편, 신호 처리부(170)는 디스플레이(180)에 표시되는 영상 내에, 소정 오브젝트가 표시되도록 할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트는, 접속된 웹 화면(신문, 잡지 등), EPG(Electronic Program Guide), 다양한 메뉴, 위젯, 아이콘, 정지 영상, 동영상, 텍스트 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 신호 처리부(170)는, 촬영부(미도시)로부터 촬영된 영상에 기초하여, 사용자의 위치를 인식할 수 있다. 예를 들어, 사용자와 영상 표시 장치(100) 간의 거리(z축 좌표)를 파악할 수 있다. 그 외, 사용자 위치에 대응하는 디스플레이(180) 내의 x축 좌표, 및 y축 좌표를 파악할 수 있다.
디스플레이(180)는, 신호 처리부(170)에서 처리된 영상 신호, 데이터 신호, OSD 신호, 제어 신호 또는 외부장치 인터페이스부(130)에서 수신되는 영상 신호, 데이터 신호, 제어 신호 등을 변환하여 구동 신호를 생성한다.
한편, 디스플레이(180)는, 터치 스크린으로 구성되어 출력 장치 이외에 입력 장치로 사용되는 것도 가능하다.
오디오 출력부(185)는, 신호 처리부(170)에서 음성 처리된 신호를 입력 받아 음성으로 출력한다.
촬영부(미도시)는 사용자를 촬영한다. 촬영부(미도시)는 1개의 카메라로 구현되는 것이 가능하나, 이에 한정되지 않으며, 복수 개의 카메라로 구현되는 것도 가능하다. 촬영부(미도시)에서 촬영된 영상 정보는 신호 처리부(170)에 입력될 수 있다.
신호 처리부(170)는, 촬영부(미도시)로부터 촬영된 영상, 또는 센서부(미도시)로부터의 감지된 신호 각각 또는 그 조합에 기초하여 사용자의 제스처를 감지할 수 있다.
조도 센서(197)는 영상 표시 장치(100) 주변의 광량을 측정한다. 조도 센서(197)에서 측정된 광량 정보를 신호 처리부(170)에 입력될 수 있다.
신호 처리부(170)는, 조도 센서(197)에서 측정된 광량 정보에 기초하여 디스플레이(180)의 밝기를 제어할 수 있다.
전원 공급부(190)는, 영상 표시 장치(100) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급한다. 특히, 전원 공급부(190)는, 시스템 온 칩(System On Chip, SOC)의 형태로 구현될 수 있는 신호 처리부(170)와, 영상 표시를 위한 디스플레이(180), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(185) 등에 전원을 공급할 수 있다.
구체적으로, 전원 공급부(190)는, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 직류 전원의 레벨을 변환하는 dc/dc 컨버터를 구비할 수 있다.
원격제어장치(700)는, 사용자 입력을 사용자입력 인터페이스부(150)로 송신한다. 이를 위해, 원격제어장치(700)는, 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency) 통신, 적외선(IR) 통신, UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 방식 등을 사용할 수 있다. 또한, 원격제어장치(700)는, 사용자입력 인터페이스부(150)에서 출력한 영상, 음성 또는 데이터 신호 등을 수신하여, 이를 원격제어장치(700)에서 표시하거나 음성 출력할 수 있다.
한편, 영상 표시 장치(100)는, 고정형 또는 이동형 디지털 방송 수신 가능한 디지털 방송 수신기일 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 영상 표시 장치(100)의 블록도는 본 발명의 일 실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 영상 표시 장치(100)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다. 즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
도 3은 도 2의 신호 처리부(170)의 내부 블록도의 일 예를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 처리부(170)는, 역다중화부(310), 영상 처리부(320), 프로세서(330), 오디오 처리부(370)를 포함할 수 있다. 그 외, 데이터 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
역다중화부(310)는, 입력되는 스트림을 역다중화한다. 예를 들어, MPEG-2 TS가 입력되는 경우 이를 역다중화하여, 각각 영상, 음성 및 데이터 신호로 분리할 수 있다. 여기서, 역다중화부(310)에 입력되는 스트림 신호는, 튜너부(110) 또는 복조부(120) 또는 외부장치 인터페이스부(130)에서 출력되는 스트림 신호일 수 있다.
영상 처리부(320)는, 입력되는 영상에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 처리부(320)는, 역다중화부(310)로부터 역다중화된 영상 신호의 영상 처리를 수행할 수 있다.
이를 위해, 영상 처리부(320)는, 영상 디코더(325), 스케일러(335), 화질 처리부(635), 영상 인코더(미도시), OSD 생성부(340), 프레임 영상 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360) 등을 포함할 수 있다.
영상 디코더(325)는, 역다중화된 영상신호를 복호화하며, 스케일러(335)는, 복호화된 영상신호의 해상도를 디스플레이(180)에서 출력 가능하도록 스케일링(scaling)을 수행한다.
영상 디코더(325)는 다양한 규격의 디코더를 구비하는 것이 가능하다. 예를 들어, MPEG-2, H,264 디코더, 색차 영상(color image) 및 깊이 영상(depth image)에 대한 3D 영상 디코더, 복수 시점 영상에 대한 디코더 등을 구비할 수 있다.
스케일러(335)는, 영상 디코더(325) 등에서 영상 복호 완료된, 입력 영상 신호를 스케일링할 수 있다.
예를 들어, 스케일러(335)는, 입력 영상 신호의 크기 또는 해상도가 작은 경우, 업 스케일링하고, 입력 영상 신호의 크기 또는 해상도가 큰 경우, 다운 스케일링할 수 있다.
화질 처리부(635)는, 영상 디코더(325) 등에서 영상 복호 완료된, 입력 영상 신호에 대한 화질 처리를 수행할 수 있다.
예를 들어, 화질 처리부(635)는, 입력 영상 신호의 노이즈 제거 처리를 하거나, 입력 영상 신호의 도계조의 해상를 확장하거나, 영상 해상도 향상을 수행하거나, 하이 다이나믹 레인지(HDR) 기반의 신호 처리를 하거나, 프레임 영상 레이트를 가변하거나, 패널 특성, 특히 유기 발광패널에 대응하는 화질 처리 등을 할 수 있다.
OSD 생성부(340)는, 사용자 입력에 따라 또는 자체적으로 OSD 신호를 생성한다. 예를 들어, 사용자 입력 신호에 기초하여, 디스플레이(180)의 화면에 각종 정보를 그래픽(Graphic)이나 텍스트(Text)로 표시하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 생성되는 OSD 신호는, 영상표시장치(100)의 사용자 인터페이스 화면, 다양한 메뉴 화면, 위젯, 아이콘 등의 다양한 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 생성되는 OSD 신호는, 2D 오브젝트 또는 3D 오브젝트를 포함할 수 있다.
또한, OSD 생성부(340)는, 원격제어장치(700)로부터 입력되는 포인팅 신호에 기초하여, 디스플레이에 표시 가능한, 포인터를 생성할 수 있다. 특히, 이러한 포인터는, 포인팅 신호 처리부에서 생성될 수 있으며, OSD 생성부(240)는, 이러한 포인팅 신호 처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 물론, 포인팅 신호 처리부(미도시)가 OSD 생성부(240) 내에 구비되지 않고 별도로 마련되는 것도 가능하다.
프레임 영상 레이트 변환부(Frame Rate Conveter, FRC)(350)는, 입력되는 영상의 프레임 영상 레이트를 변환할 수 있다. 한편, 프레임 영상 레이트 변환부(350)는, 별도의 프레임 영상 레이트 변환 없이, 그대로 출력하는 것도 가능하다.
한편, 포맷터(Formatter)(360)는, 입력되는 영상 신호의 포맷을, 디스플레이에 표시하기 위한 영상 신호로 변화시켜 출력할 수 있다.
특히, 포맷터(Formatter)(360)는, 디스플레이 패널에 대응하도록 영상 신호의 포맷을 변화시킬 수 있다.
프로세서(330)는, 영상표시장치(100) 내 또는 신호 처리부(170) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(330)는 튜너(110)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기저장된 채널에 해당하는 RF 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 사용자 입력 인터페이스부(150)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 영상 표시 장치(100)를 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 네트워크 인터페이스부(135) 또는 외부장치 인터페이스부(130)와의 데이터 전송 제어를 수행할 수 있다.
또한, 프로세서(330)는, 신호 처리부(170) 내의 역다중화부(310), 영상 처리부(320) 등의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 신호 처리부(170) 내의 오디오 처리부(370)는, 역다중화된 음성 신호의 음성 처리를 수행할 수 있다. 이를 위해 오디오 처리부(370)는 다양한 디코더를 구비할 수 있다.
또한, 신호 처리부(170) 내의 오디오 처리부(370)는, 베이스(Base), 트레블(Treble), 음량 조절 등을 처리할 수 있다.
신호 처리부(170) 내의 데이터 처리부(미도시)는, 역다중화된 데이터 신호의 데이터 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 역다중화된 데이터 신호가 부호화된 데이터 신호인 경우, 이를 복호화할 수 있다. 부호화된 데이터 신호는, 각 채널에서 방영되는 방송프로그램의 시작시간, 종료시간 등의 방송정보를 포함하는 전자 프로그램 가이드 정보(Electronic Program Guide) 정보일 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 신호 처리부(170)의 블록도는 본 발명의 일 실시예를 위한 블록도이다. 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 신호 처리부(170)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.
특히, 프레임 영상 레이트 변환부(350), 및 포맷터(360)는 영상 처리부(320) 외에 별도로 마련될 수도 있다.
도 4는 도 1의 디스플레이(180)의 내부 블록도를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 디스플레이(180)는, 유기 발광 소자를 포함하는 패널(210), 제1 인터페이스부(230), 제2 인터페이스부(231), 타이밍 컨트롤러(232), 게이트 구동부(234), 데이터 구동부(236), 메모리(240), 프로세서(270), 전원 공급부(290), 전류 검출부(250) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이(180)는, 영상 신호(Vd)와, 제1 직류 전원(V1) 및 제2 직류 전원(V2)을 수신하고, 영상 신호(Vd)에 기초하여, 소정 영상을 표시할 수 있다.
한편, 디스플레이(180) 내의 제1 인터페이스부(230)는, 신호 처리부(170)로부터 영상 신호(Vd)와, 제1 직류 전원(V1)을 수신할 수 있다.
여기서, 제1 직류 전원(V1)은, 디스플레이(180) 내의 전원 공급부(290), 및 타이밍 컨트롤러(232)의 동작을 위해 사용될 수 있다.
다음, 제2 인터페이스부(231)는, 외부의 전원 공급부(190)로부터 제2 직류 전원(V2)을 수신할 수 있다. 한편, 제2 직류 전원(V2)은, 디스플레이(180) 내의 데이터 구동부(236)에 입력될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(232)는, 영상 신호(Vd)에 기초하여, 데이터 구동 신호(Sda) 및 게이트 구동 신호(Sga)를 출력할 수 있다.
예를 들어, 제1 인터페이스부(230)가 입력되는 영상 신호(Vd)를 변환하여 변환된 영상 신호(va1)를 출력하는 경우, 타이밍 컨트롤러(232)는, 변환된 영상 신호(va1)에 기초하여, 데이터 구동 신호(Sda) 및 게이트 구동 신호(Sga)를 출력할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(timing controller)(232)는, 신호 처리부(170)로부터의 비디오 신호(Vd) 외에, 제어 신호, 수직동기신호(Vsync) 등을 더 수신할 수 있다.
그리고, 타이밍 컨트롤러(timing controller)(232)는, 비디오 신호(Vd) 외에, 제어 신호, 수직동기신호(Vsync) 등에 기초하여, 게이트 구동부(234)의 동작을 위한 게이트 구동 신호(Sga), 데이터 구동부(236)의 동작을 위한 데이터 구동 신호(Sda)를 출력할 수 있다.
이때의 데이터 구동 신호(Sda)는, 패널(210)에 포함되는 제1 스택 내지 제3 스택의 양극과 음극 사이에 인가되는 데이터 구동 신호일 수 있다.
한편, 타이밍 컨트롤러(232)는, 게이트 구동부(234)에 제어 신호(Cs)를 더 출력할 수 있다.
게이트 구동부(234)와 데이터 구동부(236)는, 타이밍 컨트롤러(232)로부터의 게이트 구동 신호(Sga), 데이터 구동 신호(Sda)에 따라, 각각 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)을 통해, 주사 신호 및 영상 신호를 패널(210)에 공급한다. 이에 따라, 패널(210)은 소정 영상을 표시하게 된다.
한편, 패널(210)은, 영상을 표시하기 위해, 유기 발광 소자에 대응하는 각 화소에, 다수개의 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)이 매트릭스 형태로 교차하여 배치될 수 있다.
한편, 데이터 구동부(236)는, 제2 인터페이스부(231)로부터의 제2 직류 전원(V2)에 기초하여, 패널(210)에 데이터 신호를 출력할 수 있다.
전원 공급부(290)는, 각종 전원을, 게이트 구동부(234)와 데이터 구동부(236), 타이밍 컨트롤러(232) 등에 공급할 수 있다.
전류 검출부(250)는, 패널(210)의 픽셀에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 검출되는 전류는, 누적 전류 연산을 위해, 프로세서(270) 등에 입력될 수 있다.
프로세서(270)는, 디스플레이(180) 내의 각종 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동부(234)와 데이터 구동부(236), 타이밍 컨트롤러(232) 등을 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(270)는, 전류 검출부(250)로부터, 패널(210)의 픽셀에 흐르는 전류 정보를 수신할 수 있다.
그리고, 프로세서(270)는, 패널(210)의 픽셀에 흐르는 전류 정보에 기초하여, 패널(210)의 각 픽셀의 누적 전류를 연산할 수 있다. 연산되는 누적 전류는, 메모리(240)에 저장될 수 있다.
한편, 프로세서(270)는, 패널(210)의 각 픽셀의 누적 전류가, 허용치 이상인 경우, 번인(burn in)으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(270)는, 패널(210)의 각 픽셀의 누적 전류가, 300000A 이상인 경우, 번인된 픽셀로 판단할 수 있다.
한편, 프로세서(270)는, 패널(210)의 각 픽셀 중 일부 픽셀의 누적 전류가, 허용치에 근접하는 경우, 해당 픽셀을, 번인이 예측되는 픽셀로 판단할 수 있다.
한편, 프로세서(270)는, 전류 검출부(250)에서 검출된 전류에 기초하여, 가장 누적 전류가 큰 픽셀을, 번인 예측 픽셀로 판단할 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 도 4의 패널의 설명에 참조되는 도면이다.
도 5a는 패널(210)의 픽셀(Pixel)을 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 패널(210)은, 복수의 스캔 라인(Scan 1 ~ Scan n)과, 이와 교차하는 복수의 데이터 라인(R1, G1, B1 ~ Rm, Gm, Bm)을 구비할 수 있다.
한편, 패널(210) 내의 스캔 라인과, 데이터 라인의 교차 영역에, 픽셀(Pixel)이 정의된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 패널(210)은 R, G, B 중 적어도 하나의 색을 표현하는 제1 스택 내지 제3 스택을 포함하는 영역이 하나의 픽셀(Pixel)로 정의될 수 있다.
도 5b는, 도 5a의 패널(210)의 픽셀(Pixel)에 포함되는 제1 스택 내지 제3 스택 중 어느 하나의 스택에 대응하는 회로를 예시한다.
도면을 참조하면, 유기 발광 픽셀(pixel)에 포함되는 스택에 대응하는 회로(CRTm)는, 능동형으로서, 스캔 스위칭 소자(SW1), 저장 커패시터(Cst), 구동 스위칭 소자(SW2), 유기 발광층(OLED)을 구비할 수 있다.
스캔 스위칭 소자(SW1)는, 게이트 단자에 스캔 라인(Scan line)이 접속되어, 입력되는 스캔 신호(Vdscan)에 따라 턴 온하게 된다. 턴 온되는 경우, 입력되는 데이터 신호(Vdata)를 구동 스위칭 소자(SW2)의 게이트 단자 또는 저장 커패시터(Cst)의 일단으로 전달하게 된다.
저장 커패시터(Cst)는, 구동 스위칭 소자(SW2)의 게이트 단자와 소스 단자 사이에 형성되며, 저장 커패시터(Cst)의 일단에 전달되는 데이터 신호 레벨과, 저장 커패시터(Cst)의 타단에 전달되는 직류 전원(VDD) 레벨의 소정 차이를 저장한다.
예를 들어, 데이터 신호가, PAM(Pluse Amplitude Modulation) 방식에 따라 서로 다른 레벨을 갖는 경우, 데이터 신호(Vdata)의 레벨 차이에 따라, 저장 커패시터(Cst)에 저장되는 전원 레벨이 달라지게 된다.
다른 예로, 데이터 신호가 PWM(Pluse Width Modulation) 방식에 따라 서로 다른 펄스폭을 갖는 경우, 데이터 신호(Vdata)의 펄스폭 차이에 따라, 저장 커패시터(Cst)에 저장되는 전원 레벨이 달라지게 된다.
구동 스위칭 소자(SW2)는, 저장 커패시터(Cst)에 저장된 전원 레벨에 따라 턴 온된다. 구동 스위칭 소자(SW2)가 턴 온하는 경우, 저장된 전원 레벨에 비례하는, 구동 전류(IOLED)가 제1 스택 내지 제3 스택에 포함되는 유기 발광층(OLED)에 흐르게 된다. 이에 따라, 유기 발광층(OLED)은 발광 동작을 수행하게 된다.
제1 스택 내지 제3 스택은 R, G, B의 발광층(Emitting Layer; EML) 중 어느 하나의 발광층을 포함하며, 정공 수송층(Hole Transfer Layer; HTL)과 전자 수송층(Electron Transfer Layer; ETL)을 포함할 수 있다. 한편, 제1 스택 내지 제3 스택은, 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL)과 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 정공 저지층(Hole Block Layer; HBL)과 전자 저지층(Electron Block Layer; EBL) 등도 포함할 수 있다.
한편, 종래의 디스플레이 패널은 하나의 픽셀 내부에 R, G, B 서브 픽셀을 포함하거나 R, G, B, W 서브 픽셀을 포함한다. 종래의 디스플레이 패널의 유기 발광층(OLED)은 모두 백색의 광을 출력하므로, 녹색, 적색, 청색 서브 픽셀의 경우, 색상 구현을 위해, 별도의 컬러 필터가 구비된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 디스플레이(180)는, 픽셀에 포함되는 R, G, B의 발광층(EML)의 발광이 각각 제어될 수 있다. 따라서, 별도의 컬러 필터가 구비되지 않는다.
한편, 도면에서는, 스캔 스위칭 소자(SW1)와 구동 스위칭 소자(SW2)로서, p타입의 MOSFET인 경우를 예시하나, n타입의 MOSFET이거나, 그 외, JFET, IGBT, 또는 SIC 등의 스위칭 소자가 사용되는 것도 가능하다.
한편, 픽셀(Pixel)은, 단위 표시 기간 동안, 구체적으로 단위 프레임 영상 동안, 스캔 신호가 인가된 이후, 유기 발광층(OLED)에서 계속 발광하는 홀드 타입의 소자이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자(500)의 단면도이다.
유기 발광 소자(500)는, 제1 기판(510), 제2 기판(520), 제1 스택(530), 제2 스택(540) 및 제3 스택(550)을 포함할 수 있다.
제1 기판(510)과 제2 기판(520)은, 제1 방향(이하 'y축 방향'이라 한다)으로 서로 대향되어 배치되고, 광을 투과시키기 위하여 투명한 유리(glass) 등으로 구성될 수 있다. 또한, 제1 기판(510)과 제2 기판(520)은, 폴리이미드 등과 같이 휘어지는 특성을 갖는 고분자 물질로 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 제1 기판(510)은 상판으로 명명될 수 있고, 제2 기판(520)은 하판으로 명명될 수 있다.
제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)은, 제1 기판(510) 및 제2 기판(520) 사이에 형성되고, 외부에 연결된 회로로부터 전기 전위가 입력되면, 광을 발광할 수 있다.
제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)은, 각각, 적어도 하나의 발광층(533, 543, 553) 및 발광층의 양면에 위치하는 한 쌍의 양극(531, 541, 551)과 음극(535, 545, 555)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 스택(530)은, y축 방향으로 서로 대향하는 제1 양극(531)과 제1 음극(535), 및 제1 양극(531)과 제1 음극(535) 사이에 위치하고 적색을 발광하는 적어도 하나의 제1 발광층(533)을 포함할 수 있고, 제2 스택(540)은, 서로 대향하는 제2 양극(541)과 제2 음극(545), 및 제2 양극(541)과 제2 음극(545) 사이에 위치하고 녹색을 발광하는 적어도 하나의 제2 발광층(543)을 포함할 수 있으며, 제3 스택(550)은, 서로 대향하는 제3 양극(551)과 제3 음극(555), 및 제3 양극(551)과 제3 음극(555) 사이에 위치하고 청색을 발광하는 적어도 하나의 제3 발광층(553)을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 설명의 모든 예에서는, 제1 발광층(533)이 적색 발광층, 제2 발광층(543)이 녹색 발광층, 제3 발광층(553)이 청색 발광층을 포함하는 것으로 가정한다. 그러나, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)에 포함되는 발광층에서 생성되는 광의 색상은 이에 제한되지 않으며, 각각의 스택은 다양한 종류의 발광층을 포함할 수 있고, 이에 따라 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다.
제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)에 포함되는 적어도 하나의 발광층에서 생성되는 광은, 다른 스택, 제1 기판(510) 또는 제2 기판(520) 중 적어도 하나를 투과하여, 제1 기판(510) 또는 제2 기판(520)의 외부로 방출될 수 있다.
각각의 스택(530, 540, 550)에 포함되는 양극(531, 541, 551)과 음극(535, 545, 555)은, 각각의 발광층(533, 543, 553)의 양면에 위치하고, 외부에 연결된 회로로부터 전기 전위가 입력될 수 있다.
양극(531, 541, 551)과 음극(535, 545, 555) 중 적어도 하나는, 빛을 투과할 수 있는 투명 도전 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명 도전 물질로는 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 주석산화물(Tin Oxide; TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO) 또는 이들의 조합이 이용될 수 있다.
또한, 양극(531, 541, 551)과 음극(535, 545, 555) 중 적어도 하나는, 광을 반사시키는 도전 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 광을 반사시키는 도전 물질로는 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg) 등의 금속 물질 또는 이들의 조합이 이용될 수 있다.
한편, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)은, 각각, 정공 수송층(HTL)과 전자 수송층(ETL)을 포함할 수 있다. 한편, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)은, 정공 주입층(HIL)과 전자 주입층(EIL)을 더 포함할 수 있다.
한편, 각각의 스택(530, 540, 550)에서, 양극과 음극 사이에 형성되는 층은, 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 정공 수송층/발광층/전자 수송층, 정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층, 정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층, 정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층(도 6의 예시), 정공 주입층/정공 수송층/전자-차단층/발광층/전자 수송층/전자 주입층, 정공 주입층/정공 수송층/발광층/정공-차단층/전자 수송층/전자 주입층 등의 구조로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 스택(530)은, 제1 양극(531) 상에 순차적으로 적층된 정공 주입층과 정공 수송층(532), 제1 발광층(EML, 533), 전자 수송층과 전자 주입층(534)를 포함할 수 있다.
각각의 스택(530, 540, 550)에 포함되는 발광층(533, 543, 553)은, 적색, 녹색 또는 청색 중 하나의 색상의 광을 방출할 수 있다. 발광층(533, 543, 553)은, 전자-정공 쌍 재결합의 결과로서 전기 발광이 생성되는 발광성 형광 또는 인광 물질을 포함할 수 있다. 발광층(533, 543, 553)은, 단일 물질로 구성될 수 있으나, 호스트 물질에 발광 도펀트가 함유된 물질일 수 있다. 발광층(533, 543, 553)에 포함되는 물질은, 전자 수송 물질, 정공 수송 물질 또는 정공과 전자의 재결합을 지원하는 다른 물질 또는 이런 물질들의 조합일 수 있다.
예를 들어, 제3 발광층(553)이 청색의 광을 방출하는 경우, 제3 발광층(553)은, 청색 호스트 물질 및 청색 형광 발광 도펀트 물질을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자(500)의 각각의 스택(530, 540, 550)에서, 양극과 음극으로부터 정공(hole)과 전자(electron)가 발광층(533, 543, 553) 내로 주입되면, 발광층(533, 543, 553)에서 전자와 정공이 결합하여 여기자(exciton)가 생성된다. 생성된 여기자는, 여기 상태(excited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어질 수 있고, 이 때, 유기 발광 소자(500)로부터 광이 발생할 수 있다.
한편, 유기 발광소자(500)에는, 적어도 하나의 절연층(560)이 포함될 수 있다. 절연층(560)은 인접한 서로 다른 스택 사이에 배치되어, 스택을 절연시킬 수 있다. 구체적으로, 절연층(560)은, 인접한 서로 다른 스택에 포함되는 양극 또는 음극이 전기적으로 단락되지 않도록, 절연시킬 수 있다.
절연층(560)은, 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연층(560)은, 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토아크릴(photo-acryl) 등과 같은 유기 절연 물질로 형성될 수 있다.
절연층(560)은, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550) 중 인접하는 스택 사이에 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연층(560)은, 인접하는 제1 스택(530)과 제2 스택(540) 사이에 형성되는 제1 절연층(561)과 인접하는 제2 스택(540)과 제3 스택(550) 사이에 형성되는 제2 절연층(562)을 포함할 수 있다(도 6 예시). 다만, 절연층(560)의 배치는, 이에 한정되지 않으며, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)의 위치 관계가 달라지거나, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)에 포함되는 양극과 음극의 배치 관계에 따라 달라질 수 있다.
도 7은 도 6의 유기 발광 소자(500)에서 발광층(533, 543, 553) 배열의 다양한 예를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 예에서, 유기 발광 소자(500)는, 제2 기판(520) 방향(y축 방향)으로 광을 방출한다고 가정한다. 또한, 도 7에 도시된 예에서, 제1 발광층(530), 제2 발광층(540) 및 제3 발광층(550)은 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 생성한다고 가정한다.
유기 발광 소자(500)에서, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)은, 제1 기판(510) 및 제2 기판(520) 사이에 다양한 순서로 배열되어, 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)은, 제1 스택(530) - 제2 스택(540) - 제3 스택(550)의 순서로 배열될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 제2 기판(520) 위에 제3 스택(550)이 형성되고, 제3 스택(550) 위에 제2 스택(540)이 형성되며, 제2 스택(540) 위에 제1 스택(530)이 형성되고, 제1 스택(530) 위에 제1 기판(510)이 형성될 수 있다. 각각의 인접한 스택 사이에는 절연층(516, 562)이 형성될 수 있다.
이와 같이 각각의 스택(530, 540, 550)이 배열되는 경우, 제3 스택(550)이 광이 방출되는 제2 기판(520)과 가장 인접하게 배열된다. 따라서, 제1 스택(530)의 제1 발광층(533)에서 생성되는 적색광 및 제2 스택(540)의 제2 발광층(543)에서 생성되는 녹색광과 비교하여, 제3 스택(550)의 제3 발광층(553)에서 생성되는 청색광의 광손실이 가장 작을 수 있다. 제3 스택(550)의 제3 발광층(553)에서 생성되는 청색광이 제2 기판(520) 외부로 방출되기 위해 투과해야하는 층의 개수가 가장 적기 때문이다.
따라서, 각각의 스택이, 제1 기판(510)에서 제2 기판(520) 방향으로, 제1 스택(530) - 제2 스택(540) - 제3 스택(550)의 순서로 배열되는 경우, 다른 순서로 배열되는 경우와 비교하여, 동일한 휘도의 청색광을 방출하기 위하여, 제3 발광층(553)에 인가해야 하는 전압이 가장 작아질 수 있다. 이에 따라, 청색 발광층에 포함되는 유기물의 수명을 최대화할 수 있게 된다.
한편, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)은, 제1 스택(530) - 제3 스택(550) - 제2 스택(540)의 순서로 배열될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 제2 기판(520) 위에 제2 스택(540)이 형성되고, 제2 스택(540) 위에 제3 스택(550)이 형성되며, 제3 스택(550) 위에 제1 스택(530)이 형성되고, 제1 스택(530) 위에 제1 기판(510)이 형성될 수 있다. 각각의 인접한 스택 사이에는 절연층(516, 562)이 형성될 수 있다.
이와 같이 각각의 스택(530, 540, 550)이 배열되는 경우, 제2 스택(540)이 광이 방출되는 제2 기판(520)과 가장 인접하게 배열된다. 따라서, 제1 스택(530)의 제1 발광층(533)에서 생성되는 적색광 및 제3 스택(550)의 제3 발광층(553)에서 생성되는 청색광과 비교하여, 제2 스택(540)의 제2 발광층(543)에서 생성되는 녹색광의 광손실이 가장 작을 수 있다.
따라서, 각각의 스택이, 제1 기판(510)에서 제2 기판(520) 방향으로, 제1 스택(530) - 제3 스택(550) - 제2 스택(540)의 순서로 배열되는 경우, 다른 순서로 배열되는 경우와 비교하여, 동일한 휘도의 녹색광을 방출하기 위하여, 제2 발광층(543)에 인가해야 하는 전압이 가장 작아질 수 있다.
백색광을 생성하기 위하여, 적색광, 녹색광 및 청색광의 휘도는 약 2:7:1의 비율을 가져야 한다. 따라서, 상대적으로 가장 높은 휘도의 녹색광을 생성하는 제3 발광층(553)에 인가하는 전압을 감소시키는 경우, 유기 발광 소자(500)의 발광 효율을 최대화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자(500)의 단면도이다.
유기 발광 소자(500)는, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550) 중 인접하는 2개의 스택에 포함되는 음극이 공통 음극일 수 있다.
본 예에서는, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)은, 제1 스택(530) - 제2 스택(540) - 제3 스택(550)의 순서로 위치한다고 가정한다.
도면을 참조하면, 제2 스택(540)의 제2 음극(545)과 제3 스택(550)의 제3 음극(555)은 하나의 층으로 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 음극(545)과 제3 음극(555)이 일체로 형성된 전극을 공통 음극(Common Cathode, 570)으로 명명할 수 있다.
공통 음극(570)은, 빛을 투과할 수 있는 투명 도전 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명 도전 물질로는 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 주석산화물(Tin Oxide; TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO) 또는 이들의 조합이 이용될 수 있다.
제3 스택(550)은, 제2 기판(520) 상에 제3 양극(551), 정공 주입층과 정공 수송층(552), 제3 발광층(553), 전자 수송층과 전자 주입층(554)이 순차적으로 적층되고, 전자 수송층과 전자 주입층(554) 상에 공통 전극(570)이 적층된 형태일 수 있다. 제2 스택(550)은, 공통 전극(570) 상에 전자 주입층과 전자 수송층(544), 제2 발광층(543), 정공 수송층과 정공 주입층(542), 제2 양극(541)이 적층된 형태일 수 있다. 이 경우, 제2 스택(540)과 제3 스택(550)의 음극은 공통 음극(570)으로 형성되므로, 제2 스택(540)과 제3 스택(550) 사이에는 절연층이 형성되지 않을 수 있다.
제2 발광층(543)은 제2 양극(541)과 공통 음극(570) 사이에 인가되는 전원에 의해 발광할 수 있고, 제3 발광층(553)은 제3 양극(551)과 공통 음극(570) 사이에 인가되는 전원에 의해 발광할 수 있다. 제2 스택(540)과 제3 스택(550) 각각에 양극과 음극이 형성되는 경우와 비교하여, 하나의 음극과 하나의 절연층을 삭제할 수 있다. 이에 따라, 유기 발광 소자(500)의 전체 두께를 감소시킬 수 있고, 유기 발광 소자(500)의 생산 단가를 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 제1 스택(530)의 제1 음극(535)과 제2 스택(540)의 제2 음극(545)이 하나의 공통 음극으로 형성될 수 있다.
이 경우, 제2 스택(540)은, 제2 양극(541), 정공 주입층과 정공 수송층(542), 제2 발광층(543), 전자 수송층과 전자 주입층(544)이 순차적으로 적층되고, 전자 수송층과 전자 주입층(544) 상에 공통 전극(570)이 적층된 형태일 수 있다. 제1 스택(530)은, 공통 전극(570) 상에 전자 주입층과 전자 수송층(534), 제2 발광층(543), 정공 수송층과 정공 주입층(542), 제2 양극(541)이 적층된 형태일 수 있다. 이 경우, 제1 스택(530)과 제2 스택(540)의 음극은 공통 음극(570)으로 형성되므로, 제1 스택(530)과 제2 스택(540) 사이에는 절연층이 형성되지 않을 수 있다.
한편, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)은, 제1 기판(510)과 제2 기판(520) 사이에서 y축 방향으로 다양한 순서로 배치될 수 있고, 각각의 스택(530, 540, 550) 중 2개의 스택은 공통 음극(570)을 가지는 형태로 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자(500)의 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자(500)에서, 제1 발광층(530) 내지 제3 발광층(550) 중 적어도 하나의 발광층은 복수개의 발광층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 스택(550)은, 제3 양극(551)과 제3 음극(555) 사이에 위치하는 복수의 제3 발광층(553)을 포함할 수 있다.
본 실시 예에서, 제1 기판(510), 제2 기판(520), 제1 스택(530) 및 제2 스택(540)의 구조는 도 6과 관련하여 설명한 실시 예의 구조와 동일하므로, 제3 스택(550)의 구조에 대해서만 설명한다.
도면을 참조하면, 제3 스택(550)은, 제3-1 발광층(553a)과 제3-2 발광층(553b)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제3-1 발광층(553a)과 제3-2 발광층(553b)은 모두 청색의 광을 발광하는 청색 발광층일 수 있다.
제3 스택(550)은, 제1 전극(551), 정공 주입층과 정공 수송층(552b), 제3-2 발광층(553b), 전자 수송층(554b)이 순차적으로 적층되고, 전자 수송층(554b) 상에 전하 생성층(580)이 적층될 수 있다. 또한, 전하 생성층(580) 상에, 정공 수송층(552a), 제3-1 발광층(553a), 전하 수송층과 전하 주입층(554a), 제3 음극(555)이 적층된 형태일 수 있다.
한편, 복수의 제3 발광층(553) 중 서로 인접하는 발광층 사이에는 전하 생성층(Charge Generation Layer; CGL)이 형성될 수 있다.
전하 생성층(580)은, 서로 인접한 발광층으로 공급되는 전하의 균형을 조절하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 전하 생성층(580)은, 중간 연결층(Intermediate Connector Layer; ICL)이라고 명명할 수도 있다.
전하 생성층(580)은, p형 전하 생성층(581) 및 n형 전하 생성층(582)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 전하 생성층(580)은, p형 전하 생성층(581)과 n형 전하 생성층(582)이 인접하게 위치하면서 접합된 PN 접합 전하 생성층일 수 있다.
p형 전하 생성층(581)은, 정공 수송층(552a)에 인접하게 위치하고, 제3-1 발광층(553a)으로 정공을 공급할 수 있다. p형 전하 생성층(581)은, p형 도펀트 물질 및 p형 호스트 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, p형 호스트 물질은, 정공을 전달할 수 있는 물질로서, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine) 및 MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine) 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, p형 도펀트 물질은, 금속 산화물, 테트라플루오로-테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), HAT-CN(Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile), 헥사아자트리페닐렌 등과 같은 유기물 또는 V2O5, MoOx, WO3 등과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
n형 전하 생성층(582)은, 전자 수송층(554b)에 인접하게 위치하고, 제3-2 발광층(553b)으로 전자를 공급할 수 있다. n형 전하 생성층(582)은, n형 도펀트 물질 및 n형 호스트 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, n형 호스트 물질은, 전자를 전달할 수 있는 물질로서, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), SAlq, TPBi(2,2',2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole) 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, n형 도펀트 물질은, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, n형 도펀트 물질은, 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 또는 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 또는 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 또는 라듐(Ra)과 같은 알칼리 토금속으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
전하 생성층(580)은, 서로 인접한 발광층 사이에서 정공과 전자를 공급한다. 따라서, 제3 스택(550)은 2개의 발광층(533a, 533b)을 포함하지만, 하나의 양극(551)과 하나의 음극(555)만을 통해 2개의 발광층(533a, 533b)에서 빛을 방출할 수 있다. 또한, 제3 스택(550)이 전하 생성층(580)을 포함함으로써, 2개의 발광층(533a, 533b)에서 빛을 방출하기 위하여, 제3 양극(551)과 제3 음극(555) 사이에 인가하는 전압 레벨이 크게 감소할 수 있다. 이에 따라, 인접한 발광층에서 광을 생성하기 위한 구동 전압을 감소시킬 수 있고, 발광 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 제3 스택(550)에는 복수개의 청색 발광층이 포함되므로, 청색 발광층이 단수인 경우와 비교하여, 동일한 휘도의 청색을 생성하기 위해, 각각의 발광층에서 생성하는 청색광의 휘도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 청색 발광층의 수명을 증가시킬 수 있게 된다.
도 10a 내지 도10b는 도 6의 유기 발광 소자(500)에서 배면 발광 구조와 전면 발광 구조를 도시한 도면이다.
유기 발광 소자(500)의 양극(531, 541, 551)과 음극(535, 545, 555) 중 적어도 하나는, 빛을 투과할 수 있는 투명 도전 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명 도전 물질로는 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 주석산화물(Tin Oxide; TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO) 또는 이들의 조합이 이용될 수 있다.
또한, 양극(531, 541, 551)과 음극(535, 545, 555) 중 적어도 하나는, 빛을 반사시키는 도전 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 광을 반사시키는 도전 물질로는 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg) 등의 금속 물질 또는 이들의 조합이 이용될 수 있다.
한편, 유기 발광 소자(500)에서, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)에 포함되는 양극과 음극 중, 상판과 가장 인접하는 전극을 제외한 나머지 전극은, 투명 도전 소자로 형성될 수 있다.
도 10a를 참조하면, 제1 기판(510)을 상판, 제2 기판(520)을 하판이라 가정할 때, 상판과 가장 인접하게 위치하는 제1 스택(530)의 제1 음극(535)은, 빛을 반사시키는 도전 물질로 형성될 수 있다. 제1 음극(535)을 제외한, 제1 양극(531), 제2 양극(541), 제2 음극(545), 제3 양극(551) 및 제3 음극(555)은 모두 빛을 투과할 수 있는 투명 도전 물질로 형성될 수 있다.
제1 발광층(533), 제2 발광층(543) 및 제3 발광층(553) 중 적어도 하나의 발광층에서 생성된 빛은, 하판 방향으로 방출되거나, 상판의 제1 음극(535)에서 반사되어 하판 방향으로 방출되게 된다. 따라서, 발광층에서 생성된 빛은 하판의 방향으로 모두 방출된다. 이 경우, 유기 발광 소자(500)는, 배면 발광 방식의 소자로 명명할 수 있다.
한편, 유기 발광 소자(500)에서, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)에 포함되는 양극과 음극 중, 하판과 가장 인접하는 전극을 제외한 나머지 전극은, 투명 도전 소자로 형성될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 제1 기판(510)을 상판, 제2 기판(520)을 하판이라 가정할 때, 하판과 가장 인접하게 위치하는 제3 스택(550)의 제3 양극(551)은, 빛을 반사시키는 도전 물질로 형성될 수 있다. 제3 양극(551)을 제외한, 제1 양극(531), 제1 음극(535), 제2 양극(541), 제2 음극(545) 및 제3 음극(555)은 모두 빛을 투과할 수 있는 투명 도전 물질로 형성될 수 있다.
제1 발광층(533), 제2 발광층(543) 및 제3 발광층(553) 중 적어도 하나의 발광층에서 생성된 빛은, 상판 방향으로 방출되거나, 하판의 제3 양극(551)에서 반사되어 상판 방향으로 방출되게 된다. 따라서, 발광층에서 생성된 빛은 상판의 방향으로 모두 방출된다. 이 경우, 유기 발광 소자(500)는, 정면 발광 방식의 소자로 명명할 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 유기 발광 소자(500) 내에서, 각각의 스택(530, 540, 550)에 포함되는 양극과 음극은 다양하게 배치될 수 있다. 상판에 가장 인접하게 위치하는 전극이 양극이면, 해당 양극만 빛을 반사하는 도전 물질로 형성되고, 나머지 모든 전극은 빛을 투과할 수 있는 투명 도전 물질로 형성될 수 있다. 또한, 하판에 가장 인접하게 위치하는 전극이 음극이면, 해당 음극만 빛을 반사하는 도전 물질로 형성되고, 나머지 모든 전극은 빛을 투과할 수 있는 투명 도전 물질로 형성될 수 있다.
도 11은 도 6의 유기 발광 소자(500)를 포함하는 영상 표시 장치(100)를 도시한 도면이다.
도 11과 도 4 내지 도 5b를 함께 참조하면, 영상 표시 장치(100)는, 디스플레이(180)와 제어부(170m)를 포함할 수 있다.
디스플레이(180)는, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)을 포함하는 유기 발광 소자(500)를 포함하는 장치일 수 있다. 유기 발광 소자(500)는 복수의 픽셀로 구분될 수 있고, 유기 발광 소자(500)에 포함되는 각 픽셀에, 복수의 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)이 매트릭스 형태로 교차하여 배치될 수 있다.
각 픽셀에 포함되는 제1 스택(530)의 제1 양극(531)은 제1 구동 스위칭 소자(미도시)의 드레인 단자 또는 소스 단자에 연결되고, 각 픽셀에 포함되는 제2 스택(540)의 제2 양극(541)은 제2 구동 스위칭 소자(미도시)의 드레인 단자 또는 소스 단자에 연결되며, 각 픽셀에 포함되는 제3 스택(550)의 제3 양극(551)은 제3 구동 스위칭 소자(미도시)의 드레인 단자 또는 소스 단자에 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제3 구동 스위칭 소자에는, 각 픽셀에 해당하는 Red, Green 및 Blue 데이터 신호가 인가될 수 있다.
제1 스택(530)의 제1 음극(535), 제2 스택(540)의 제2 음극(545) 및 제3 스택(550)의 제3 음극(555)은, 유기 발광 소자(500)의 외부에 연결되는 구동 회로에서 전기적으로 모두 연결(short)될 수 있다. 예를 들어, 제1 음극 내지 제3 음극은 구동 회로의 접지 노드(Ground node)에 연결될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제어부(170m)는, 유기 발광 소자(500) 각각의 픽셀의 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)의 양극과 음극 사이에 인가되는 구동 전압(Vd_R, Vd_G, Vd_B)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(170m)는, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)에 인가되는 구동 전압(Vd_R, Vd_G, Vd_B)의 크기를 개별 제어하여, 유기 발광 소자(500)에서 방출되는 광의 색상과 휘도를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(170m)는, 제1 구동 스위칭 소자로 Red 데이터 신호가 인가되도록 제어하고, 제2 구동 스위칭 소자로 Green 데이터 신호가 인가되도록 제어하며, 제3 구동 스위칭 소자로 Blue 데이터 신호가 인가되도록 제어할 수 있다.
제어부(170m)는, 해당 화소에서 표현하고자 하는 색상 및 계조(Gray level)에 따라, Red 데이터 신호, Green 데이터 신호, Blue 데이터 신호를 제어할 수 있다.
각각의 스택에 대응하는 저장 커패시터(Cst)에 저장되는 전압 레벨은, 구동 스위칭 소자로 인가되는 Red 데이터 신호, Green 데이터 신호 또는 Blue 데이터 신호에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 유기 발광 소자(500)의 각각의 픽셀의 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)에 인가되는 전압(Vd_R, Vd_G, Vd_B)에 따라, 각각의 픽셀에서 방출되는 광의 휘도 및 색상이 제어될 수 있다.
도 12a 내지 도 12b는 종래의 유기 발광 소자의 픽셀 구조 및 본 발명의 유기 발광 소자(500)의 픽셀 구조를 도시한 도면이다.
도 12a를 참조하면, 종래의 유기 발광 소자의 픽셀은, 복수 개의 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 하나의 픽셀은, R, G, B 3개의 서브 픽셀로 구성될 수 있고, R, G, B, W의 4개의 서브 픽셀로 구성될 수 있다. 도면에서는, 하나의 픽셀이 R, G, B, W 4개의 서브 픽셀도 구성되며, 각각의 서브 픽셀의 면적이 동일한 예를 도시한다.
픽셀에서 특정 색상 및 휘도의 광을 방출하기 위하여, 각각의 서브 픽셀에는 컬러 필터가 형성된다. 컬러 필터는, 백색광을 발광하는 유기 발광 소자의 상판 또는 하판 상에 배치되어, 백색광을 적색, 녹색 또는 청색으로 변환한다.
이에 따라, Red 서브 픽셀에서는 적색광만 방출되고(도 12a의 (a)), Green 서브 픽셀에서는 녹색광만 방출되며(도 12a의 (b)), Blue 서브 픽셀에서는 청색광만 방출되고(도 12a의 (c)), White 서브 픽셀에서는 백색광만 방출된다(도 12a의 (d)). 따라서, 하나의 픽셀 내에서, 적색광, 녹색광, 청색광, 백색광 각각은, 픽셀 전체 영역의 25%에 해당하는 영역에서 동시에 방출된다.
따라서, 컬러 필터에 의해, 유기 발광 소자에서 방출된 백색광 중 특정 파장 영역에 해당하는 광만이 픽섹의 일부 영역에서만 방출되므로, 유기 발광 소자의 발광 효율이 감소하게 된다.
도 12b를 참조하면, 본 발명의 유기 발광 소자(500)의 픽셀은, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)을 포함할 수 있다. 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)은 광 방출 방향(y축의 음의 방향)과 수직하도록, 서로 적층된 형태로 구성된다.
따라서, 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)에서 각각 발광되는 적색광(도 12b의 (b)), 녹색광(도 12b의 (c)) 및 청색광(도 12b의 (d))은, 픽셀 전체 영역에서 동시에 방출될 수 있다. 제1 스택(530) 내지 제3 스택(550)에 인가되는 전압(Vd_R, Vd_G, Vd_B)에 따라, 각각의 화소에서 방출되는 광의 휘도 및 색상이 제어될 수 있다. 따라서, 본 발명의 유기 발광 소자(500)에서는, 컬러 필터 없이 픽셀에서 특정 색상 및 휘도의 광을 방출할 수 있게 된다.
이에 따라, 유기 발광 소자(500)의 발광 효율 또는 휘도를 높일 수 있으며, RGB 색 표현을 위한 컬러 필터를 삭제하여, 생산 단가를 감소시킬 수 있게 된다.
본 발명의 다양한 실시 예들에서, 제어부(170m)는 도 2에 도시된 실시 예에 따른 영상 표시 장치(100)의 신호처리부(170)와 별도로 구비된 것으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 제어부(170m)는 신호처리부(170) 내에 포함될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 서로 대향되는 상판 및 하판;
    상기 상판과 상기 하판 사이에 형성되고, 적어도 하나의 발광층을 포함하는 제1 내지 제3 스택; 및
    상기 제1 내지 제3 스택 중 인접하는 스택 사이에 형성되는 적어도 하나의 절연층;을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 스택은,
    각각 상기 적어도 하나의 발광층 양면에 위치하는 한 쌍의 양극과 음극을 포함하는 유기 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스택은,
    서로 대향하는 제1 양극과 제1 음극, 및 상기 제1 양극과 상기 제1 음극 사이에 위치하고 적색을 발광하는 적어도 하나의 제1 발광층을 포함하고,
    상기 제2 스택은,
    서로 대향하는 제2 양극과 제2 음극, 및 상기 제2 양극과 상기 제2 음극 사이에 위치하고 녹색을 발광하는 적어도 하나의 제2 발광층을 포함하며,
    상기 제3 스택은,
    서로 대향하는 제3 양극과 제3 음극, 및 상기 제3 양극과 상기 제3 음극 사이에 위치하고 청색을 발광하는 적어도 하나의 제3 발광층을 포함하는 유기 발광 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 스택은,
    제1 스택 - 제2 스택 - 제3 스택, 또는, 제1 스택 - 제3 스택 - 제2 스택의 순서로 위치하는 유기 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 스택은,
    제1 스택 - 제2 스택 - 제3 스택의 순서로 위치하고,
    상기 절연층은,
    상기 제1 스택과 상기 제2 스택 사이에 위치하고,
    상기 제2 스택의 상기 제2 음극과 상기 제3 스택의 상기 제3 음극은 하나의 층으로 일체로 형성되는 유기 발광 소자.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제3 스택은,
    상기 제3 양극과 상기 제3 음극 사이에 위치하는 복수의 제3 발광층을 포함하는 유기 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 제3 발광층 중 인접하는 제3 발광층 사이에는 전하 생성층이 형성되는 유기 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 스택에 포함되는 양극과 음극 중, 상기 상판과 가장 인접하는 전극을 제외한 나머지 전극은, 투명 도전 소자로 형성되는 유기 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 스택에 포함되는 양극과 음극 중, 상기 하판과 가장 인접하는 전극을 제외한 나머지 전극은, 투명 도전 소자로 형성되는 유기 발광 소자.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 유기 발광 소자를 포함하는 디스플레이; 및
    상기 유기 발광 소자의 상기 제1 내지 제3 스택의 각각의 양극과 음극 사이에 인가되는 구동 전압을 제어하는 제어부;를 포함하는 영상 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 내지 제3 스택에 인가되는 구동 전압의 크기를 개별 제어하여, 상기 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 색상과 휘도를 제어하는 영상 표시 장치.

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