KR20170050729A - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 편광판을 삭제함에도 표시 패널 내부에 마련된 전극들의 반사도를 줄임으로써, 표시 패널의 야외 시인성을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상면에 배치된 버퍼층, 상기 버퍼층 상에 배치되며, 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터와 연결되며 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 유기 발광 다이오드를 구비하고, 상기 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극 중 적어도 어느 하나는 순차적으로 배치된 반투과 금속층, 투명 금속층, 및 반사 금속층을 포함한다.

Description

유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 표시 패널의 야외 시인성을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회로 시대가 발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(FPD : Flat Panel Display Device)의 중요성이 증대되고 있다. 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 표시 장치(PDP : Plasma Display Panel Device), 유기 발광 표시 장치(OLED : Organic Light Emitting Display Device) 등이 있으며, 최근에는 전기영동 표시 장치(EPD : Electrophoretic Display Device)도 널리 이용되고 있다.
이 중, 박막 트랜지스터를 포함하는 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치는 해상도, 컬러 표시, 화질 등에서 우수하여 텔레비전, 노트북, 테블릿 컴퓨터, 또는 데스크 탑 컴퓨터의 표시 장치로 널리 상용화되고 있다. 특히, 유기 발광 표시 장치(OLED)는 자발광 소자로서, 소비전력이 낮고, 고속의 응답속도, 높은 발광효율, 높은 휘도 및 광시야각을 가지고있어, 차세대 평판 표시 장치로 주목받고 있다.
유기 발광 표시 장치(OLED)는 유기 발광 다이오드를 통해 발광된 빛의 투과방향에 따라 상부 발광 방식(top emission type)과 하부 발광 방식(bottom emission type)으로 구분 될 수 있다.
종래의 하부 발광 방식 유기 발광 표시 장치는 베이스 기판, 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor), 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode), 및 봉지층(Encapsulation layer)을 포함한다. 베이스 기판 상에는 게이트 라인 및 데이터 라인이 서로 교차하도록 구비되어 화소를 정의하고, 각 화소에는 박막 트랜지스터가 마련된다. 박막 트랜지스터는 순차적으로 적층된 액티브층, 게이트 절연막, 게이트 전극, 층간 절연막, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 박막 트랜지스터 상에 마련되며, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 접속된다. 이러한, 유기 발광 다이오드는 애노드 전극, 유기 발광층, 및 캐소드 전극을 포함한다. 봉지층은 베이스 기판 상에 마련된다. 봉지층은 외부의 충격으로부터 박막 트랜지스터 및 유기 발광 다이오드를 보호한다.
이러한 종래의 하부 발광 방식 유기 발광 표시 장치에서는 외부로부터 표시 패널 내부로 입사되는 외부광이 표시 패널 내에 마련된 전극들에 의해 다시 표시 패널의 외부로 반사된다. 이에 따라, 표시 패널의 야외 시인성이 저하될 수 있다. 이를 개선하기 위하여, 하부 발광 구조에서는 빛이 발광되는 베이스 기판의 하면에 편광판을 배치하여야 한다. 하지만, 편광판으로 인해, 표시 패널의 휘도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 편광판을 삭제함에도 표시 패널 내부에 마련된 전극들의 반사도를 줄임으로써, 표시 패널의 야외 시인성을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상면에 배치된 버퍼층, 상기 버퍼층 상에 배치되며, 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터와 연결되며 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 유기 발광 다이오드를 구비하고 상기 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극 중 적어도 어느 하나는 순차적으로 배치된 반투과 금속층, 투명 금속층, 및 반사 금속층을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 반투과 금속층과 반사 금속층 사이에 마련된 투명 금속층의 두께에 따라, 반투과 금속층에서의 반사광과 반사 금속층에서의 반사광 간에 상쇄 간섭이 발생하여, 박막 트랜지스터에 마련된 전극들의 반사도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 표시 패널 외부로 방출되는 반사광이 줄어들어 표시 패널의 야외 시인성을 개선할 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 효과 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 표시 패널, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 패널의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 전극의 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 제1 반사광 및 제2 반사광 간의 상쇄 간섭을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 도 3에 도시된 투명 금속층의 두께에 따른 게이트 전극의 반사도를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 버퍼층의 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 8은 도 7에 도시된 실리콘 산화막의 두께에 따른 버퍼층의 투과도를 나타낸 예시도.
도 9는 도 7에 도시된 실리콘 산화막의 두께에 따른 게이트 전극의 반사도를 나타낸 그래프.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도.
도 11은 도 10에 도시된 하부 필름을 설명하기 위한 예시도.
도 12는 도 10에 도시된 하부 필름의 투과도에 따른 표시 패널의 반사도를 나타낸 그래프.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "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 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 표시 패널(100), 게이트 구동부(200), 소스 드라이브 IC(310), 연성필름(330), 회로보드(350), 및 타이밍 제어부(400)를 보여주는 평면도이다.
도 1에서 X축은 게이트 라인과 나란한 방향을 나타내고, Y축은 데이터 라인과 나란한 방향을 나타내며, Z축은 유기 발광 표시 장치의 높이 방향을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 표시 패널(100), 게이트 구동부(200), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(310), 연성필름(330), 회로보드(350), 타이밍 제어부(400)를 포함한다.
유기 발광 표시 패널(100)은 베이스 기판(110) 및 봉지층(180)을 포함한다. 베이스 기판(110)의 표시 영역(DA)에는 게이트 라인들과 데이터 라인들이 형성되며, 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차 영역들에는 발광부들이 형성될 수 있다. 표시 영역(DA)의 발광부들은 화상을 표시할 수 있다. 봉지층(180)은 베이스 기판(110) 상에 마련된다. 봉지층(180)은 베이스 기판(110) 상에 마련된 소자들을 보호하고, 유기 발광 표시 패널(100) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 기능을 한다. 봉지층(180)은 베이스 기판(110)보다 작게 형성되며, 이로 인해 베이스 기판(110)의 일부는 봉지층(180)에 덮이지 않고 노출될 수 있다.
이러한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 패널(100)은 도 2 내지 도 9를 참조하여 상세하게 후술하기로 한다.
게이트 구동부(200)는 타이밍 제어부(400)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급한다. 본 발명의 실시예에서는 게이트 구동부(200)가 유기 발광 표시 패널(100)의 표시 영역(DA)의 일 측 바깥쪽에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 게이트 구동부(200)는 유기 발광 표시 패널(100)의 표시 영역(DA)의 양측 바깥쪽에 GIP 방식으로 형성될 수도 있고, 또는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 유기 발광 표시 패널(100)에 부착될 수도 있다.
소스 드라이브 IC(310)는 타이밍 제어부(400)로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력받는다. 소스 드라이브 IC(310)는 소스 제어신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터전압들로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC(310)가 구동 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성필름(330)에 실장될 수 있다.
베이스 기판(110)의 일부는 봉지층(180)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다. 봉지층(180)에 의해 덮이지 않고 노출된 베이스 기판(110)의 일부에는 데이터 패드들과 같은 패드들이 마련된다. 연성필름(330)에는 패드들과 소스 드라이브 IC(310)를 연결하는 배선들, 패드들과 회로보드(350)의 배선들을 연결하는 배선들이 형성될 수 있다. 연성필름(330)은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film)을 이용하여 패드들 상에 부착되며, 이로 인해 패드들과 연성필름(330)의 배선들이 연결될 수 있다.
회로보드(350)는 연성필름(330)들에 부착될 수 있다. 회로보드(350)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 회로보드(350)에는 타이밍 제어부(400)가 실장될 수 있다. 회로보드(350)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
타이밍 제어부(400)는 외부의 시스템 보드(미도시)로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력받는다. 타이밍 제어부(400)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이브 IC(330)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(400)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(200)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(310)들에 공급한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 패널의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 패널(100)은 베이스 기판(110), 버퍼층(130), 박막 트랜지스터(T), 패시베이션층(PAS), 컬러 필터(CF), 평탄화층(PAC), 유기 발광 다이오드(OLED), 뱅크(170), 및 봉지층(180)을 포함한다.
베이스 기판(110)은 플랙서블한 플라스틱 필름(plastic film)일 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판(110)은 10ppm/℃ 이하의 낮은 열팽창 계수(CTE: Coefficient of Thermal Expansion)를 갖는 투명한 폴리이미드(PI: polyimide) 필름 일 수 있다. 여기서, 열팽창 계수(CTE)는 단위 온도의 변화에 따른 폴리이미드 필름의 치수의 변화로 정의된다. 베이스 기판(110)은 보조 기판 상에 액체 상태의 폴리이미드(PI)를 도포하고 건조하여 폴리이미드 필름을 형성하고, 레이저 릴리즈(laser release) 공정을 이용하여 상기 폴리이미드 필름을 보조 기판으로부터 분리시키는 과정을 통해 마련될 수 있다. 여기서, 보조 기판으로는 유기 기판이 이용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 10ppm/℃ 이하의 열팽창 계수를 갖는 폴리이미드 필름이 베이스 기판(110)으로 적용되기 때문에, 30ppm/℃의 열팽창 계수를 갖는 베이스 기판이 적용된 종래와 비교하여, 레이저 릴리즈 공정에서 발생하는 베이스 기판(110)의 변형을 방지할 수 있다. 여기서, 변형이라 함은 베이스 기판(110)이 원하지 않는 방향으로 뒤틀리거나 말리는 현상 일 수 있다.
버퍼층(130)은 베이스 기판(110) 상에 마련된다. 버퍼층(130)은 제1 버퍼층(131) 및 제2 버퍼층(135)을 포함한다.
제1 버퍼층(131)은 베이스 기판(110) 상면에 마련된다. 제1 버퍼층(131)은 투습에 취약한 베이스 기판(110)으로부터 유기 발광 표시 패널(100) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 기능을 한다. 또한, 제1 버퍼층(131)은 유기 발광 표시 패널(100) 내부에 마련된 전극들에 의해 반사되어 외부로 방출되는 외부광의 반사도를 낮춰주는 기능을 한다. 이를 위해, 제1 버퍼층(131)은 실리콘 산화막(SiO2: silicon dioxide) 및 실리콘 질화막(SiNx: silicon nitride)을 포함하는 다중층일 수 있다. 이 경우, 실리콘 산화막(SiO2)의 두께는 1500Å 내지 2000Å 범위의 값 중 어느 하나 일 수 있다. 이러한, 제1 버퍼층(131)에 대해서는 도 7 내지 도 9를 참조하여 상세하게 후술하기로 한다.
제2 버퍼층(135)은 제1 버퍼층(131) 상에 마련된다. 제2 버퍼층(135)은 베이스 기판(110)으로부터 금속 이온 등의 불순물이 확산되어 박막 트랜지스터(T)의 액티브층(ACT)에 침투하는 것을 방지하는 기능을 한다. 또한, 제2 버퍼층(135)은 유기 발광 표시 패널(100) 내부로 수분이 침투하여, 박막 트랜지스터(T)의 특성을 저하시키는 것을 방지하는 기능을 한다. 예를 들어, 제2 버퍼층(135)은 실리콘 산화막(silicon dioxide), 실리콘 질화막(silicon nitride) 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 제2 버퍼층(135)은 박막 트랜지스터(T)와 직접적으로 접촉되기 때문에, 수소 발생을 최소화 할 수 있는 무기막을 이용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제2 버퍼층(135)으로는 실리콘 질화막과 비교하여 상대적으로 수소 함량이 낮은 실리콘 산화막이 이용될 수 있다. 여기서, 실리콘 질화막의 수소 함량은 15% 내지 20%이고, 실리콘 산화막의 수소 함량은 3% 이하이다.
박막 트랜지스터(T)는 버퍼층(130) 상에 마련된다. 박막 트랜지스터(T)는 액티브층(ACT), 게이트 절연막(GI), 게이트 전극(GE), 층간 절연막(ILD), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.
액티브층(ACT)은 제2 버퍼층(135) 상에 마련된다. 액티브층(ACT)은 게이트 전극(GE)과 중첩된다. 액티브층(ACT)은 소스 전극(SE) 측에 위치한 일단 영역(A1), 드레인 전극(DE) 측에 위치한 타단 영역(A2), 및 일단 영역(A1)과 타단 영역(A2) 사이에 위치한 중심 영역(A3)으로 구성될 수 있다. 중심 영역(A3)은 도펀트가 도핑되지 않은 반도체 물질로 이루어지고, 일단 영역(A1)과 타단 영역(A2)은 도펀트가 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(GI)은 액티브층(ACT) 상에 마련된다. 게이트 절연막(GI)은 액티브층(ACT)과 게이트 전극(GE)을 절연시키는 기능을 한다. 게이트 절연막(GI)은 액티브층(ACT)을 덮는다. 게이트 절연막(GI)은 무기막 예를 들어, 실리콘 산화막(silicon dioxide), 실리콘 질화막(silicon nitride) 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(GI) 상에 마련된다. 게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고, 액티브층(ACT)의 중심 영역(A3)과 중첩된다. 본 발명의 실시예에 따른 게이트 전극(GE)은 베이스 기판(110) 상에 순차적으로 적층된 반투과 금속층, 투명 금속층, 및 반사 금속층을 포함한다. 이 중 반투과 금속층의 두께가 가장 얇고, 반사 금속층의 두께가 가장 두꺼울 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 반투과 금속층과 반사 금속층 사이에 마련된 투명 금속층의 두께에 따라, 반투과 금속층에서의 반사광과 반사 금속층에서의 반사광 간에 상쇄 간섭이 발생하여, 게이트 전극(GE)의 반사도를 감소시킬 수 있다. 게이트 전극(GE)의 반사도가 감소되기 때문에, 표시 패널 외부로 방출되는 반사광이 줄어들어 표시 패널의 야외 시인성을 개선할 수 있다. 여기서, 투명 금속층의 두께는 350Å 내지 450Å 범위의 값 중 어느 하나 일 수 있다. 이러한, 게이트 전극(GE)에 대해서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
층간 절연막(ILD)은 게이트 전극(GE) 상에 마련된다. 층간 절연막(ILD)은 게이트 전극(GE)과 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 절연시키는 기능을 한다. 층간 절연막(ILD)은 게이트 절연막(GI)과 동일한 무기막 예를 들어, 실리콘 산화막(silicon dioxide), 실리콘 질화막(silicon nitride) 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 층간 절연막(ILD)상에서 서로 이격되어 배치된다. 전술한 게이트 절연막(GI)과 층간 절연막(ILD)에는 액티브층(ACT)의 일단 영역(A1) 일부를 노출시키는 제1 콘택홀(CNT1) 및 액티브층(ACT)의 타단 영역(A2) 일부를 노출시키는 제2 콘택홀(CNT)이 구비된다. 소스 전극(SE)은 제1 콘택홀(CNT1)을 통해서 액티브층(ACT)의 일단 영역(A1)과 연결되고, 드레인 전극(DE)은 제2 콘택홀(CNT2)을 통해서 액티브층(ACT)의 타단 영역(A2)에 연결된다.
본 발명의 실시예에 따른 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 게이트 전극(GE)과 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 순차적으로 적층된 반투과 금속층, 투명 금속층, 및 반사 금속층을 포함할 수 있다. 이 중 반투과 금속층의 두께가 가장 얇고, 반사 금속층의 두께가 가장 두꺼울 수 있다. 여기서, 반투과 금속층과 반사 금속층 사이에 마련된 투명 금속층의 두께에 따라, 반투과 금속층에서의 반사광과 반사 금속층에서의 반사광 간에 상쇄 간섭이 발생할 수 있다. 이에 따라, 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 각각의 반사도를 감소시킬 수 있으므로, 표시 패널 외부로 방출되는 반사광이 줄어들어, 표시 패널의 야외 시인성을 향상시킬 수 있다.
이러한, 박막 트랜지스터(T)의 구성은 앞서 설명한 예에 한정되지 않고, 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 공지된 구성으로 다양하게 변형 가능하다.
패시베이션층(PAS)은 박막 트랜지스터들(T) 상에 마련된다. 패시베이션층(PAS)은 박막 트랜지스터(T)를 보호하는 기능을 한다. 패시베이션층(PAS)은 무기막 예를 들어, 실리콘 산화막(silicon dioxide), 실리콘 질화막(silicon nitride) 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
컬러 필터(CF)는 패시베이션층(PAS) 상에 마련된다. 컬러 필터(CF)는 박막 트랜지스터(T)와 중첩되지 않도록 베이스 기판(110) 상의 화소 영역에 마련된다. 컬러 필터(CF)는 유기 발광 표시 패널(100)에서 컬러를 구현하기 위해 사용된다. 유기 발광 다이오드(OLED)로부터 발광되는 빛은 컬러 필터(CF)를 통과하여 하부로 발광된다.
평탄화층(PAC)은 패시베이션층(PAS) 상에 마련된다. 평탄화층(PAC)은 박막 트랜지스터(T) 및 컬러 필터(CF)를 덮는다. 평탄화층(PAC)은 박막 트랜지스터(T) 및 컬러 필터(CF)가 마련되어 있는 베이스 기판(110)의 상부를 평탄하게 해주는 기능을 수행한다. 평탄화층(PAC)은 유기막 예를 들어, 아크릴계 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin)등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 평탄화층(PAC) 및 패시베이션층(PAS)에는 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(DE)을 노출시키는 제3 콘택홀(CNT3)이 구비되어 있다. 제3 콘택홀(CNT3)을 통하여 드레인 전극(DE)과 애노드 전극(AND)이 연결된다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 박막 트랜지스터(T)와 연결된다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 박막 트랜지스터(T) 및 컬러 필터(CF) 상에 마련된다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 애노드 전극(AND), 유기 발광층(EL), 및 캐소드 전극(CAT)을 포함한다.
애노드 전극(AND)은 패시베이션층(PAS)과 평탄화층(PAC)에 마련된 제3 콘택홀(CNT3)을 통해 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(DE)에 접속된다. 애노드 전극(AND)은 일함수 값이 비교적 큰 투명 도전성 물질 예를 들어, 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)일 수 있다. 또한, 애노드 전극(AND)은 반사효율이 우수한 금속물질 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), APC(Ag;Pb;Cu) 등을 포함하는 적어도 둘 이상의 층으로 구성될 수 있다.
뱅크(170)는 서로 인접한 애노드 전극(AND)들 사이에 마련된다. 뱅크(170)는 서로 인접한 애노드 전극(AND)들을 전기적으로 절연시킨다. 뱅크(170)는 애노드 전극(AND)의 일측을 덮는다. 본 발명의 실시예에 따른 뱅크(170)는 광 흡수 물질을 포함하는 블랙 뱅크일 수 있다. 예를 들어, 뱅크(170)는 카본 블랙(carbon black) 등과 같은 블랙 안료를 포함한 유기막 예를 들어, 폴리이미드계 수지(polyimides resin), 아크릴계 수지(acryl resin), 벤조사이클로뷰텐(BCB) 등과 같은 유기막으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
광 흡수 물질이 포함되지 않은 종래의 뱅크가 적용되는 경우, 외부로부터 표시 패널 내부로 입사되는 외부광이 캐소드 전극(CAT)에 반사되어 표시 패널 외부로 방출되기 때문에, 표시 패널의 야외 시인성이 저하되는 문제가 발생 될 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 광 흡수 물질을 포함하는 뱅크(170)가 적용되는 경우, 외부로부터 입사되는 외부광 및 캐소드 전극(CAT)에 의해 반사되는 반사광을 모두 흡수하기 때문에, 표시 패널의 야외 시인성을 향상시킬 수 있다.
유기 발광층(EL)은 애노드 전극(AND)상에 마련된다. 유기 발광층(EL)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기발광층(organic light emitting layer), 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 나아가, 유기 발광층(EL)에는 발광층의 발광 효율 및/또는 수명 등을 향상시키기 위한 적어도 하나 이상의 기능층이 더 포함될 수도 있다.
캐소드 전극(CAT)은 유기 발광층(EL)과 뱅크(170) 상에 마련된다. 애노드 전극(AND)과 캐소드 전극(CAT)에 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기 발광층(EL)으로 이동되며, 유기 발광층(EL)에서 서로 결합하여 발광하게 된다.
봉지층(180)은 박막 트랜지스터(T) 및 유기 발광 다이오드(OLED) 상에 마련된다. 봉지층(180)은 박막 트랜지스터(T) 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 덮는다. 봉지층(180)은 외부의 충격으로부터 박막 트랜지스터(T), 및 유기 발광 다이오드(OLED) 등의 소자를 보호하고, 유기 발광 표시 패널(100)의 내부로 수분의 침투하는 것을 방지하는 기능을 한다.
봉지층(180)은 교번하여 적층되는 복수의 무기막들 및 복수의 유기막들을 포함할 수 있다. 복수의 무기막들 사이사이에는 복수의 유기막들이 배치될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 봉지층(180)은 유기막으로 구성될 수도 있다. 봉지층(180)이 유기막으로 구성되는 경우, 봉지층(180) 상에는 전면 접착층이 추가로 마련될 수 있다. 여기서, 전면 접착층은 금속층 또는 배리어 필름층일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 전극의 구조를 설명하기 위한 단면도로서, 이는 도 2에 도시된 게이트 전극에 관한 것이다. 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 제1 반사광 및 제2 반사광 간의 상쇄 간섭을 설명하기 위한 예시도이다. 도 6은 도 3에 도시된 투명 금속층의 두께에 따른 게이트 전극의 반사도를 나타낸 그래프이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 게이트 전극(GE)은 반투과 금속층(ML1), 투명 금속층(ML2), 및 반사 금속층(ML3)을 포함한다.
반투과 금속층(ML1)은 게이트 절연막(GI) 상에 마련된다. 반투과 금속층(ML1)은 게이트 절연막(GI)과의 밀착력이 우수하고, 40% 이상의 투과도를 갖는 금속 박막일 수 있다. 반투과 금속층(ML1)은 금속 물질 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이 경우, 반투과 금속층(ML1)의 투과도는 반투과 금속층(ML1)의 두께에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 발명자들은 여러 번의 실험을 거쳐, 50Å의 두께로 증착된 몰리브덴(Mo)이 40% 이상의 투과도 갖는 것을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 반투과 금속층(ML1)은 50Å의 두께로 증착된 몰리브덴(Mo)일 수 있다.
투명 금속층(ML2)은 반투과 금속층(ML1) 상에 마련된다. 투명 금속층(ML2)은 반투과 금속층(ML1) 및 반사 금속층(ML3) 사이에 마련된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 반투과 금속층(ML1)과 반사 금속층(ML3) 사이의 거리(D)를 조절함으로써, 반투과 금속층(ML1)의 표면에서 반사되는 제1 반사광(A)과 반사 금속층(ML3)의 표면에서 반사되는 제2 반사광(B) 간의 상쇄 간섭을 일으킬 수 있으며, 게이트 전극(GE)의 반사도를 감소시킬 수 있다. 이 경우, 반투과 금속층(ML1)과 반사 금속층(ML3) 사이의 거리(D)는 투명 금속층(ML2)의 두께와 동일하다. 즉, 투명 금속층(ML2)의 두께를 조절함으로써, 제1 반사광(A)과 제2 반사광(B) 간의 상쇄 간섭을 일으켜, 게이트 전극(GE)의 반사도를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 발명자들은 여러 번의 실험을 거쳐, 투명 금속층(ML2)의 두께가 증가함에 따라, 게이트 금속(GE)의 반사도가 점점 감소한다는 사실을 확인하였다. 그러나 투명 금속층(ML2)의 두께가 450Å을 초과하는 경우, 게이트 금속(GE)의 반사도는 다시 증가하는 경향을 보였다. 특히, 투명 금속층(ML2)의 두께가 400Å 일 때, 게이트 전극(GE)의 반사도는 10.6%로 가장 낮은 값을 가졌다. 이에 따라, 본 발명에 따른 투명 금속층(ML2)의 두께는 증착 시 오차 범위를 고려하여, 350Å 내지 450Å 범위의 값 중 어느 하나로 설정할 수 있다. 이 경우, 반투과 금속층(ML1)은 50Å의 두께로 증착된 몰리브덴(Mo)이 이용되었으며, 반사 금속층(ML3)은 2000Å의 두께로 증착된 구리(Cu)가 이용되었다. 또한, 금속층(ML2)으로는 인듐-틴-옥사이드(ITO)가 이용되었다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 투명 금속층(ML2)은 예를 들어, 인듐-징크-옥사이드(IZO)일 수도 있다.
반사 금속층(ML3)은 투명 금속층(ML2) 상에 마련된다. 반사 금속층(ML3)은 반투과 금속층(ML1) 및 투명 금속층(ML2)으로 입사되는 외부광을 모두 반사시켜야 하므로, 불투명한 금속 물질 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
정리하자면, 외부광이 베이스 기판(110)을 통과하여 게이트 전극(GE)으로 입사되는 경우, 상기 외부광의 일부는 반투과 금속층(ML1)의 표면에서 반사된다. 본 발명에서는 이를 제1 반사광(A)이라 한다. 또한, 상기 제1 반사광(A)을 제외한 나머지 외부광은 반투과 금속층(ML1) 및 투명 금속층(ML2)을 투과한 후, 반사 금속층(ML3)의 표면에서 반사된다. 본 발명에서는 이를 제2 반사광(B)이라 한다. 이 경우, 투명 전극층(ML2)의 두께를 조절함에 따라, 제1 반사광(A) 및 제2 반사광(B) 간에는 상쇄 간섭이 발생될 수 있다. 상쇄 간섭은 반대 위상을 갖는 두 파장이 중첩하여 합성 파장의 진폭이 작아지는 현상이다.
본 발명의 실시예에 따르면 투명 전극층(ML2)의 두께를 조절함으로써, 제1 반사광(A)과 제2 반사광(B) 각각의 파장을 반대 위상으로 중첩시켜, 합성 파장(A+B)의 진폭(amplitude)을 줄일 수 있다. 합성 파장(A+B)의 진폭이 줄어들기 때문에, 외부로부터 표시 패널 내부로 입사되어 게이트 전극(GE)에 의해 반사되는 반사광이 줄어들 수 있다. 즉, 투명 전극층(ML2)의 두께를 조절하여, 제1 반사광(A) 및 제2 반사광(B) 간에 상쇄 간섭을 발생시킬 수 있으며, 이에 따라, 게이트 전극(GE)의 반사도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 게이트 전극(GE)에 반사되어 외부로 방출되는 반사광이 줄어들어, 표시 패널의 야외 시인성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는 게이트 전극(GE)에 대해서만 설명하였으나, 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 또한 게이트 전극(GE)과 동일한 구조를 가질 수 있으며, 동일한 효과를 제공할 수 있다. 즉, 소스 전극 및 드레인 전극 각각을 상기 게이트 전극과 동일하게 구성할 경우, 반투과 금속층에서의 반사광과 반사 금속층에서의 반사광 간에 상쇄 간섭이 발생하여, 소스 전극 및 드레인 전극의 반사도를 감소시킬 수 있다. 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)의 반사도가 감소되기 때문에, 표시 패널 외부로 방출되는 반사광이 줄어들어, 표시 패널의 야외 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 버퍼층의 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 이는 도 2를 참조하여 설명된 버퍼층 중 제1 버퍼층의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 도 7에 도시된 실리콘 산화막의 두께에 따른 버퍼층의 투과도를 나타낸 예시도이다. 도 9는 도 7에 도시된 실리콘 산화막의 두께에 따른 게이트 전극의 반사도를 나타낸 그래프이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 버퍼층(130) 중 제1 버퍼층(131)은 베이스 기판(110) 상에 마련된다. 제1 버퍼층(131)은 배리어(barrier) 특성을 고려하여, 적어도 두 개 이상의 무기막으로 구성된다. 이에 따라, 제1 버퍼층(131)은 순차적으로 적층된 실리콘 산화막(SiO2) 및 실리콘 질화막(SiNx)일 수 있다. 본 발명의 실시시예에서는 교번하여 적층된 복수의 실리콘 산화막(SiO2) 및 복수의 실리콘 질화막(SiNx)을 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 실리콘 산화막(SiO2) 및 실리콘 질화막(SiNx)의 적층 구조는 다양하게 변경 가능하다.
실리콘 산화막(SiO2) 및 실리콘 질화막(SiNx) 각각의 두께는 제1 버퍼층(131) 상에 마련되는 전극들(게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극)의 반사도를 고려하여 설정할 수 있다. 본 발명의 발명자들은 여러 번의 실험을 통하여, 제1 버퍼층(131)의 투과도가 88% 이상인 경우, 전극들 각각의 반사도가 12% 이하로 줄어들 수 있다는 사실을 확인하였다. 도 8 및 9를 참조하면, 실리콘 산화막(SiO2)의 두께가 1500Å 내지 2000Å 일 때, 제1 버퍼층(131)은 88% 이상의 투과도를 가지며, 전극들 각각은 12% 이하의 투과도를 가진다. 이 경우, 실리콘 산화막(SiO2)의 두께는 실리콘 질화막(SiNx)의 두께와 같거나 두꺼울 수 있다. 본 실험에 따른 실리콘 질화막(SiNx)의 두께는 1500Å으로 설정되었다.
본 발명의 실시예에 따른 버퍼층(130)이 마련되는 경우, 패널 내부에 마련된 전극들의 반사도를 12% 이하로 줄일 수 있으며, 이에 따라, 표시 패널의 야외 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 패널의 단면도이다. 도 11은 도 10에 도시된 하부 필름을 설명하기 위한 예시도이다. 도 12는 도 10에 도시된 하부 필름의 투과도에 따른 표시 패널의 반사도를 나타낸 그래프이다. 이는, 도 2에 도시된 베이스 기판(110)의 하면에 하부 필름(120)이 추가로 마련된 것이다. 이에 따라, 이하의 설명에서는 하부 필름(120) 및 이와 관련된 구성에 대해서만 설명하기로 하고, 이들을 제외한 나머지 구성들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 필름(120)은 베이스 기판(110) 하부에 부착된다. 하부 필름(120)은 베이스 기판(110) 하부 전면에 부착된다. 하부 필름(120)은 유기 발광 표시 패널(100) 외부에서 내부로 입사되는 외부광의 투과도를 조절한다. 하부 필름(120)은 유기 발광 표시 패널(100) 내부의 전극들에 의해 외부로 반사되는 반사광을 흡수한다. 이를 위해, 하부 필름(120)은 블랙 안료 등과 같은 광 흡수 물질(121)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 하부 필름(120)의 투과도는 80% 내지 50% 일 수 있다. 일반적으로 사람이 육안으로 인지하지 못하는 반사도의 한계는 6% 이하이다. 반사도를 인지하지 못한다는 것은 유기 발광 표시 패널(100)의 야외 시인성이 우수하다는 것이다. 본 발명에서와 같이, 80% 내지 50%의 투과도를 갖는 하부 필름(120)이 적용되는 경우, 유기 발광 표시 패널(100) 전체의 반사도를 6% 이하로 낮출 수 있다. 즉, 유기 발광 표시 패널(100)의 베이스 기판(110) 하면에 하부 필름(120)이 마련되는 경우, 하부 필름(120)이 마련되지 않는 경우와 비교하여, 유기 발광 표시 패널(100)의 반사도를 추가로 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 표시 패널의 야외 시인성을 추가로 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 유기 발광 표시 패널 110 : 베이스 기판
130 : 버퍼층 140 : 제2 버퍼층
180 : 봉지층 200 : 게이트 구동부
310 : 소스 드라이브 IC 330 : 연성필름
350 : 회로보드 400 : 타이밍 제어부
T : 박막 트랜지스터 DA : 표시 영역
GE : 게이트 전극 ML1 : 반투과 금속층
ML2 : 투명 금속층 ML3 : 반사 금속층
SE : 소스 전극 DE : 드레인 전극

Claims (11)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 상면에 배치된 버퍼층;
    상기 버퍼층 상에 배치되며, 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터; 및
    상기 박막 트랜지스터와 연결되며, 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 유기 발광 다이오드를 구비하고,
    상기 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극 중 적어도 어느 하나는 순차적으로 배치된 반투과 금속층, 투명 금속층, 및 반사 금속층을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반투과 금속층의 두께가 가장 얇고, 상기 반사 금속층의 두께가 가장 두꺼운 유기 발광 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 금속층은 상기 반투과 금속층보다 더 많은 광을 반사시키는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 금속층의 두께는 350Å 내지 450Å 범위인 유기 발광 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 10ppm/℃ 이하의 열팽창 계수를 갖는 폴리이미드(PI) 필름인 유기 발광 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 하면에 배치된 하부 필름을 더 포함하고,
    상기 하부 필름은 광을 흡수하는 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하부 필름은 80% 내지 50%의 투과도를 갖는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼층은,
    상기 베이스 기판 상에 마련된 제1 버퍼층; 및
    상기 제1 버퍼층 상에 마련된 제2 버퍼층을 구비하고,
    상기 제1 버퍼층은 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 실리콘 산화막의 두께는 상기 실리콘 질화막의 두께와 동일하거나, 두꺼운 유기 발광 표시 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 실리콘 산화막의 두께는 1500Å 내지 2000Å 범위인 유기 발광 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기발광 다이오드는,
    상기 드레인 전극에 접속된 애노드 전극;
    상기 애노드 전극을 구획하는 뱅크;
    상기 애노드 전극 상에 마련된 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층 상에 마련된 캐소드 전극을 더 구비하고,
    상기 뱅크는 광을 흡수하는 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
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