KR20220094374A - 전계 발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

이 출원은 외광 반사를 억제한 전계 발광 표시장치에 관한 것이다. 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치는, 기판, 발광 다이오드, 봉지층, 패턴층을 포함한다. 기판에는, 발광 영역과 비 발광 영역을 구비한 화소 다수 개가 배치되어 있다. 발광 다이오드는, 기판 위에서 발광 영역에 배치된다. 봉지층은, 발광 다이오드를 덮는다. 패턴층은, 기판의 일측 방향에 배치되며, 발광 영역에 대응하는 투광 영역 및 비 발광 영역에 대응하는 차광 영역을 구비한다. 일측 방향은, 발광 다이오드에서 발생한 빛이 출광되는 방향이다.

Description

전계 발광 표시장치{Electroluminescence Display}
이 출원은 외광 반사를 억제한 전계 발광 표시장치에 관한 것이다. 특히, 이 출원은 편광 소자 없이 외광 반사를 방지하는 전계 발광 표시장치에 관한 것이다.
근래 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 전계 발광소자(Luminescent Display) 등 다양한 형태의 표시장치가 개발되어 발전하고 있다. 이 같이 다양한 형태의 표시장치는 각각의 고유 특성에 맞춰 컴퓨터, 휴대폰, 은행의 입출금장치(ATM) 및 차량의 네비게이션 시스템 등과 같은 다양한 제품의 영상 데이터 표시를 위해 사용되고 있다.
특히, 자발광 표시장치인 전계 발광 표시장치는 시야각 및 색 구현도와 같은 광학적 성능이 우수하여, 점차 그 응용 분야가 넓어지며, 영상 표시장치용으로 각광을 받고 있다. 전계 발광 표시장치는, 색 재현성이 우수하여 현재 개발된 평판형 표시장치들 중에서 가장 우수한 제품으로 각광을 받고 있다.
반면, 전계 발광 표시장치와 같은 평판 표시장치의 경우, 외부 광이 반사되어 표시 품질을 저하하는 문제가 있다. 외광 반사를 억제하기 위해 편광판과 같은 광학 소자를 추가하는 방안이 제시되어 있다. 하지만, 이는 광학 소자로 인해 발광 물질에서 제공하는 광량이 감소하기 때문에, 휘도 저하가 발생한다. 휘도 저하를 방지하기 위해서는 더 높은 전력을 사용해야 하는데, 이는 소비 전력이 증가하는 문제를 야기한다. 따라서, 광학 소자를 적용하지 않고도 외광 반사를 억제할 수 있는 기술 개발이 필요하다.
본 명세서의 목적은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 휘도 저하 없이 외광 반사를 억제할 수 있는 전계 발광 표시장치를 제공하는 데 있다. 본 명세서의 또 다른 목적은, 광학 소자를 적용하지 않고도 외광 반사를 억제하고, 휘도 저하를 방지할 수 있는 전계 발광 표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치는, 기판, 발광 다이오드, 봉지층, 패턴층을 포함한다. 기판에는, 발광 영역과 비 발광 영역을 구비한 화소 다수 개가 배치되어 있다. 발광 다이오드는, 기판 위에서 발광 영역에 배치된다. 봉지층은, 발광 다이오드를 덮는다. 패턴층은, 기판의 일측 방향에 배치되며, 발광 영역에 대응하는 투광 영역 및 비 발광 영역에 대응하는 차광 영역을 구비한다. 일측 방향은, 발광 다이오드에서 발생한 빛이 출광되는 방향이다.
일례로, 패턴층은, 특정 파장의 자외선에 의해 공액 구조의 길이가 짧아져 가시광선을 투과하는 비 액정성 염료를 구비한다. 투광 영역은, 비 액정성 염료의 일부 공액 구조의 길이가 짧아져 가시광선 투과도가 50% 이상이다. 차광 영역은, 비 액정성 염료의 공액 구조를 유지하여, 가시광선 투과도가 25% 이하이다.
일례로, 자외선의 특정 파장은, 300nm 내지 370nm 파장대이다.
일례로, 비 액정성 염료는, 제1 염료, 제2 염료 및 제3 염료를 포함한다. 제1 염료는, 자외선을 조사하기 이전에, 380nm 내지 480nm 파장대 가시광선의 흡수율이 75% 이상이다. 제2 염료는, 자외선을 조사하기 이전에, 480nm 내지 600nm 파장대 가시광선의 흡수율이 75% 이상이다. 제3 염료는, 자외선을 조사하기 이전에, 600nm 내지 750nm 파장대 가시광선의 흡수율이 75% 이상이다.
일례로, 제1 염료는, 자외선을 조사한 후, 380nm 내지 480nm 파장대 가시광선의 투과율이 50% 내지 99%이다. 제2 염료는, 자외선을 조사한 후, 480nm 내지 600nm 파장대 가시광선의 투과율이 50% 내지 99%이다. 제3 염료는, 자외선을 조사한 후, 600nm 내지 750nm 파장대 가시광선의 투과율이 50% 내지 99%이다.
일례로, 비 액정성 염료는, 아조계(Azo) 염료를 포함한다.
일례로, 패턴층의 일측 방향 위에 배치된 자외선 차단층을 더 포함한다.
일례로, 패턴층과 자외선 차단층 사이에 배치된 산화 방지층을 더 포함한다.
일례로, 패턴층과 자외선 차단층 사이에 배치된 광학 필름을 더 구비한다.
일례로, 광학 필름은, 편광층 및 광 흡수층 중 어느 하나를 포함한다.
일례로, 발광 다이오드는, 기판 방향으로 빛을 출광한다. 패턴층은, 기판의 하면에 배치된다.
일례로, 발광 다이오드는, 봉지층 방향으로 빛을 출광한다. 패턴층은, 봉지층 상부 표면에 배치된다.
일례로, 패턴층은, 광 흡수 물질을 더 포함한다.
이 출원에 의한 전계 발광 표시장치는, 외부에서 입사하는 빛이 반사되어 표시 품질을 저하하는 문제가 발생하지 않는다. 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치는 외광 반사는 억제하면서, 자발광 소자에 의해 출광되는 표시광의 휘도의 감소를 최소한으로 유지할 수 있다. 그 결과, 외광 반사의 표시광에 대한 간섭을 최소화하고, 적은 소비 전력으로 표시광의 높은 휘도를 확보할 수 있다.
도 1은 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치를 구성하는 한 화소의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 이 출원에 의한 화소들의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I'를 따라 도시한 이 출원의 제1 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 단면도이다.
도 5는 이 출원에 의한 패턴층을 구성하는 비 액정성 염료의 투광도 변화 메카니즘을 설명하는 도면이다.
도 6a 내지 6c는 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치에 구비된 외광 반사 방지필름의 구조를 나타내는 단면도들이다.
도 7은 도 3의 I-I'를 따라 도시한 이 출원의 제2 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 3의 I-I'를 따라 도시한 이 출원의 제3 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 3의 I-I'를 따라 도시한 이 출원의 제4 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 10은, 도 3의 절취선 I-I'으로 자른, 본 명세서의 제5 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 이 출원은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 명세서의 일 예들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로, 여기에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서의 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은, 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 출원 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
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.
제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 명세서의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 이 출원에 따른 전계 발광 표시장치의 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 도 1은 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 1에서 X축은 스캔 배선과 나란한 방향을 나타내고, Y축은 데이터 배선과 나란한 방향을 나타내며, Z축은 표시 장치의 높이 방향을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 전계 발광 표시장치는 기판(110), 게이트(혹은 스캔) 구동부(200), 데이터 패드부(300), 소스 구동 집적회로(410), 연성필름(430), 회로 보드(450), 및 타이밍 제어부(500)를 포함한다.
기판(110)은 절연성이 우수한 재료를 포함할 수 있다. 기판(110)은 유리, 금속, 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전계 발광 표시장치가 플렉서블(flexible) 표시장치인 경우, 기판(110)은 플라스틱 등과 같은 유연한 재질로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 투명 폴리이미드(polyimide) 재질을 포함할 수 있다.
기판(110)은 표시 영역(DA) 및 비 표시 영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시 영역(DA)은 영상이 표시되는 영역으로서, 기판(110)의 중앙부를 포함한 대부분 영역에 정의될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 표시 영역(DA)에는 스캔 배선들(혹은 게이트 배선들), 데이터 배선들 및 화소들이 형성된다. 화소들은 복수의 서브 화소들을 포함하며, 복수의 서브 화소들은 각각 스캔 배선들과 데이터 배선들을 포함한다.
비 표시 영역(NDA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로서, 표시 영역(DA)의 전체 또는 일부를 둘러싸도록 기판(110)의 가장자리 부분에 정의될 수 있다. 비 표시 영역(NDA)에는 게이트 구동부(200)와 데이터 패드부(300)가 형성될 수 있다.
게이트 구동부(200)는 타이밍 제어부(500)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 스캔 배선들에 스캔(혹은 게이트) 신호들을 공급한다. 게이트 구동부(200)는 베이스 기판(110)의 표시 영역(DA)의 일측 바깥쪽의 비 표시 영역(NDA)에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성될 수 있다. GIP 방식은 게이트 구동부(200)가 기판(110) 상에 직접 형성되어 있는 구조를 일컫는다.
데이터 패드부(300)는 타이밍 제어부(500)로부터 입력되는 데이터 제어신호에 따라 데이터 배선들에 데이터 신호들을 공급한다. 데이터 패드부(300)는 구동 칩으로 제작되어 연성 필름(430)에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 기판(110)의 표시 영역(DA)의 일측 바깥 쪽의 비 표시 영역(NDA)에 부착될 수 있다.
소스 구동 집적 회로(410)는 타이밍 제어부(500)로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력 받는다. 소스 구동 집적 회로(410)는 소스 제어 신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터 전압들로 변환하여 데이터 배선들에 공급한다. 소스 구동 집적 회로(410)가 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성 필름(430)에 실장될 수 있다.
연성 필름(430)에는 데이터 패드부(300)와 소스 구동 집적 회로(410)를 연결하는 배선들, 데이터 패드부(300)와 회로 보드(450)를 연결하는 배선들이 형성될 수 있다. 연성 필름(430)은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film)을 이용하여 데이터 패드부(300) 상에 부착되며, 이로 인해 데이터 패드부(300)와 연성 필름(430)의 배선들이 연결될 수 있다.
회로 보드(450)는 연성 필름(430)들에 부착될 수 있다. 회로 보드(450)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 회로 보드(450)에는 타이밍 제어부(500)가 실장될 수 있다. 회로 보드(450)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
타이밍 제어부(500)는 회로 보드(450)의 케이블을 통해 외부의 시스템 보드로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력 받는다. 타이밍 제어부(500)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 구동 집적 회로(410)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(500)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(200)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 구동 집적 회로(410)들에 공급한다. 제품에 따라 타이밍 제어부(500)는 소스 구동 집적 회로(410)와 한 개의 구동 칩으로 형성되어 기판(110) 상에 실장될 수도 있다.
도 2는 전계 발광 표시장치를 구성하는 한 화소의 회로 구성을 나타낸 도면이다. 도 3은 화소들의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 전계 발광 표시장치는 다수 개의 화소(P)들이 매트릭스 방식으로 배열되어 있다. 전계 발광 표시장치의 한 화소(P)는 스캔 배선(SL), 데이터 배선(DL) 및 구동 전류 배선(VDD)에 의해 정의된다. 화소(P)는 색상을 나타내는 단위 별로 구분될 수 있다. 예를 들어, 적색광을 발광하는 적색 화소(PR), 녹색광을 발광하는 녹색 화소(PG) 그리고 청색광을 발광하는 청색 화소(PB)를 구비할 수 있다. 다른 예로, 백색광을 발광하는 백색 화소(PW)를 더 구비할 수 있다.
전계 발광 표시장치의 한 화소 내부에는 스위칭 박막 트랜지스터(ST), 구동 박막 트랜지스터(DT), 발광 다이오드(OLE) 그리고 보조 용량(Cst)을 포함한다. 구동 전류 배선(VDD)은 발광 다이오드(OLE)를 구동하기 위한 고 전위 전압이 인가된다. 또한, 화소(P)는 배선들(SL, DL, VDD), 박막 트랜지스터들(ST, DT) 그리고 발광 다이오드(OLE)가 배치되어 있다. 배선들(SL, DL, VDD)이 배치된 영역을 배선 영역(LA)으로, 박막 트랜지스터들(ST, DT)이 배치된 영역을 구동 영역(DRA)으로 정의할 수 있다. 또한, 발광 다이오드(OLE)가 배치된 영역을 발광 영역(EA)으로 정의할 수 있다.
<제 1 실시 예>
이하, 도 3 및 4를 참조하여, 본 명세서의 제1 실시 예에 대해 설명한다. 도 4는, 도 3의 I-I'를 따라 도시한 제1 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 단면도이다.
도 4를 더 참조하면, 기판(SUB)의 표면 위에 차광층(LS)이 형성되어 있다. 차광층(LS)은 구동 영역(DRA)에 대응하여 배치될 수 있다. 차광층(LS)은 외부에서 빛이 들어와서 박막 트랜지스터들(ST, DT)의 반도체 층에 영향을 주는 것을 방지하기 위한 것일 수 있다. 차광층(LS) 위에는 버퍼층(BUF)이 기판(SUB) 표면 전체를 덮도록 적층될 수 있다.
버퍼층(BUF) 위에 스위칭 박막 트랜지스터(ST) 및 구동 박막 트랜지스터(DT)가 형성되어 있다. 예를 들어, 스위칭 박막 트랜지스터(ST)는 스캔 배선(SL)과 데이터 배선(DL)이 교차하는 부분에 배치될 수 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(ST)는 스위칭 게이트 전극(SG), 스위칭 소스 전극(SS) 및 스위칭 드레인 전극(SD)을 포함한다. 스위칭 게이트 전극(SG)은 스캔 배선(SL)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(SS)은 데이터 배선(DL)에 연결되며, 스위칭 드레인 전극(SD)은 구동 박막 트랜지스터(DT)에 연결된다. 스위칭 박막 트랜지스터(ST)는 구동 박막 트랜지스터(DT)에 데이터 신호를 인가함으로써 구동 시킬 화소를 선택하는 기능을 한다.
구동 박막 트랜지스터(DT)는 스위칭 박막 트랜지스터(ST)에 의해 선택된 화소의 발광 다이오드(OLE)를 구동하는 기능을 한다. 구동 박막 트랜지스터(DT)는 구동 게이트 전극(DG), 구동 소스 전극(DS) 및 구동 드레인 전극(DD)을 포함한다. 구동 게이트 전극(DG)은 스위칭 박막 트랜지스터(ST)의 스위칭 드레인 전극(SD)에 연결된다. 구동 소스 전극(DS)은 구동 전류 배선(VDD)에 연결되며, 구동 드레인 전극(DD)은 발광 다이오드(OLE)의 애노드 전극(ANO)에 연결된다. 구동 박막 트랜지스터(DT)의 구동 게이트 전극(DG) 일부와 발광 다이오드(OLE)의 애노드 전극(ANO) 일부가 중첩한 부분에 보조 용량(Cst)이 배치된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 스위칭 박막 트랜지스터(ST)와 구동 박막 트랜지스터(DT)는 게이트 전극(SG, DG)이 기판(SUB) 위에 먼저 형성되는 바텀 게이트(Bottom Gate) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 게이트 전극(SG, DG) 위에는 게이트 절연막(GI)이 적층되며, 게이트 절연막(GI) 위에 반도체 층(SA, DA)이 형성된다. 또한, 반도체 층(SA, DA)의 양측변에는 각각 소스 전극(SS, DS)과 드레인 전극(SD, DD)이 형성된다. 하지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 스위칭 박막 트랜지스터(ST)와 구동 박막 트랜지스터(DT)는 탑 게이트(Top Gate) 구조를 가질 수도 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(ST)와 구동 박막 트랜지스터(DT) 위에는 평탄화 막(PL)이 도포되어 있다. 평탄화 막(PL)은 박막 트랜지스터(ST, DT)가 형성된 기판(SUB)의 상부 표면을 고르게 하기 위한 것이다. 표면의 평탄성을 확보하기 위해 평탄화 막(PL)은 유기 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 경우에 따라, 평탄화 막(PL)은 무기 물질로 이루어진 무기막과 유기 물질로 이루어진 유기막이 적층된 구조를 가질 수 있다.
구동 박막 트랜지스터(DT)는 구동 전류 배선(VDD)과 발광 다이오드(OLE) 사이에 배치된다. 구동 박막 트랜지스터(DT)는 스위칭 박막 트랜지스터(ST)의 드레인 전극에 연결된 게이트 전극의 전압의 크기에 따라 구동 전류 배선(VDD)으로부터 발광 다이오드(OLE)로 흐르는 전류량를 조정한다.
발광 다이오드(OLE)는 애노드 전극(ANO), 발광층(OL) 및 캐소드 전극(CAT)을 포함한다. 발광 다이오드(OLE)는 구동 박막 트랜지스터(DT)에 의해 조절되는 전류에 따라 발광한다. 다시 설명하면, 발광 다이오드(OLE)는 구동 박막 트랜지스터(DT)에 의해 조절되는 전류에 따라 발광량이 정해지는 방식으로 휘도를 조절할 수 있다. 발광 다이오드(OLE)의 애노드 전극(ANO)은 구동 박막 트랜지스터(DT)의 구동 드레인 전극(DD)에 접속되고, 캐소드 전극(CAT)은 저 전위 전압이 공급되는 저전원 배선(VSS)에 접속된다. 즉, 발광 다이오드(OLE)는 저 전위 전압과 구동 박막 트랜지스터(DT)에 의해 조절된 고 전위 전압에 의해 구동된다.
박막 트랜지스터들(ST, DT)을 덮는 평탄화 막(PL) 위에는 애노드 전극(ANO)이 형성되어 있다. 애노드 전극(ANO)은 평탄화 막(PL)에 형성된 콘택홀을 통해 구동 박막 트랜지스터(DT)의 구동 드레인 전극(DD)에 연결되어 있다. 애노드 전극(ANO) 위에는 뱅크(BA)가 형성되어 있다. 뱅크(BA)는 애노드 전극(ANO)의 가장자리를 덮으며 중앙부 대부분을 노출하여 발광 영역을 정의한다.
뱅크(BA)와 노출된 애노드 전극(ANO)의 표면 위에는 발광층(OL)이 적층되어 있다. 발광층(OL)은 광을 발생하는 유기 혹은 무기 물질을 포함하며, 기판(SUB)의 표시 영역(DA) 전체에 걸쳐 연결되도록 적층될 수 있다. 경우에 따라서, 발광층(OL)은 뱅크(BA)에 의해 정의된 발광 영역의 애노드 전극(ANO)과 접촉하도록 분리되어 적층될 수도 있다.
발광층(OL)의 상부에는 캐소드 전극(CAT)이 적층되어 있다. 뱅크(BA)에 의해 노출된 애노드 전극(ANO), 애노드 전극(ANO)과 접촉하는 발광층(OL) 그리고 캐소드 전극(CAT)가 발광 다이오드(OLE)를 형성한다.
전계 발광 표시장치는 발광 다이오드(OLE)에서 출광한 빛이 박막 트랜지스터들(ST, DT)이 배치된 기판(SUB) 방향으로 제공되는 하부 발광형의 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 발광 다이오드(OLE)의 하부에는 칼라 필터(CF)를 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 칼라 필터(CF)는 박막 트랜지스터들(ST, DT)을 형성한 후, 발광 영역에 대응하도록 형성될 수 있다. 이후에, 박막 트랜지스터들(ST, DT)과 칼라 필터(CF)를 덮도록 평탄화 막(PL)이 적층될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 전계 발광 표시장치는 다이오드(OLE)에서 출광한 빛이 발광 다이오드(OLE) 상에 배치된 봉지층(EN) 방향으로 제공되는 상부 발광형을 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 칼라 필터(CF)는 발광 다이오드 (OLE)의 상부에 배치될 수 있다.
발광 다이오드(OLE)가 형성된 기판(SUB)의 상부 표면에는 봉지층(EN)이 더 적층되어 있다. 봉지층(EN)은 외부의 이물질에 의해 발광 다이오드(OLE)가 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.
봉지층(EN)은 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층이 적층되어 형성될 수 있다. 일례로, 봉지층(EN)은 제1 무기층(PAS1), 유기층(PCL) 및 제2 무기층(PAS2)이 순차 적층된 구조를 가질 수 있다. 제1 무기층(PAS1)과 제2 무기층(PAS2)은 수분 및 가스 침투를 방지하기 위한 것일 수 있다. 제1 무기층(PAS1)과 제2 무기층(PAS2)은 산화 실리콘 혹은 질화 실리콘과 같은 무기 물질로 형성할 수 있다. 유기층(PCL)은 고체 이물질이 발생하는 경우 이를 덮기 위한 유기 물질로 도포할 수 있다.
발광층(EL)에서 발생한 빛이 기판(SUB)이 배치된 방향으로 출광하는 하부 발광형(Bottom Emission)의 경우, 기판(SUB)의 하면에는 외광 반사 방지 필름(100)이 적층될 수 있다. 외광 반사 방지 필름(100)은 패턴층(PF)과 자외선 방지층(UT)을 구비할 수 있다.
일례로, 패턴층(PF)이 기판(SUB)의 하부 표면에 부착될 수 있다. 패턴층(PF)은 차광 영역(BA)과 투광 영역(TA)을 구비한다. 차광 영역(BA)은 구동 영역(DRA)에 대응하여 배치될 수 있다. 또는 차광 영역(BA)은 차광층(LS)에 대응하여 배치될 수 있다. 한편, 투광 영역(TA)은 발광 영역(EA)에 대응하여 배치될 수 있다.
패턴층(PF)은 광 변색 재료를 포함한다. 구체적으로는, N=N 이중 결합을 갖는 길이가 긴 공액 구조(P-P conjunction)를 갖는 염료를 포함한다. N=N 이중 결합으로 길이가 긴 공액구조는 가시광을 흡수하여 빛을 투과하지 않는 상태가 된다. 하지만, 자외선을 조사하면, N+N 이중 결합이 분해되어 공액 구조의 길이가 짧아져서 가시광을 흡수하지 않는 투명 상태가 된다. 예를 들어, 자외선 조사전에는 광 투과율이 6% 이하인 불투명 상태이지만, 자외선 조사 후에는 광 투과율이 적어도 50% 내지일 수 있다. 조사되는 자외선의 에너지 및 조사 시간에 따라, 이중 결합이 분해되어 공액 구조 길이를 조절할 수 있다. 즉, 조사되는 자외선의 총 에너지가 많아질 수록 공액 구조가 짧아져서 투명도가 높아진다. 예를 들어, 자외선 조사 에너지를 조절하거나, 자외선 조사 시간을 조절하여 가시광선의 투과율을 50% 내지 99% 사이에서 조절할 수 있다.
예를 들어, 패턴층(PF)은 비 액정성 아조(Azo)계 염료를 포함할 수 있다. 아조계 염료는, 특정 파장대의 색상을 나타내지만, 300nm 내지 370nm 파장대의 자외선을 조사하면, 투명 상태가 된다. 도 5에 도시한 바와 같이, 아조계 염료는 N=N 이중 결합 구조들을 갖는다. 도 5는 이 출원에 의한 패턴층을 구성하는 비 액정성 염료의 투광도 변화 메카니즘을 설명하는 화학 구조식이다. 여기에 자외선(UltraViolet Light: UV)을 조사하면, 일부 N=N 이중 결합이 분해되어, 가시광의 투과성이 증가한다. 일례로, 패턴층(PF)에 포함되는 염료로서, 자외선을 조사하기 전에는 380nm 내지 750nm 범위의 가시광선을 75% 이상 흡수하지만, 자외선 조사 후에는 가시광선에 대한 투과도가 높아지는 단일 아조계 염료를 사용할 수 있다. 다른 예로, 자외선을 조사하기 전에는 특정 파장대의 가시광선을 흡수하지만, 자외선을 조사한 후 해당 파장대의 가시광선의 투과도가 높아지는 여러 아조계 염료들을 혼합하여 사용할 수 있다.
일례로, 제1 아조계 염료, 제2 아조계 염료 및 제3 아조계 염료들을 포함할 수 있다. 제1 아조계 염료는, 자외선을 조사하기 전에는 공액 구조에 의해, 380nm 내지 480nm 파장대의 가시광선을 75% 이상 흡수하고 다른 파장대의 가시광선에 대해서는 85% 이상의 투과율을 갖지만, 자외선을 조사하면 상기 모든 가시광선에 대한 투과율이 90% 이상으로 증가하는 염료일 수 있다. 제2 아조계 염료는, 자외선을 조사하기 전에는 공액 구조에 의해, 480nm 내지 600nm 파장대의 가시광선을 75% 이상 흡수하고 다른 파장대의 가시광선에 대해서는 85% 이상의 투과율을 갖지만, 자외선을 조사하면 상기 모든 가시광선에 대한 투과율이 90% 이상으로 증가하는 염료일 수 있다. 그리고 제3 아조계 염료는, 자외선을 조사하기 전에는 600nm 내지 750nm 파장대의 가시광선을 75% 이상 흡수하고 다른 파장대의 가시광선에 대해서는 85% 이상의 투과율을 갖지만, 자외선을 조사하면 상기 모든 가시광선에 대한 투과율이 90% 이상으로 증가하는 염료일 수 있다. 제1 아조계 염료, 제2 아조계 염료 및 제3 아조계 염료들 혼합하여 필름 형태로 만들면, 자외선을 조사하기 전에는 380nm 내지 750nm 파장대의 가시광선들에 대해 6% 이하의 투과율(혹은 흡수율 94% 이상)을 갖는 흑색(Black) 상태의 필름으로 만들 수 있다.
이러한 세 가지 염료를 혼합하여, 패턴층(PF)을 형성한다. 그 후, 구동 영역(DRA)을 제외한 발광 영역(EA)에 자외선을 조사한다. 그 결과, 패턴층(PF)은 발광 영역(EA)에 대응하는 투광 영역(TA)과 구동 영역(DRA)에 대응하는 차광 영역(BA)으로 구분된다.
투광 영역(TA)은 발광 영역(EA)에만 대응하도록 패턴될 수도 있고, 발광 영역(EA)과 배선 영역(LA)에 대응하도록 패턴될 수 있다. 하지만, 차광 영역(BA)은 적어도 구동 영역(DRA)에 대응하도록 패턴되는 것이 바람직하다.
패턴층(PF)의 하면에는 자외선 차단층(UT)이 더 부착되어 있다. 자외선 차단층(UT)은, 기판(SUB)의 외부에서 입사되는 태양광에 포함된 자외선이 패턴층(PF)에 조사되어 차광 영역(BA)의 차광 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 자외선 차단층(UT)은 자외선 차단 물질을 포함한 강화 필름일 수 있다. 이 경우, 자외선 차단뿐아니라, 외부의 충격이나 긁힘으로부터 패턴층(PF)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 6a 및 6b를 참조하여, 외광 반사 방지층(100)에 대해 상세히 설명한다. 도 6a 및 6b는 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치에 구비된 외광 반사 방지필름의 구조를 나타내는 단면도들이다. 도 6a 내지 도 6c는 패턴층(PF)을 필름 형태로 구성하고, 별도의 접착층(PSA)를 이용하여 기판(SUB)에 합착할 수 있는 구조를 갖는 다양한 구성에 대해 설명한다.
먼저 도 6a를 참조하면, 일례에 의한 외광 반사 방지 필름(100)은 자외선 차단층(UT), 접착성 패턴층(PPF) 및 이형 필름(RF)를 구비할 수 있다. 자외선 차단층(UT)은 최상층에 배치될 수 있다. 자외선 차단층(UT)의 하면에는 접착 물질과 아조계 염료를 혼합한 접착성 패턴층(PPF)이 적층되어 있다. 도 6a에서 접착성 패턴층(PPF)은 차광 영역(BA)과 투광 영역(TA)로 패턴된 상태를 도시하였다. 하지만, 기판(SUB)에 합착되기 전에는, 또는 자외선을 조사하기 전에는, 차광 영역(BA)만 구비한 상태일 수 있다.
구체적으로, 광학 접착층(Optical Clear Adhesive: OCA) 혹은 가압 접착층 (Pressure Sensitive Adhesive: PSA)에 아조계 염료를 포함하여 접착성 패턴층(PPF)을 형성할 수 있다. 접착성 패턴층(PPF)을 자외선 차단층(UT)의 일측 표면에 도포하고, 이형 필름(RF)를 도포하여, 접착성 패턴층(PPF)을 보호할 수 있다. 이형 필름(RF)이 배치된 측면에서 자외선을 조사하여, 접착성 패턴층(PPF)에 투광 영역(TA)과 차광 영역(BA)을 형성한다. 그 후, 접착성 패턴층(PF)을 기판(SUB)의 하면과 밀착하도록 합착할 수 있다. 도 4는 도 6a에 의한 외광 반사 방지 필름(100)을 구비한 전계 발광 표시장치를 도시하고 있다.
다음으로, 도 6b를 참조하면, 다른 예에 의한 외광 반사 방지 필름(100)은 자외선 차단층(UT), 패턴층(PF), 광학 접착층(PSA) 및 이형 필름(RF)를 구비할 수 있다. 자외선 차단층(UT)은 최상층에 배치될 수 있다. 자외선 차단층(UT)의 하면에는 패턴층(PF)이 적층되어 있다. 도 6b에서 패턴층(PF)은 차광 영역(BA)과 투광 영역(TA)로 패턴된 상태를 도시하였다. 하지만, 기판(SUB)에 합착되기 전에는, 또는 자외선을 조사하기 전에는, 차광 영역(BA)만 구비한 상태일 수 있다.
패턴층(PF)의 하면에는 광학 접착층(PSA)가 도포되어 있다. 광학 접착층(PSA)를 이용하여, 기판(SUB)의 하면에 부착될 수 있다. 이형 필름(RF)은 광학 접착층(PSA)을 보호하기 위한 필름으로, 이를 벗겨낸 후, 외광 반사 방지 필름(100)의 광학 접착층(PSA)을 기판(SUB)과 합착 시킨다.
마지막으로 도 6c를 참조하면, 또 다른 예에 의한 외광 반사 방지 필름(100)은 자외선 차단층(UT), 산소 방지층(OB), 패턴층(PF), 광학 접착층(PSA) 및 이형 필름(RF)을 구비할 수 있다. 다른 구성 요소들을 도 6b와 동일하므로, 중복 설명은 생략한다. 산소 방지층(OB)은 외부에서 침투하는 산소를 흡수하는 물질을 포함할 수 있다. 산소 방지층(OB)은 패턴층(PF)으로 산소가 침투하는 것을 방지하기 위한 보호층이다. 아조계 염료는 산소에 과다하게 노출될 경우 특성이 변화할 수 있어, 투과도가 변화될 수 있다. 이를 방지하기 위해 산소 방지층(OB)이 패턴층(PF) 상부에 적층될 수 있다.
도 4에 도시한 구조에서, 외광 반사 방지 필름(100)이 없는 경우, 기판(SUB)의 아래 방향에서 입사된 외부광이 기판(SUB) 상부에 형성된 각종 구성 요소들에 의해 반사되어 사용자에게 인지될 수 있다. 이러한 외부광에 의해 발광 영역(EA)에서 제공하는 화상 정보가 제대로 인지되지 않을 수 있다. 비록, 구동 영역(DRA)의 하부에 차광층(LS)가 배치되어 있으나, 차광층(LS)에서도 10% 내지 15% 정도의 빛이 반사되기 때문에, 완전하게 외광 반사를 방지하기 위해서는 이 출원에서 제시하는 외광 반사 방지 필름(100)이 더 추가되는 것이 바람직하다.
이 출원에 의한 패턴층(PF)의 차광 영역(BA)는 염료의 화학적 특성으로 가시광선을 흡수하는 특성을 가지므로, 가시광선 흡수율을 6% 이하로 줄일 수 있다. 또한, 자외선의 파장 또는 조사 시간을 조절하여, 자외선의 에너지에 따라 투광 영역(TA)에서의 가시광선 투과율을 자유롭게 조절할 수 있다.
일례로, 투광 영역(TA)에서는 가시광선 투과율이 95% 이상일 수 있다. 이 경우, 발광 다이오드(OLE)에서 출광되는 빛의 95% 이상이 투과되기 때문에 높은 휘도를 확보할 수 있다. 하지만, 투광 영역(TA)을 통해 입사된 외부광도 캐소드 전극(CAT)에 의해 반사되고, 이 반사광의 95% 이상이 사용자에게 전달될 수 있다.
이와 같이 외부광이 발광 영역(EA)에서 반사되는 광량을 줄이기 위해, 투광 영역(TA)에서의 가시광 투과율을 50% 내지 90% 사이로 조절할 수 있다. 투광 영역(TA)의 가시광 투과율이 50%보다 낮으면, 발광 다이오드(OLE)에서 제공하는 빛의 휘도가 너무 낮아져서 표시 품질이 저하될 수 있다.
적용하는 표시 장치의 응용 분야에 따라서, 투광 영역(TA)의 가시광 투과도를 적절하게 조절할 수 있다. 일례로, 강력한 휘도를 갖는 외부광에 노출되는 상황에서는 투광 영역(TA)의 가시광 투과율을 가급적 낮게 조절하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 예로, 실내에서 주로 사용하거나, 자량용 계기판에 적용하는 것과 같이 외부광에 대한 영향이 적은 경우에는 투광 영역(TA)의 가시광 투과도를 높게 조절하는 것이 바람직할 수 있다.
<제 2 실시 예>
이하, 도 7을 참조하여, 본 명세서의 제2 실시 예에 대해 설명한다. 도 7은, 도 3의 절취선 I-I'으로 자른, 본 명세서의 제2 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 제2 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조는 제1 실시 예에 의한 것과 거의 동일하다. 차이가 있다면, 외광 반사 방지 필름(100)의 구조에 있다. 따라서, 필요한 경우가 아니라면, 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 이 출원의 제2 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치는, 기판(SUB), 박막 트랜지스터들(ST, DT), 발광 다이오드(OLE), 봉지층(EN) 및 외광 반사 방지 필름(100)을 포함한다. 기판(SUB)의 상부 표면 위에 박막 트랜지스터들(ST, DT), 발광 다이오드(OLE) 및 봉지층(EN)이 적층되어 있다. 기판(SUB)의 하면에는 외광 반사 방지 필름(100)이 부착되어 있다.
외광 반사 방지 필름(100)은, 패턴층(PF), 편광층(POL) 및 자외선 방지층(UT)을 구비한다. 패턴층(PF)은 차광 영역(BA)과 투광 영역(TA)을 구비한다. 차광 영역(BA)은 구동 영역(DRA)에 대응하여 배치될 수 있다. 또는 차광 영역(BA)은 차광층(LS)에 대응하여 배치될 수 있다. 한편, 투광 영역(TA)은 발광 영역(EA)에 대응하여 배치될 수 있다.
편광층(POL)은 패턴층(PF)의 하면에 부착되어 있다. 편광층(POL)은 외광 반사를 방지할 수 있는 광학 필름일 수 있다. 편광층(POL)은 빛의 선 편광 성질을 이용하여 외부광이 반사되는 것을 방지한다. 하지만, 시야각 범위에서는 편광층(POL)의 흡수축과 시야각으로 진행하는 선평광된 반사광 사이에서의 편광 각도가 틀어져, 반사광이 누설되는 현상이 있다. 따라서, 이 출원의 제2 실시 예에서처럼, 편광층(POL)과 패턴층(PF)의 조합으로 외광 반사를 더 효율적으로 방지할 수 있다.
특히, 패턴층(PF)의 투광 영역(TA)에서 입사되는 외부광이 반사되는 것을 편광층(POL)에서 방지할 수 있다. 따라서, 패턴층(PF)에서 투광 영역(TA)의 가시광 투과율을 95% 이상으로 조절하더라도, 외부광 반사를 억제할 수 있다. 그 결과, 제2 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치는, 외광 반사는 극소화하고, 발광 다이오드(OLE)에서 출광되는 발광 효율은 극대화할 수 있다.
편광층(POL)의 하부에는 자외선 차단층(UT)이 적층되어 있다. 자외선 차단층(UT)은, 기판(SUB)의 외부에서 입사되는 태양광에 포함된 자외선이 패턴층(PF)에 조사되어 차광 영역(BA)의 차광 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 7을 참조하여 설명한 제2 실시 예에서는, 접착층을 별도로 도시하지 않았다. 이는 도 6a와 같이 접착성 패턴층(PPF)을 이용하여 외부광 차단 필름(100)을 제조한 경우일 수 있다. 하지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 도 6b 혹은 6c에 도시한 바와 같이 접착층(PSA)을 별도로 구비한 구조로 구현할 수 있다.
<제 3 실시 예>
이하, 도 8을 참조하여 본 명세서의 제3 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조에 대해 설명한다. 도 8은, 도 3의 절취선 I-I'으로 자른, 본 명세서의 제3 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 제3 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조는 제1 실시 예에 의한 것과 거의 동일하다. 차이가 있다면, 외광 반사 방지 필름(100)의 구조에 있다. 따라서, 필요한 경우가 아니라면, 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 이 출원의 제3 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치는, 기판(SUB), 박막 트랜지스터들(ST, DT), 발광 다이오드(OLE), 봉지층(EN) 및 외광 반사 방지 필름(100)을 포함한다. 기판(SUB)의 상부 표면 위에 박막 트랜지스터들(ST, DT), 발광 다이오드(OLE) 및 봉지층(EN)이 적층되어 있다. 기판(SUB)의 하면에는 외광 반사 방지 필름(100)이 부착되어 있다.
외광 반사 방지 필름(100)은, 패턴층(PF) 및 자외선 방지층(UT)을 구비한다. 패턴층(PF)은 차광 영역(BA)과 반 투광 영역(HTA)을 구비한다. 차광 영역(BA)은 구동 영역(DRA)에 대응하여 배치될 수 있다. 또는 차광 영역(BA)은 차광층(LS)에 대응하여 배치될 수 있다. 한편, 반 투광 영역(HTA)은 발광 영역(EA)에 대응하여 배치될 수 있다.
패턴층(PF)은, 비 액정성 아조계 염료와 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 광 흡수 물질은, 380nm 내지 780nm 파장대를 갖는 가시광선들을 흡수하는 염료나 안료일 수 있다. 패턴층(PF)에 자외선을 조사하여, 차광 영역(BA)과 반 투광 영역(HTA)을 정의할 수 있다. 차광 영역(BA)은 자외선에 의해 아조계 염료가 가시광선을 흡수하는 상태가 된다. 반면에 반 투광 영역(HTA)에는 광 흡수 물질이 포함되어 있고, 이 광 흡수 물질의 함량을 조절하여, 반 투광 영역(HTA)을 투과하는 빛의 광량이 20% 내지 50% 정도 감소되도록 설정할 수 있다.
일례로, 반 투광 영역(HTA)에는 이를 투과하는 광량을 30% 감소하도록 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 반 투광 영역(HTA)으로 입사하는 외부광은 70%의 광량만 반 투광 영역(HTA)을 투과한다. 그 후, 캐소드 전극(CAT)에서 반사되어 다시 반 투광 영역(HTA)을 통과하면서, 반사광의 70%만 투과한다. 즉, 외부광의 49%만 반사광이 된다. 즉, 반 투광 영역(HTA)으로 입사한 외부광은 50% 이상 감소할 수 있다. 반면에, 투광 영역(TA)으로 출사되는 발광 다이오드(OLE)에서 제공하는 빛은 30% 정도만 광량이 감소할 수 있다. 그 결과, 발광 다이오드(OLE)에서 제공하는 빛의 투과율을 가급적 높게 확보하면서 동시에 외부광의 반사율은 억제할 수 있다.
패턴층(PF)의 하부에는 자외선 차단층(UT)이 적층되어 있다. 자외선 차단층(UT)은, 기판(SUB)의 외부에서 입사되는 태양광에 의해 차광 영역(BA)의 차광 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 외력에 의해 패턴층(PF)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 8을 참조하여 설명한 제3 실시 예에서는, 접착층을 별도로 도시하지 않았다. 이는 도 6a와 같이 접착성 패턴층(PPF)에 광 흡수 물질을 일정량 산포하여 형성한 외부광 차단 필름(100)을 제조한 경우일 수 있다. 하지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 도 6b 혹은 6c에 도시한 바와 같이 접착층(PSA)을 별도로 구비한 구조로 구현할 수 있다.
<제 4 실시 예>
이하, 도 9를 참조하여 본 명세서의 제4 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조에 대해 설명한다. 도 9는, 도 3의 절취선 I-I'으로 자른, 본 명세서의 제4 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 제4 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조는 제1 실시 예에 의한 것과 거의 동일하다. 차이가 있다면, 외광 반사 방지 필름(100)의 구조에 있다. 따라서, 필요한 경우가 아니라면, 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 이 출원의 제4 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치는, 기판(SUB), 박막 트랜지스터들(ST, DT), 발광 다이오드(OLE), 봉지층(EN) 및 외광 반사 방지 필름(100)을 포함한다. 기판(SUB)의 상부 표면 위에 박막 트랜지스터들(ST, DT), 발광 다이오드(OLE) 및 봉지층(EN)이 적층되어 있다. 기판(SUB)의 하면에는 외광 반사 방지 필름(100)이 부착되어 있다.
외광 반사 방지 필름(100)은, 광 흡수층(OTF), 패턴층(PF) 및 자외선 방지층(UT)을 구비한다. 패턴층(PF)은 차광 영역(BA)과 투광 영역(TA)을 구비한다. 차광 영역(BA)은 구동 영역(DRA)에 대응하여 배치될 수 있다. 또는 차광 영역(BA)은 차광층(LS)에 대응하여 배치될 수 있다. 한편, 투광 영역(TA)은 발광 영역(EA)에 대응하여 배치될 수 있다.
광 흡수층(OTF)은, 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 흡수 물질은, 380nm 내지 780nm 파장대를 갖는 가시광선들을 흡수하는 염료나 안료일 수 있다. 광 흡수층(OTF)은, 380nm 내지 780nm 파장대 가시광선에 대한 광 흡수율이 70% 이하(혹은, 광 투과율이 30% 이상)인 것이 바람직하다. 예를 들어, 광 흡수층(OTF)의 광 흡수 물질의 함량을 조절하여, 투광 영역(TA)을 투과하는 빛의 투과율을 20% 내지 60%가 되도록 설정할 수 있다.
일례로, 광 흡수층(OTF)을 투과하는 광량을 30% 감소하도록 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 투광 영역(TA)으로 입사하는 외부광은 70%의 광량만 광 흡수층(OTF)을 투과한다. 그 후, 캐소드 전극(CAT)에서 반사된 반사광은 광 흡수층(OTF)을 통과하면서, 반사광의 70%만 투과한다. 즉, 외부광의 49%만 반사광으로 출광된다. 또한, 이 출원에서 투광 영역(TA)의 투과율을 50% 내지 99% 사이에서 조절할 수 있음을 고려하면, 투광 영역(TA)으로 입사한 외부광의 반사율을 50%보다 훨씬 더 감소할 수 있다. 반면에, 투광 영역(TA)으로 출사되는 발광 다이오드(OLE)에서 제공하는 빛은 30% 정도만 광량이 감소할 수 있다. 그 결과, 발광 다이오드(OLE)에서 제공하는 빛의 투과율을 가급적 높게 확보하면서 동시에 외부광의 반사율은 억제할 수 있다.
특히, 광 흡수층(OTF)은 접착 물질에 광 흡수 물질을 혼합하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 6b나 6c에 도시한 외부광 차단 필름(100)의 접착층(PSA)에 광 흡수 물질을 혼합하여, 광 흡수층(OTF)로 형성할 수 있다.
패턴층(PF)의 하부에는 자외선 차단층(UT)이 적층되어 있다. 자외선 차단층(UT)은, 기판(SUB)의 외부에서 입사되는 태양광에 의해 차광 영역(BA)의 차광 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 외력에 의해 패턴층(PF)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 9를 참조하여 설명한 제4 실시 예에서는, 도 6a와 같은 구조를 갖는 접착층(PSA)을 구비한 외부광 차단 필름(100)에서 접착층(PSA)에 광 흡수 물질을 산포하여 형성한 경우를 나타내었다. 하지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 도 7에 도시한 제2 실시 예에서 편광층(POL)에 광 흡수층(OTF)을 대신하여 배치한 구조로 구현할 수도 있다.
<제 5 실시 예>
이하, 도 10을 참조하여 본 명세서의 제5 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조에 대해 설명한다. 도 10은, 도 3의 절취선 I-I'으로 자른, 본 명세서의 제5 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 지금까지 설명한 실시 예들에서는 하부 발광형(Bottom Emission) 구조에 대해서 설명하였다. 하지만 이에 국한되는 것은 아니며, 상부 발광형(Top Emission)구조에도 적용할 수 있다. 상부 발광형(Top Emission)은 도 4와 같은 구조에서 발광 다이오드(OLE)에서 발생한 빛이 봉지층(EN) 방향으로 출광되는 구조를 의미한다.
이 경우, 사용자는 봉지층(EN) 방향에서 표시장치를 관측한다. 따라서, 외광은 봉지층(EN) 방향에서 입사한다. 따라서, 외광 반사 방지 필름(100)은 봉지층(EN)의 상부 표면에 부착될 수 있다.
일례로, 제5 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치는, 기판(SUB), 박막 트랜지스터들(ST, DT), 발광 다이오드(OLE), 칼라 필터층(CFL), 봉지층(EN) 및 외광 반사 방지 필름(100)을 포함한다. 기판(SUB)의 상부 표면 위에 박막 트랜지스터들(ST, DT), 발광 다이오드(OLE), 칼라 필터층(CFL) 및 봉지층(EN)이 적층되어 있다. 봉지층(EN)의 상부 표면에는 칼라 필터층(CFL)이 적층될 수 있다.
칼라 필터층(CFL)은 칼라 필터(CF)와 블랙 매트릭스(BM)을 구비할 수 있다. 칼라 필터(CF)는 발광 영역(EA)에 대응하고, 블랙 매트릭스(BM)은 구동 영역(DRA)에 대응하도록 배치될 수 있다. 다른 예로, 도면으로 도시하지 않았으나, 칼라 필터층(CFL)은 봉지층(EN)과 캐소드 전극(CAT) 사이에 형성될 수도 있다.
칼라 필터층(CFL) 상부 표면에는 외광 반사 방지 필름(100)이 부착되어 있다. 외광 반사 방지 필름(100)은, 패턴층(PF) 및 자외선 방지층(UT)을 구비할 수 있다. 패턴층(PF)은 차광 영역(BA)과 투광 영역(TA)을 구비한다. 차광 영역(BA)은 구동 영역(DRA)에 대응하여 배치될 수 있다. 한편, 투광 영역(TA)은 발광 영역(EA)에 대응하여 배치될 수 있다.
패턴층(PF)의 상부에는 자외선 차단층(UT)이 적층되어 있다. 자외선 차단층(UT)은, 기판(SUB)의 외부에서 입사되는 태양광에 의해 차광 영역(BA)의 차광 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 외력에 의해 패턴층(PF)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도면으로 도시하지 않았으나, 터치 전극층을 더 구비한 표시장치에도 이 출원의 외광 반사 방지 필름(100)을 구비할 수 있다. 일례로, 칼라 필터층(CFL)과 외광 반사 방지 필름(100) 사이에 터치 전극층이 개재될 수 있다.
또한, 커버 필름이 더 부착될 수 있다. 이 경우, 외광 반사 방지 필름(100) 위에 커버 필름이 적층될 수 있다. 또는 커버 필름과 자외선 방지층(UT)은 하나의 필름 혹은 기판으로 구성할 수도 있다.
이상 설명한 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치는, 자외선을 조사함에 따라 광 투과율을 증가하는 비 액정성 염료를 사용한 특징이 있다. 이는 자외선을 조사함에 따라 광 흡수율이 증가하는 염료를 사용하는 경우와 비교해서, 소자 안전성이 매우 우수하다. 예를 들어, 이 출원에 의한 비 액정성 염료는, 장시간 사용함에 따라, 온도와 같은 환경 변화에 따라 광 흡수율이 변화되지 않아, 표시 품질을 항상 일정하게 유지할 수 있다.
상술한 이 출원의 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 이 출원의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 이 출원이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 이 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 이 출원은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 이 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 이 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 이 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
DA: 표시 영역 NDA: 비 표시 영역
OLE: 발광 다이오드 DT: 구동 박막 트랜지스터
ANO: 애노드 전극 OL: 발광층
CAT: 캐소드 전극 EN: 봉지층
100: 외광 반사 방지 필름 PF: 패턴층
BA: 차광 영역 TA: 투광 영역
UT: 자외선 차단층 HTA: 반 투광 영역
POL: 편광층 LS: 차광층
CF: 칼라 필터 PR: 적색 화소
PG: 청색 화소 PB: 청색 화소
PW: 백색 화소 LA: 배선 영역
EA: 발광 영역 DRA: 구동 영역

Claims (13)

  1. 발광 영역과 비 발광 영역을 구비한 화소 다수 개가 배치된 기판;
    상기 기판 위에서 상기 발광 영역에 배치된 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드를 덮는 봉지층; 그리고
    상기 기판의 일측 방향에 배치되며, 상기 발광 영역에 대응하는 투광 영역 및 상기 비 발광 영역에 대응하는 차광 영역을 구비한 패턴층을 구비하며,
    상기 일측 방향은 상기 발광 다이오드에서 발생한 빛이 출광되는 방향인 전계 발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴층은,
    특정 파장의 자외선에 의해 공액 구조의 길이가 짧아져 가시광선을 투과하는 비 액정성 염료를 구비하고,
    상기 투광 영역은,
    상기 비 액정성 염료의 일부 상기 공액 구조의 길이가 짧아져 상기 가시광선 투과도가 50% 이상이고,
    상기 차광 영역은,
    상기 비 액정성 염료의 상기 공액 구조를 유지하여, 가시광선 투과도가 25% 이하인 전계 발광 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자외선의 상기 특정 파장은, 300nm 내지 370nm 파장대인 전계 발광 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 비 액정성 염료는, 상기 자외선을 조사하기 이전에,
    380nm 내지 480nm 파장대 가시광선의 흡수율이 75% 이상인 제1 염료;
    480nm 내지 600nm 파장대 가시광선의 흡수율이 75% 이상인 제2 염료; 그리고
    600nm 내지 750nm 파장대 가시광선의 흡수율이 75% 이상인 제3 염료를 구비한 전계 발광 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 염료는, 상기 자외선을 조사한 후, 상기 380nm 내지 480nm 파장대 가시광선의 투과율이 50% 내지 99%이고,
    상기 제2 염료는, 상기 자외선을 조사한 후, 상기 480nm 내지 600nm 파장대 가시광선의 투과율이 50% 내지 99%이고,
    상기 제3 염료는, 상기 자외선을 조사한 후, 상기 600nm 내지 750nm 파장대 가시광선의 투과율이 50% 내지 99%인 전계 발광 표시장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 비 액정성 염료는,
    아조계(Azo) 염료를 포함하는 전계 발광 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴층의 상기 일측 방향에 배치된 자외선 차단층을 더 포함하는 전계 발광 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패턴층과 상기 자외선 차단층 사이에 배치된 산화 방지층을 더 포함하는 전계 발광 표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 패턴층과 상기 자외선 차단층 사이에 배치된 광학 필름을 더 구비한 전계 발광 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광학 필름은,
    편광층 및 광 흡수층 중 어느 하나를 포함하는 전계 발광 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는,
    상기 기판 방향으로 빛을 출광하고,
    상기 패턴층은,
    상기 기판의 하면에 배치된 전계 발광 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는,
    상기 봉지층 방향으로 빛을 출광하고,
    상기 패턴층은,
    상기 봉지층 상부 표면에 배치된 전계 발광 표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 패턴층은,
    상기 광 흡수 물질을 더 포함하는 전계 발광 표시장치.
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