KR20220009651A

KR20220009651A - 유기발광표시장치

Info

Publication number: KR20220009651A
Application number: KR1020200088135A
Authority: KR
Inventors: 창수진; 이성래; 민주훈
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2020-07-16
Filing date: 2020-07-16
Publication date: 2022-01-25
Also published as: US20220020964A1

Abstract

본 발명은 저반사 및 고휘도를 구현할 수 있으며, 외광의 반사에 의해 표시되는 영상이 변조되는 것을 방지하여 우수한 색감의 영상을 구현할 수 있는 유기발광표시장치에 관한 것이다.
본 발명은 유기발광표시장치가 광흡수층을 포함하는 반사방지필름을 포함함으로써, 원형 편광판을 구비한 유기발광표시장치에 비해 휘도를 향상시킬 수 있으면서도 외광반사율은 최소화할 수 있다.
또한, 유기발광층과 반사방지필름 사이로 W 서브화소에 대응하여 산란패턴이 위치하도록 함으로써, 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 오프(off) 상태의 블랙(black) 시감이 저하되는 것 또한 방지할 수 있어, 우수한 색감의 영상을 구현할 수 있는 유기발광표시장치를 구현할 수 있다.

Description

유기발광표시장치{Organic light emitting diodes}

본 발명은 저반사 및 고휘도를 구현할 수 있으며, 외광의 반사에 의해 표시되는 영상이 변조되는 것을 방지하여 우수한 색감의 영상을 구현할 수 있는 유기발광표시장치에 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, 이와 같은 일반적인 유기발광표시장치는 금속으로 이루어진 각종 배선이나 전극에 의한 반사에 따라 콘트라스트가 크게 감소하게 되므로, 이를 방지하고자 표시패널 상부 표면에 원형 편광판(circular polarizer)을 위치시키게 된다.

그러나 이와 같이 원형 편광판을 표시패널 상부 표면에 위치시키기 되면, 유기발광표시장치의 전체적인 휘도 또한 감소시키는 문제점이 야기되게 된다. 즉, 원형 편광판의 투과율은 약 40% ~ 50%로 발광다이오드에서 생성된 빛의 휘도는 원형 편광판을 통과하면서 50%이상 감소되게 된다.

따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 원형 편광판을 대신하여, 광흡수층을 포함하는 반사방지필름을 표시패널의 상부 표면에 위치시키게 되는데, 이러한 반사방지필름은 레인보우 현상을 발생시킬 수 있다.

레인보우 현상은 시인성을 악화시키며, 눈의 피로 또한 일으킬 수 있다.

또한, 반사방지필름이 구비된 유기발광표시장치는 정면으로 입사되는 광의 경우에는 표시장치 외부로의 반사가 방지되어 외광반사율이 저감되게 되지만, 오프(off)된 상태에서의 산란 반사율이 증가하여 표시장치의 시야각의 측면으로부터 입사되는 광의 경우에는 표시장치 외부로의 반사가 증가하게 된다.

따라서 측면 시감에서 외광반사율이 높아지게 되고, 오프(off) 상태의 시감, 예를 들면, 블랙(black) 시감이 저하될 수 있고, 이에 의해 야외 시인성 저하뿐만 아니라 명암비(contrast ratio) 저하가 발생하는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저반사와 고휘도를 동시에 구현할 수 있는 유기발광표시장치를 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.

또한, 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 유기발광표시장치를 제공하는 것을 제 2 목적으로 하며, 또한 측면 시감에서의 외광반사율 또한 낮아지도록 하여 명암비(contrast ratio) 또한 향상된 유기발광표시장치를 제공하는 것을 제 3 목적으로 한다.

이를 통해, 우수한 색감의 영상을 구현할 수 있는 유기발광표시장치를 제공하는 것을 제 4 목적으로 한다.

전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 발광영역과 비발광영역을 포함하는 제 1 내지 제 3 서브화소가 정의된 기판과, 상기 기판 상에 구비되며, 상기 제 1 내지 제 3 서브화소 별로 각각 위치하는 제 1 내지 제 3 발광다이오드와, 상기 제 1 내지 제 3 발광다이오드로부터 제 1 방향으로 진행되는 광이 출사되는 인캡기판과, 상기 제 1 서브화소에 대응하여, 상기 발광다이오드와 상기 인캡기판 사이에 위치하는 산란패턴을 포함하며, 상기 제 1 서브화소는 상기 제 2 및 제 3 서브화소에 비해 면적반사율이 높은 유기발광표시장치를 제공한다.

여기서, 상기 제 1 내지 제 3 서브화소는 R, G, B 서브화소이며, 상기 제 1 서브화소는 G 서브화소이며, 제 4 서브화소를 더욱 포함하며, 상기 제 1 내지 제 4 서브화소는 R, G, B, W 서브화소이며, 상기 제 1 서브화소는 W 서브화소이다.

그리고, 상기 산란패턴은 투명레진 내부로 비드(bead)와 같은 광확산물질이 함유되어 이루어지며, 상기 산란패턴은 상기 인캡기판의 표면에 미세패턴으로 이루어진다.

또한, 상기 W 서브화소는 백색 컬러필터패턴을 더욱 포함하며, 상기 백색 컬러필터패턴에는 비드(bead)와 같은 광확산물질이 함유되어 이루어지며, 상기 인캡기판의 외측으로는 광흡수층을 포함하는 반사방지필름이 위치한다.

또한, 산란패턴은 미세요철을 포함하여 표면거칠기(surface roughness)를 갖는다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 광흡수층을 포함하는 반사방지필름을 포함함으로써, 원형 편광판을 구비한 유기발광표시장치에 비해 휘도를 향상시킬 수 있으면서도 외광반사율은 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 유기발광층과 반사방지필름 사이로 W 서브화소에 대응하여 산란패턴이 위치하도록 함으로써, 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 레인보우 현상에 의해 시인성이 악화되는 것 또한 방지할 수 있으며, 시청자의 눈의 피로가 발생하는 것 또한 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 측면 시감에서 외광반사율이 높아지는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 오프(off) 상태의 블랙(black) 시감이 저하되는 것 또한 방지할 수 있어, 야외 시인성 향상 및 명암비(contrast ratio) 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이를 통해, 우수한 색감의 영상을 구현할 수 있는 유기발광표시장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치에서 다수개의 서브화소들을 나타내는 평면도.
도 2는 도 1a의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 자른 본 발명의 실시예에 따른 OLED의 네개의 서브화소들을 포함하는 단위화소의 구조를 나타내는 단면도.
도 3a와 도 3b는 레인보우 현상을 평가한 실험결과.
도 4a는 외광반사율을 측정한 그래프.
도 4b는 도 4a의 A영역을 확대 도시한 그래프.
도 5a는 산란패턴의 적용에 따른 외광반사율을 측정한 그래프.
도 5b는 도 5a의 B영역을 확대 도시한 그래프.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치에서 네개의 서브화소들을 포함하는 단위 화소의 구조를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기발광표시장치에서 네개의 서브화소들을 포함하는 단위 화소의 구조를 나타내는 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

- 제 1 실시예 -

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치에서 다수개의 서브화소들을 나타내는 평면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 1 개의 단위화소(P)가 적색, 녹색, 청색의 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP)를 포함하는데, 각각의 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP)는 발광영역(EA)을 포함하며, 발광영역(EA)의 가장자리를 따라서는 뱅크(119, 도 2 참조)가 배치되어 비발광영역(NEA)을 이루게 된다.

이때, 적색, 녹색, 청색의 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP)는 가로방향인 수평방향으로 교번하여 배치될 수 있으며, 그리고 복수의 적색, 녹색, 청색의 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP)는 각각 수직방향으로 배치될 수 있다.

그에 따라서, 적색, 녹색, 청색의 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP)는 각각 스트라이프 형태로 배열된 구조로 이루어진다.

또한, 하나의 단위화소(P)는 W 서브화소(W-SP)를 더욱 포함하는데, 백색, 적색, 녹색, 청색 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)를 포함하는 하나의 단위화소(P)는 사각형 구조로 이루어질 수 있다.

여기서, 설명의 편의를 위해 각각의 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)가 동일한 너비로 나란히 위치하는 것과 같이 도시하였으나, 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)는 서로 다른 너비로 다양한 구조를 가질 수 있다.

이때, 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)의 비발광영역(NEA) 상에는 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(STr, DTr)가 구비되며, 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP) 내의 발광영역(EA) 상에는 각각 제 1 전극(111, 도 2 참조), 유기발광층(113, 도 2 참조) 및 제 2 전극(115, 도 2 참조)를 포함하는 발광다이오드(E, 도 2 참조)가 배치된다.

여기서, 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 구동 박막트랜지스터(DTr)는 서로 연결되며, 구동 박막트랜지스터(DTr)는 발광다이오드(E, 도 2 참조)와 연결된다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 게이트배선(GL)과 데이터배선(DL) 그리고 전원배선(VDD)이 기판(101) 위에 배치되어 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)를 정의한다.

스위칭 박막트랜지스터(STr)는 게이트배선(GL)과 데이터배선(DL)이 교차하는 영역에 형성되어 있으며, 이러한 스위칭 박막트랜지스터(STr)는 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)를 선택하는 기능을 한다.

이러한 스위칭 박막트랜지스터(STr)는 게이트배선(GL)에서 분기하는 게이트전극(SG)과, 반도체층(미도시)과, 소스전극(SS)과, 드레인전극(SD)을 포함한다.

그리고 구동 박막트랜지스터(DTr)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)에 의해 선택된 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)의 발광다이오드(E, 도 2 참조)를 구동하는 역할을 한다. 이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)의 드레인전극(SD)과 연결된 게이트전극(DG)과, 반도체층(103, 도 2 참조), 전원배선(VDD)에 연결된 소스전극(DS)과, 드레인전극(DD)을 포함한다.

구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(DD)은 발광다이오드(E, 도 2 참조)의 제 1 전극(111, 도 2 참조)과 연결되어 있다.

발광다이오드(E, 도 3 참조)의 제 1 전극(111, 도 3 참조)과 제 2 전극(115, 도 3 참조) 사이에는 유기발광층(113, 도 3 참조)이 개재되어 있다.

그리고 유기발광층(113, 도 3 참조)을 통해 발광된 광의 투과방향에 대응하여 광흡수층을 포함하는 반사방지필름(Anti Reflection film; AR film)(120)을 위치시키는데, 반사방지필름(120)은 외부광 및 반사되는 외부광의 흡수를 증가시키게 된다. 이를 통해 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 원형 편광판을 구비한 유기발광표시장치에 비해 휘도를 향상시킬 수 있으면서도 외광반사율은 최소화할 수 있다.

여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 유기발광층(113, 도 2 참조)과 반사방지필름(120) 사이로 산란패턴(200)이 더욱 위치하는데, 산란패턴(200)은 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP) 중 W 서브화소(W-SP)에 대응하여 위치하게 된다.

산란패턴(200)은 입사된 광을 굴절 및 산란시킴으로써 광을 확산시키게 되는데, 이를 통해 반사방지필름(120)에 의한 외부 광반사에 의한 간섭 얼룩, 즉, 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

따라서 레인보우 현상에 의해 시인성이 악화되는 것 또한 방지할 수 있으며, 시청자의 눈의 피로가 발생하는 것 또한 방지할 수 있다.

또한, 측면 시감에서 외광반사율이 높아지는 것을 방지할 수 있으며, 오프(off) 상태의 블랙(black) 시감이 저하되는 것 또한 방지할 수 있어, 야외 시인성 향상 및 명암비(contrast ratio) 또한 향상시킬 수 있다.

이에 대해, 아래 (표 1)을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

	영역반사율	면적반사율
R 서브화소	9.70%	3.01%
G 서브화소	27.50%	5.25%
B 서브화소	9.60%	2.07%
W 서브화소	64.50%	18.28%
Total		28.61%

(표 1)은 일반적인 유기발광표시장치의 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP) 별 발광영역(EA)의 면적에 따른 영역반사율과 면적반사율을 측정한 실험결과로, 면적반사율은 영역반사율에 따른 동일면적 대비 반사율로 측정하였다. 위의 (표 1)을 살펴보면, W 서브화소(W-SP)의 발광영역(EA)에서의 면적반사율이 R, G, B 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에서의 면적반사율에 비해 상대적으로 높은 것을 확인할 수 있다.

이는 곧, W, R, G, B 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)가 모두 동일한 면적으로 이루어지더라도, W 서브화소(W-SP)에서의 외광반사율이 R, G, B 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP)에서의 외광반사율 보다 높음을 의미하게 되며, 따라서 유기발광표시장치(100)의 외광반사율에 R, G, B 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP)에서의 면적반사율에 비해 W 서브화소(W-SP)에서의 면적반사율이 크게 영향을 미치는 것을 의미하게 된다.

이를 통해, 유기발광표시장치(100)는 면적반사율이 상대적으로 높은 W 서브화소(W-SP)에 의해 외부 광반사에 의한 간섭 얼룩인 레인보우 현상이 발생됨을 의미하게 되며, 또한 W 서브화소(W-SP)에 의해 측면 시감에서의 외광반사율 또한 향상됨으로써 블랙(black) 시감이 저하되어 야외 시인성 저하뿐만 아니라 명암비(contrast ratio) 저하가 발생하게 됨을 의미하게 된다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 유기발광표시장치(100)의 외광반사율에 크게 영향을 미치게 되는 W 서브화소(W-SP)에 대응하여 산란패턴(200)이 위치하도록 하여, W 서브화소(W-SP)에서의 외광반사율이 더욱 낮아지도록 하는 것이다.

이와 같이 W 서브화소(W-SP)에서의 외광반사율을 더욱 낮춤으로써, 최종적으로 유기발광표시장치(100)의 전체적인 외광반사율이 더욱 낮아지도록 할 수 있으며, 또한 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 측면 시감에서의 외광반사율 또한 낮아지도록 하여 명암비(contrast ratio) 또한 향상되도록 하는 것이다.

이를 통해, 우수한 색감의 영상을 구현할 수 있는 유기발광표시장치(100)를 제공할 수 있다.

그리고 이와 같이 W 서브화소(W-SP)에 대응해서만 산란패턴(200)이 위치하도록 하여, 유기발광표시장치(100)의 외광반사율에 크게 영향을 미치지 않는 R, G, B 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP)에서는 휘도에 아무런 영향이 미치지 않도록 함으로써, R, G, B 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP)에서의 휘도가 저하되지 않도록 할 수 있다.

이를 통해 유기발광표시장치(100)의 전체적인 외광반사율이 더욱 낮아지도록 하며, 레인보우 현상을 방지하거나 명암비가 향상되도록 하면서도 유기발광표시장치(100)의 휘도가 저하되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

산란패턴(200)은 유기발광층(113, 도 2 참조)을 통해 발광된 광의 투과방향에 대응하여 위치하며, 유기발광표시장치(100)를 인캡슐레이션 하기 위한 패시베이션층(102, 도 2 참조) 또는 인캡기판(104, 도 2 참조)에 위치할 수 있는데, 이의 구조에 대해 도 2를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 2는 도 1a의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 자른 본 발명의 실시예에 따른 OLED의 네개의 서브화소들을 포함하는 단위화소의 구조를 나타내는 단면도이다.

도시한 바와 같이, 1 개의 단위화소(P)가 백색, 적색, 녹색, 청색의 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)를 포함하는데, 각각의 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)에는 각각 발광영역(EA)을 포함하며, 발광영역(EA)의 가장자리를 따라서는 뱅크(119)가 배치되어 비발광영역(NEA)을 이루게 된다.

이때, 기판(101) 상의 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)의 비발광영역(NEA)의 스위칭영역(TrA) 상에는 반도체층(103)이 위치하는데, 반도체층(103)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(103a) 그리고 액티브영역(103a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(103b, 103c)으로 구성된다.

이러한 반도체층(103) 상부로는 게이트절연막(105)이 위치한다.

게이트절연막(105) 상부로는 반도체층(103)의 액티브영역(103a)에 대응하여 게이트전극(DG)과 일방향으로 연장하는 게이트배선(GL)이 구비된다.

또한, 게이트전극(DG)과 게이트배선(GL)을 포함하는 상부로는 제 1 층간절연막(109a)이 위치하며, 이때 제 1 층간절연막(109a)과 그 하부의 게이트절연막(105)은 액티브영역(103a) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(103b, 103c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(116)이 구비된다.

다음으로, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(116)을 포함하는 제 1 층간절연막(109a) 상부로는 서로 이격하며 제 1, 2 반도체층 콘택홀(116)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(103b, 103c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(DS, DD)이 구비되어 있다.

그리고, 소스 및 드레인전극(DS, DD)과 두 전극(DS, DD) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(109a) 상부로 제 2 층간절연막(109b)이 위치한다.

이때, 소스 및 드레인 전극(DS, DD)과 이들 전극(DS, DD)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(103b, 103c)을 포함하는 반도체층(103)과 반도체층(103) 상부에 위치하는 게이트절연막(105) 및 게이트전극(DG)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다.

한편, 스위칭 박막트랜지스터(도 1b의 STr)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된다.

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

이때, 반도체층(103)이 산화물반도체층으로 이루어질 경우 반도체층(103) 하부로 차광층(미도시)이 더욱 위치할 수 있으며, 차광층(미도시)과 반도체층(103) 사이로 버퍼층(미도시)이 위치할 수 있다.

제 2 층간절연막(109b)은 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(DD)을 노출하는 드레인콘택홀(PH)을 포함하며, 이러한 제 2 층간절연막(109b) 상부로는 드레인콘택홀(PH)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(DD)과 연결되며 예를 들어 일함수 값이 비교적 높은 물질로 발광다이오드(E)의 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(111)이 위치한다.

이러한 제 1 전극(111)은 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP) 별로 위치하는데, 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP) 별로 위치하는 제 1 전극(111) 사이에는 뱅크(bank : 119)가 위치한다. 즉, 제 1 전극(111)은 뱅크(119)를 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP) 별 경계부로 하여 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP) 별로 분리된 구조를 갖게 된다.

그리고 뱅크(119)를 포함하는 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.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)의 유기발광층(113)으로부터 모두 동일한 백색광이 발광된다.

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

제 2 전극(115)은 예를 들어 일함수 값이 비교적 작은 물질로 이루어질 수 있다.

이러한 유기발광표시장치(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 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 상부 발광방식(top emission type)으로, 유기발광층(113)으로부터 발광되는 백색광은 제 2 전극(115)을 투과하여 외부로 나가게 되고, 이를 통해 최종적으로 유기발광표시장치(100)는 임의의 화상을 구현하게 된다.

이러한 상부 발광방식은 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(도 1b의 STr, DTr)들이 뱅크(119)와 제 1 전극(111) 아래에 넓게 마련될 수 있어, 하부 발광방식에 비해 박막트랜지스터(도 1b의 STr, DTr)들의 설계 영역이 넓다는 장점이 있다.

이때 애노드 전극의 제 1 전극(111)이 알루미늄(Al), 및 알루미늄(Al)과 ITO의 적층 구조와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있으며, 캐소드 전극의 제 2 전극(115)은 유기발광층(113)으로부터 발광되는 각각의 적색광, 녹색광 그리고 청색광이 투과될 수 있도록 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질로 형성되거나, 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)과 같은 반투명 금속물질로 형성될 수 있다.

이러한 박막트랜지스터(도 1b의 STr, DTr)와 발광다이오드(E) 상부에는 얇은 박막필름 형태인 패시베이션층(102)과 인캡기판(104)이 순차적으로 위치하는데, 패시베이션층(102)은 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)로의 수분 침투를 방지하여 외부의 수분이나 산소에 취약한 유기발광층(113)을 보호하는 역할을 하게 된다.

또한, 패시베이션층(102)은 외부의 충격으로부터 박막트랜지스터(도 1b의 STr, DTr)와 발광다이오드(E) 등을 보호하는 역할을 하게 되며, 또한, 패시베이션층(102)은 기판(101)과 인캡기판(104)을 합착하는 기능을 수행하게 된다.

따라서 유기발광표시장치(100)는 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

이때, 인캡기판(104) 내측으로는 색변환층(106)이 위치하는데, 색변환층(106)은 W, R, G, B 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)에 대응하여 위치하는 컬러필터패턴(W-CF, R-CF, G-CF, B-CF)으로 이루어진다.

이러한 색변환층(106)은 유기발광층(113)에서 발광된 백색광의 색을 변환시키기 위한 것으로서, 백색 컬러필터패턴(W-CF), 적색 컬러필터패턴(R-CF), 녹색 컬러필터패턴(G-CF) 그리고 청색 컬러필터패턴(B-CF)이 각 W, R, G, B 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP) 별 발광영역(EA)에 대응하여 위치하게 된다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP) 별로 W, R, G, B 컬러를 발하게 되어 고휘도의 풀컬러를 구현하게 된다.

이때, W 서브화소(W-SP)의 발광영역(EA) 상에는 백색 컬러필터패턴(W-CF)이 위치하지 않고 유기발광층(113)으로부터 출광되는 백색광이 그대로 투과되도록 할 수도 있다.

그리고 인캡기판(104)의 외측으로는 반사방지필름(120)이 더욱 위치하게 되는데, 반사방지필름(120)은 외부광 및 반사되는 외부광의 흡수를 증가시키게 된다.

반사방지필름(120)은 다양한 물질의 다중층으로 구성되며, 다중층 중에서 광흡수층을 추가로 포함할 수 있으며, 또한 표면처리를 위한 표면처리층(Antireflective, AR)을 더욱 포함할 수 있다.

광흡수층은 접착제 또는 지지층으로 이루어질 수 있는데, 접착제 또는 지지층 내부로 광흡수제가 포함되어 이루어질 수 있다.

광흡수제는 외부광을 흡수하고, 유기발광표시장치(100) 내에 유입된 외부광이 반사되는 경우 반사된 광이 다시 한번 광흡수제에 흡수되도록 하는데, 광흡수제는 사람의 눈에 가장 민감한 특정 파장 범위의 광을 흡수하므로, 사람의 눈에 가장 민감한 광 반사율을 낮출 수 있다.

이러한 광흡수제를 포함하는 광흡수층은 나노입자를 포함하는 물질, 불투명한 염료 물질 또는 포토레지스트 물질 중 어느 하나가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 입사된 외부광 또는 반사되는 외부광을 흡수하는 특성을 가진 모든 물질을 포함할 수 있다.

나노 입자를 포함시킬 경우, 입사되는 광 혹은 반사되는 광을 산란시켜 저반사 효과를 제공할 수 있다. 포토레지스트 또는 염료 물질의 경우, 불투명한 포토레지스트와 같이 옅은 색상을 가질 수 있는데, 이 경우, 회색 또는 옅은 흰색 등 컬러필터의 색상을 왜곡시키지 않거나, 시감성에 영향을 미치지 않는 포토레지스트를 광흡수제로 하여 형성될 수 있다.

이러한 반사방지필름(120)의 지지층을 구성하는 물질로는 PET(Polyethylene terephthalate), TAC (Tri-Acetyl Cellulose)를 포함한 모든 물질을 적용할 수 있다.

여기서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 W 서브화소(W-SP)에 대응하여 인캡기판(104)의 외면으로 산란패턴(200)이 더욱 위치하게 된다.

산란패턴(200)은 투명레진 내부로 광확산물질이 함유되어 이루어질 수 있는데, 광확산물질은 비드(bead)로 이루어질 수 있다.

비드는 산란패턴(200)으로 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.

투명레진으로는 투명성이 높아 광투과율이 우수하고 점도 조절이 용이한 것으로, 일예로 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 수지 등을 사용할 수 있다.

비드는 SiO2와 같은 무기물질로 이루어지거나 다른 물질로 이루어질 수 있으며, 또한, 탄산칼슘, 황산바륨, 실리카, 산화티탄, 유리, PMMA(Poly Methyl Meth Acrylate)로 이루어질 수 있다.

또한, 산란패턴(200)은 비드와 같은 광확산물질을 포함하지 않고 인캡기판(104)에 직접 형성되는 미세패턴으로 이루어질 수 있는데, 미세패턴의 형태에 따라 광 산란각을 조절할 수 있다. 미세패턴은 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 홀로그램 패턴(hologram pattern)을 사용하여 간섭패턴에 의해 입사된 광을 이와 비대칭적인 방향으로 굴절시킴으로써 집광된 광이 좀더 경사진 각도로 확산되도록 할 수 있다.

또한, 산란패턴(200)은 투명레진에 비드와 같은 광확산물질이 포함되어 이루어진 상태로, 산란패턴(200)의 표면에 미세패턴이 더욱 형성할 수도 있으며, 또는 표면에 복수개의 미세요철이 구비되어 표면거칠기(surface roughness)를 갖도록 형성할 수도 있다.

여기서, 표면거칠기란 가공된 재료의 표면에 생기는 주기가 짧고, 진폭이 비교적 작은 불규칙한 요철(凹凸)로써, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산란패턴(200)의 표면에는 이러한 표면거칠기를 갖는 미세요철을 형성할 수 있다.

이러한 산란패턴(200)은 입사된 광을 굴절 및 산란시킴으로써 광을 확산시키게 되는데, W 서브화소(W-SP)의 외광반사율이 낮아지도록 할 수 있다.

즉, 외부로부터 W 서브화소(W-SP)로 입사되는 외부광은 산란패턴(200)에서 산란되어 외부광이 일 방향으로 들어와 직광 반사를 일으키는 현상을 방지하게 되며, 또한, 외부로부터 입사되어 W 서브화소(W-SP)에서 반사된 광이 다시 외부로 출사되고자 할 때, 산란패턴(200)에 의해 굴절 및 산란되어 확산되어 줄어들도록 하기 때문이다.

이를 통해 W 서브화소(W-SP)에서의 외광반사율이 낮아지게 되며, 또한 외부광이 직광으로 시인되는 것 또한 방지할 수 있다.

또한, 유기발광층(113)으로부터 발광된 광이 출사되는 과정에서는 산란패턴(200)에 의해 광추출 효과가 향상되어, 내부광의 출사효율 또한 높일 수 있게 된다.

특히, 이와 같이 W 서브화소(W-SP)에서의 외광반사율을 낮추게 됨으로써, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는데, 레인보우 현상은 외부 광반사에 의한 간섭 얼룩으로, 시인성을 악화시키며, 눈의 피로 또한 일으킬 수 있다.

첨부한 도 3a와 도 3b는 레인보우 현상을 평가한 실험결과로, 휘도측정장비(ELDIM, EZ Contrast 사)를 이용하여 휘도를 측정하였다.

도 3a는 반사방지필름이 구비된 유기발광표시장치로서, 레인보우 현상이 발생된 것을 확인할 수 있는데, 레인보우 현상은 반사방지필름에 의한 위상차 특성으로 인하여, 외부 광반사에 의한 간섭 얼룩에 의해 발생하게 된다.

이에 반해 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 도 3b에 도시한 바와 같이 레인보우 현상이 거의 없는 것을 확인할 수 있다.

즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 유기발광표시장치(100)의 외광반사율에 가장 큰 영향을 미치는 W 서브화소(W-SP)에 대응하여 산란패턴(200)을 더욱 위치하도록 함으로써, W 서브화소(W-SP)에서의 외광반사율을 낮출 수 있게 되고, 이를 통해 광의 간섭에 의해 발생하는 간섭 줄무늬 생성이 억제되도록 할 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 전술한 바와 같이 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있으면서도, 또한 측면 시감에서의 외광반사율 또한 낮아지도록 할 수 있다.

첨부한 도 4a는 외광반사율을 측정한 그래프이며, 도 4b는 도 4a의 A영역을 확대 도시한 그래프로, 이때 X축은 소자 가로 길이에 따른 외광반사율의 휘도 측정 위치를 나타내며, Y 축은 외광반사율의 휘도를 상대값으로, 1.0의 외광반사율의 휘도를 기준으로 하여 정규화한 값이다.

도 4a ~ 4b의 그래프에서 A1는 반사방지필름이 구비되지 않은 일반적인 유기발광표시장치를 나타내며, A2는 반사방지필름이 구비된 유기발광표시장치를 나타낸다.

그리고 A3는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)를 나타낸다.

첨부한 도 4a와 도 4b의 그래프를 참조하면, A1의 반사방지필름이 구비되지 않은 일반적인 유기발광표시장치는 외광반사율의 휘도 차이가 큰 것을 확인할 수 있다.

이에 반해 A2와 A3의 반사방지필름이 구비된 유기발광표시장치는 외광반사율의 휘도 차이가 크게 발생하지 않는 것을 확인할 수 있는데, 이때 A2의 반사방지필름만이 구비된 유기발광표시장치는 측면 시감에서 외광반사율의 휘도 차이가 크게 발생하는 것을 확인할 수 있다.

특히, 측면 시감에서 외광반사율의 휘도 세기가 0.8(a.u.) 이상일 경우, 오프(off) 상태의 블랙(black) 시감이 저하되었음을 의미하게 되는데, A2는 측면 시감에서의 외광반사율의 휘도 세기가 0.8(a.u.) 이상으로 높게 측정되는 것을 확인할 수 있다.

이와 같이 측면 시감에서 외광반사율이 높아지게 되면, 표시장치가 오프(off)된 상태에서의 산란 반사율이 증가하게 되어, 오프(off) 상태의 시감인 블랙(black) 시감이 저하될 수 있고, 이에 의해 야외 시인성 저하뿐만 아니라 명암비(contrast ratio) 저하가 발생하는 문제점이 발생하게 된다.

이에 반해, A3의 반사방지필름(120)과 W 서브화소(W-SP)에 대응하여 산란패턴(200)이 구비된 본원발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 측면 시감에서 외광반사율의 휘도 차이가 크게 발생하지 않게 되며, 휘도 세기가 0.8(a.u.) 이하로 측정되는데, 이는 W 서브화소(W-SP)에서의 외광반사율을 낮춤으로써, 이를 통해 오프(off)된 상태에서의 산란 반사율 또한 낮추기 때문이다.

따라서 오프(off) 상태의 시감인 블랙(black) 시감이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 결국 최종적으로 야외 시인성 및 명암비(contrast ratio)가 향상된 유기발광표시장치(100)를 제공할 수 있게 되는 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 광흡수층을 포함하는 반사방지필름(120)을 포함함으로써, 원형 편광판을 구비한 유기발광표시장치에 비해 휘도를 향상시킬 수 있으면서도 외광반사율은 최소화할 수 있다.

또한, 유기발광층(113)과 반사방지필름(120) 사이로 W 서브화소(W-SP)에 대응하여 산란패턴(200)이 위치하도록 함으로써, 반사방지필름(120)에 의한 외부 광반사에 의한 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 레인보우 현상에 의해 시인성이 악화되는 것 또한 방지할 수 있으며, 시청자의 눈의 피로가 발생하는 것 또한 방지할 수 있다.

또한, 측면 시감에서 외광반사율이 높아지는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 오프(off) 상태의 블랙(black) 시감이 저하되는 것 또한 방지할 수 있어, 야외 시인성 향상 및 명암비(contrast ratio) 또한 향상시킬 수 있다.

이를 통해, 우수한 색감의 영상을 구현할 수 있는 유기발광표시장치(100)를 구현할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 W 서브화소(W-SP)에 대응해서만 산란패턴(200)이 위치하도록 함으로써, 위와 같은 효과들을 구현할 수 있는데, 이에 대해 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 5a는 산란패턴의 적용에 따른 외광반사율을 측정한 그래프이며, 도 5b는 도 5a의 B영역을 확대 도시한 그래프이다.

도 5a ~ 5b에서 X축은 소자 가로 길이 따른 외광반사율의 휘도 측정 위치를 나타내며, Y 축은 외광반사율의 휘도를 상대값으로, 1.0의 외광반사율의 휘도를 기준으로 하여 정규화한 값이며, B1은 산란패턴이 구비되지 않은 유기발광표시장치를 나타내며, B2는 15(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 전면에 구비된 유기발광표시장치를 나타내며, B3는 40(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 전면에 구비된 유기발광표시장치를 나타내며, B4는 60(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 전면에 구비된 유기발광표시장치를 나타낸다.

설명에 앞서 B1 내지 B4는 모두 반사방지필름을 포함한다.

도 5a와 도 5b를 살펴보면, 측면 시감에서 외광반사율이 0.8(a.u.) 이하의 휘도 세기를 가질 경우, 오프(off) 상태에서의 블랙(black) 시감이 저하되지 않았음을 의미한다.

여기서, 측면 시감의 외광반사율이 0.8(a.u.) 이하의 휘도 세기를 가짐은 중심부 휘도 세기 기준 80%의 휘도 세기를 의미하게 된다.

이에 반해, B1을 제외하고 B2, B3, B4는 모두 측면 시감에서 외광반사율이 0.8(a.u.) 이상을 갖는 것을 확인할 수 있다.

이는 산란패턴이 구비되지 않는 경우에 비해 각 서브화소의 전면에 15(±5) ~ 60(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 위치하도록 하는 경우에는, 측면 시감에서의 외광반사율이 높게 나타나게 됨을 의미하게 된다.

따라서 측면 시감에서의 오프 상태의 블랙시감이 저하되는 것을 방지하기 위해서는 산란패턴이 구비되지 않는 유기발광표시장치를 구현하는 것이 바람직하나, 산란패턴이 구비되지 않고 반사방지필름만이 위치하도록 하는 경우에는 레인보우 현상이 발생될 수 있다.

이에 대해 아래 (표 2)를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

아래 (표 2)는 산란패턴의 적용에 따른 레인보우 현상과 오프(off) 상태의 블랙(black) 시감의 평가를 나타낸 실험결과이다.

		B1	B2	B3	B4
FOS(Front of Screen Test) 수준	오프(off) 상태의 블랙 시감	Lv.1	Lv.2	Lv.3	Lv.5
FOS(Front of Screen Test) 수준	레인보우 현상	Lv.5	Lv.4	Lv.1	Lv.1

(표 2)에서 Lv. 0 ~ 2는 OK수준을 나타내며, Lv. 3 ~ 5는 NG수준을 나타낸다. 위의 (표 2)를 살펴보면, 각 서브화소의 전면에 위치하는 산란패턴이 15(±5)% 이하의 헤이즈값을 가질 경우에는 오프(off) 상태의 블랙 시감이 OK 수준을 받는 것을 확인할 수 있으나, 이때 레인보우 현상은 NG 수준을 갖게 된다.

이는 곧, 산란패턴을 구비하지 않거나 각 서브화소의 전면에 15% 이하의 헤이즈값을 갖는 산란패턴을 위치시킴으로써, 오프 상태의 블랙 시감이 저하되는 것을 방지할 수는 있으나, 레인보우 현상은 여전히 발생됨을 의미하게 된다.

아래 (표 3)은 산란패턴의 헤이즈값에 따른 레인보우 현상과 오프(off) 상태의 블랙(black) 시감의 평가를 나타낸 실험결과이다.

		C1	C2	C3	C4	C5
FOS(Front of Screen Test) 수준	오프(off) 상태의 블랙 시감	Lv.1	Lv.2	Lv.3	Lv.4	≥ Lv.5
FOS(Front of Screen Test) 수준	레인보우 현상	Lv.5	Lv.3	Lv.1	←	←

(표 3)에서 C1은 산란패턴이 구비되지 않은 유기발광표시장치를 나타내며, C2는 5(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 전면에 구비된 유기발광표시장치를 나타내며, C3은 30(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 전면에 구비된 유기발광표시장치를 나타내며, C4는 45(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 전면에 구비된 유기발광표시장치를 나타내며, C5는 70(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 전면에 구비된 유기발광표시장치를 나타낸다. 위의 (표 3)을 살펴보면, 각 서브화소의 전면에 위치하는 산란패턴이 30% 이상의 헤이즈값을 가지는 경우 레인보우 현상은 OK 수준을 가지나, 오프 상태의 블랙 시감은 NG수준을 갖게 되는 것을 확인할 수 있다.

이에 반해, 아래 (표 4)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치의 산란패턴의 헤이즈값에 따른 레인보우 현상과 오프(off) 상태의 블랙(black) 시감의 평가를 나타낸 실험결과로, D1은 산란패턴이 구비되지 않은 유기발광표시장치를 나타내며, D2는 W서브화소에 대응하여 60(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 위치하는 유기발광표시장치를 나타낸다.

그리고 D3은 W서브화소에 대응하여 45(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 위치하는 유기발광표시장치를 나타내며, D4는 W서브화소에 대응하여 20(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 위치하는 유기발광표시장치를 나타낸다.

		D1	D2	D3	D4
FOS(Front of Screen Test) 수준	오프(off) 상태의 블랙 시감	Lv.1	Lv.3	Lv.2	Lv.1
FOS(Front of Screen Test) 수준	레인보우 현상	Lv.5	Lv.2	Lv.2	Lv.4

위의 (표 4)를 살펴보면, 산란패턴이 45(±5)%의 헤이즈값을 가질 경우 레인보우 현상과 오프 상태의 블랙 시감 모두 OK수준을 받는 것을 확인할 수 있다. 즉, 광흡수층을 포함하는 반사방지필름(Anti Reflection film; AR film)을 포함하는 유기발광표시장치에 있어서, 유기발광층(113, 도 2 참조)과 반사방지필름 사이로 W 서브화소에 대응하여 45(±5)%의 헤이즈값을 갖는 산란패턴이 위치하도록 함으로써, 레인보우 현상과 오프(off) 상태의 블랙(black) 시감이 저하되는 것 모두 방지할 수 있는 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 광흡수층을 포함하는 반사방지필름(120)을 포함하며, 유기발광층(113)과 반사방지필름(120) 사이로 W 서브화소(W-SP)에 대응하여 산란패턴(200)이 위치하도록 함으로써, 원형 편광판을 구비한 유기발광표시장치에 비해 휘도를 향상시킬 수 있으면서도 외광반사율은 최소화할 수 있으며, 또한, 외부 광반사에 의한 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 레인보우 현상에 의해 시인성이 악화되는 것 또한 방지할 수 있으며, 시청자의 눈의 피로가 발생하는 것 또한 방지할 수 있다.

- 제 2 실시예 -

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치에서 네개의 서브화소들을 포함하는 단위 화소의 구조를 나타내는 단면도이다.

한편, 중복된 설명을 피하기 위해 앞서의 앞서 전술한 제 1 실시예의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 제 2 실시예에서 전술하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.　

도시한 바와 같이, 기판(101) 상의 비발광영역(NEA)의 스위칭영역(TrA) 상에는 반도체층(103), 게이트절연막(105), 게이트전극(DG) 그리고 소스 및 드레인전극(DS, DD)으로 이루어지는 구동 박막트랜지스터(DTr)가 위치하며, 발광영역(EA)에 대응하여 제 2 층간절연막(109b) 상부로는, 게이트절연막(105)과 제 1 층간절연막(109a)에 구비된 드레인콘택홀(PH)을 통해 노출된 드레인전극(DD)과 연결되는 제 1 전극(111)이 위치한다.

이때, 제 1전극(111)은 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP) 별로 위치하는데, 각 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP) 별로 위치하는 제 1 전극(111) 사이에는 뱅크(bank : 119)가 위치한다.

그리고 뱅크(119)를 포함하는 제 1 전극(111)의 상부에는 백색광을 발광하는 유기발광층(113)이 위치하며, 이러한 유기발광층(113)의 상부로는 전면에 음극(cathode)을 이루는 제 2 전극(115)이 위치한다.

그리고, 이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E) 상부에는 얇은 박막필름 형태인 패시베이션층(102)과 인캡기판(104)이 위치하여, 유기발광표시장치(100)는 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

그리고 인캡기판(102)의 외측으로는 반사방지필름(120)이 더욱 위치하게 되는데, 반사방지필름(120)은 외부광 및 반사되는 외부광의 흡수를 증가시키게 된다.

그리고, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 W 서브화소(W-SP)에 대응하여 인캡기판(102)의 외면으로 산란패턴(200)이 더욱 위치하게 되는데, 산란패턴(200)은 투명레진 내부로 광확산물질이 함유되어 이루어질 수 있는데, 광확산물질은 비드(bead)로 이루어질 수 있다.

비드는 산란패턴으로 입사되는 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.

또한, 산란패턴(200)은 비드와 같은 광확산물질을 포함하지 않고 인캡기판(102)에 직접 형성되는 미세패턴으로 이루어질 수 있는데, 미세패턴의 형태에 따라 광 산란각을 조절할 수 있다. 미세패턴은 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 홀로그램 패턴(hologram pattern)을 사용하여 간섭패턴에 의해 입사된 광을 이와 비대칭적인 방향으로 굴절시킴으로써 집광된 광이 좀더 경사진 각도로 확산되도록 할 수 있다.

여기서, 표면거칠기란 가공된 재료의 표면에 생기는 주기가 짧고, 진폭이 비교적 작은 불규칙한 요철(凹凸)로써, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 산란패턴(200)의 표면에는 이러한 표면거칠기를 갖는 미세요철을 형성할 수 있다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 W 서브화소(W-SP)에 대응하여 위치하는 백색 컬러필터패턴(W-CF) 내부로 비드(bead)와 같은 광확산물질이 더욱 포함될 수 있다.

이때 산란패턴(200)과 백색 컬러필터패턴(W-CF)은 총 45(±5)%의 헤이즈값을 가질 수 있다.

이러한 산란패턴(200)과 백색 컬러필터패턴(W-CF)은 입사된 광을 굴절 및 산란시킴으로써 광을 확산시키게 되는데, W 서브화소(W-SP)의 외광반사율이 더욱 낮아지도록 할 수 있다.

특히, 이와 같이 W 서브화소(W-SP)에서의 외광반사율을 낮추게 됨으로써, 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 레인보우 현상에 의해 시인성이 악화되는 것 또한 방지할 수 있으며, 시청자의 눈의 피로가 발생하는 것 또한 방지할 수 있다.

특히, 백색 컬러필터패턴(W-CF)에 광확산물질이 포함되도록 함으로써, 유기발광층(113)으로부터 발광된 광이 출사되는 과정에서는 백색 컬러필터패턴(W-CF)에 의해 광추출 효과가 향상되게 되며, 광추출 효과가 향상된 광은 다시 산란패턴(200)을 거치는 과정에서 또 한번 광추출 효과가 향상될 수 있다.

따라서 내부광의 출사효율을 보다 높일 수 있게 된다.

- 제 3 실시예 -

도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기발광표시장치에서 네개의 서브화소들을 포함하는 단위 화소의 구조를 나타내는 단면도로, 하부 발광방식(bottom emission type)이다.

한편, 중복된 설명을 피하기 위해 앞서의 앞서 전술한 제 1 및 제 2 실시예의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 제 3 실시예에서 전술하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.　

도시한 바와 같이, 기판(101) 상의 비발광영역(NEA)의 스위칭영역(TrA) 상에는 반도체층(103), 게이트절연막(105), 게이트전극(DG) 그리고 소스 및 드레인전극(DS, DD)으로 이루어지는 구동 박막트랜지스터(DTr)가 위치하며, 발광영역(EA)에 대응하여 제 1 층간절연막(109a) 상부로는 각각의 W, R, G, B 서브화소(W-SP, R-SP, G-SP, B-SP)에 대응하여 컬러필터패턴(W-CF, R-CF, G-CF, B-CF)이 위치하게 된다.

컬러필터패턴(W-CF, R-CF, G-CF, B-CF) 상부로는 제 2 층간절연막(109b)이 위치하며, 제 2 층간절연막(109b) 상부로는 게이트절연막(105)과 제 1 층간절연막(109a)에 구비된 드레인콘택홀(PH)을 통해 노출된 드레인전극(DD)과 연결되는 제 1 전극(111)이 위치한다.

그리고 뱅크(119)를 포함하는 제 1 전극(111)의 상부에는 유기발광층(113)이 위치하며, 유기발광층(113)의 상부로는 전면에 음극(cathode)을 이루는 제 2 전극(115)이 위치한다.

이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E) 상부에는 얇은 박막필름 형태인 패시베이션층(102)과 인캡기판(104)이 위치하여, 유기발광표시장치(100)는 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

이러한 본 발명의 제 3 실시예의 또 다른 유기발광표시장치(100)는 하부 발광방식으로, 유기발광층(113)으로부터 발광되는 백색광은 제 1 전극(111)을 투과하여 컬러필터패턴(W-CF, R-CF, G-CF, B-CF)으로 입사된 후 외부로 나가게 되므로, 이를 통해 최종적으로 유기발광표시장치(100)는 임의의 화상을 구현하게 된다.

이때, 유기발광층(113)을 통해 발광된 광의 투과방향에 대응하는 기판(101)의 외측으로는 반사방지필름(120)이 더욱 위치하게 되는데, 반사방지필름(120)은 외부광 및 반사되는 외부광의 흡수를 증가시키게 된다.

또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 W 서브화소(W-SP)에 대응하여 기판(101)과 반사방지필름(120) 사이로 산란패턴(200)이 더욱 위치하게 된다.

산란패턴(200)은 투명레진 내부로 광확산물질이 함유되어 이루어질 수 있는데, 광확산물질은 비드(bead)로 이루어질 수 있으며, 또한, 산란패턴(200)은 비드와 같은 광확산물질을 포함하지 않고 기판(101) 표면에 직접 형성되는 미세패턴으로 이루어질 수 있다.

특히, 이와 같이 W 서브화소(W-SP)에서의 외광반사율을 낮추게 됨으로써, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 레인보우 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는데, 레인보우 현상은 외부 광반사에 의한 간섭 얼룩으로, 시인성을 악화시키며, 눈의 피로 또한 일으킬 수 있다.

한편, 지금까지의 설명에서는 산란패턴(200)이 W 서브화소(W-SP)에 대응하여 위치함을 일예로 설명 및 도시하였으나, W 서브화소(W-SP)가 구비되지 않고 R, G, B 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP)를 통해 풀 컬러를 구현하는 유기발광표시장치에서는 산란패턴(200)이 R, G, B 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP) 중 면적반사율이 가장 높은 서브화소에 대응하여 위치하도록 할 수 있다.

즉, 위의 (표 1)을 참조하면 W 서브화소(W-SP)를 제외한 R, G, B 서브화소(R-SP, G-SP, B-SP) 중 면적 반사율이 가장 높은 G 서브화소(G-SP)에 대응하여 산란패턴(200)이 위치하도록 할 수 있는 것이다.

또한 지금까지의 설명에서는 산란패턴(200)이 인캡기판(102)의 외면에 위치함을 일예로 설명 및 도시하였으나, 산란패턴(200)은 유기발광층(113)과 반사방지필름(120) 사이로 어디든 위치할 수 있다.

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

100 : 유기발광표시장치
101 : 기판, 102 : 패시베이션층
103 : 반도체층(103a : 액티브영역, 103b, 103c : 소스 및 드레인영역)
104 : 인캡기판
105 : 게이트절연막, 106 : 색변환층
109a, 109b : 제 1 및 제 2 층간절연막
111 : 제 1 전극, 113 : 유기발광층, 115 : 제 2 전극
116 : 제 1 및 제 2 반도체층콘택홀, 119 : 뱅크
120 : 반사방지필름
200 : 산란패턴
DG : 게이트전극
DS, DD : 소스 및 드레인전극, PH : 드레인콘택홀
DTr : 구동 박막트랜지스터, DL : 데이터라인
W-CF, R-CF, G-CF, B-CF : 백색, 적색, 녹색, 청색 컬러필터패턴

Claims

발광영역과 비발광영역을 포함하는 제 1 내지 제 3 서브화소가 정의된 기판과;
상기 기판 상에 구비되며, 상기 제 1 내지 제 3 서브화소 별로 각각 위치하는 제 1 내지 제 3 발광다이오드와;
상기 제 1 내지 제 3 발광다이오드로부터 제 1 방향으로 진행되는 광이 출사되는 인캡기판과;
상기 제 1 서브화소에 대응하여, 상기 발광다이오드와 상기 인캡기판 사이에 위치하는 산란패턴
을 포함하며, 상기 제 1 서브화소는 상기 제 2 및 제 3 서브화소에 비해 면적반사율이 높은 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 3 서브화소는 R, G, B 서브화소이며,
상기 제 1 서브화소는 G 서브화소인 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
제 4 서브화소를 더욱 포함하며,
상기 제 1 내지 제 4 서브화소는 R, G, B, W 서브화소이며,
상기 제 1 서브화소는 W 서브화소인 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 산란패턴은 투명레진 내부로 비드(bead)와 같은 광확산물질이 함유되어 이루어지는 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 산란패턴은 상기 인캡기판의 표면에 미세패턴으로 이루어지는 유기발광표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 W 서브화소는 백색 컬러필터패턴을 더욱 포함하며,
상기 백색 컬러필터패턴에는 비드(bead)와 같은 광확산물질이 함유되어 이루어지는 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 인캡기판의 외측으로는 광흡수층을 포함하는 반사방지필름이 위치하는 유기발광표시장치.
제 1 항에 있어서,
산란패턴은 미세요철을 포함하여 표면거칠기(surface roughness)를 갖는 유기발광표시장치.