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KR102337889B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR102337889B1
KR102337889B1 KR1020150023198A KR20150023198A KR102337889B1 KR 102337889 B1 KR102337889 B1 KR 102337889B1 KR 1020150023198 A KR1020150023198 A KR 1020150023198A KR 20150023198 A KR20150023198 A KR 20150023198A KR 102337889 B1 KR102337889 B1 KR 102337889B1
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KR
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electrode
light emitting
light
layer
substrate
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김무현
이수환
박진우
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삼성디스플레이 주식회사
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Priority to US15/801,087 priority patent/US10461272B2/en
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Abstract

기판; 상기 기판 상에 배치되어 발광영역과 투광영역을 정의하는 화소정의막; 상기 발광영역 상에 배치되는 제1전극; 상기 제1전극 상에 배치되는 발광층; 및 상기 발광영역과 상기 투광영역 상에 배치되는 제2전극을 포함하고, 상기 제2전극은 상기 투광영역에서 산화막을 포함하는 표시 장치를 제공한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등으로 분류된다.
전자 기술의 발달에 따라 다양한 유형의 표시 장치가 사용되고 있다. 특히, 투명 표시 장치는 시각적 투명성을 그대로 유지하면서 문자 또는 영상을 표시하는 표시 장치이다.
투명 표시 장치에 적용될 수 있는 표시 소자로 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), 액정 표시(Liquid Crystal Display, LCD) 소자, 및 마리 전기 영동 표시(Electrophoretic Display, EPD) 소자 등이 있다. 이 중 유기 발광 소자는 시야각, 콘트라스트(contrast), 응답속도, 소비전력 등의 특성이 우수하기 때문에 투명 표시 장치의 표시 소자로 각광받고 있다.
유기 발광 소자를 이용한 투명 표시 장치는 후방에 위치하는 사물을 관찰할 수 있는 유기 발광 표시 장치로서, 발광영역 및 투광영역으로 구분된다. 발광영역은 박막 트랜지스터와 각종 신호 연결 배선, 전극 배선, 및 유기 발광 물질 등이 배치되고, 투광영역은 투명 기판, 및 투명 절연막 등이 배치된다.
투명 표시 장치는 스위치 오프 상태일 때, 반대편에 위치한 사물 또는 이미지가 투명 표시 장치를 투과하여 사용자로 하여금 시인되도록 하여야 하는데, 비록 투명 표시 장치라 하더라도 발광영역의 박막 트랜지스터 및 각종 배선들의 투과율이 높지 않고, 투광영역의 크기에 한계가 있기 때문에 전체 투명 표시 장치의 투과율이 높지 않다.
한편, 투광영역에서의 광 투과율을 높이기 위해서는 투광영역이 차지하는 공간을 늘려야 하나, 투광영역의 공간을 증가시킴에 따라 발광영역이 차지하는 공간이 감소하므로 휘도 저하가 발생한다.
본 발명의 실시예는 투광영역의 크기를 증가시키지 않으면서 투광영역에서의 광 투과율을 높이는 개선된 표시 장치를 제안하고자 한다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 투광영역 및 표시 장치 전체의 투과율을 향상시킬 수 있는 투명 표시 장치 및 투명 표시 장치 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 휘도 저하를 최소화할 수 있는 투명 유기 발광 표시 장치 및 투명 유기 발광 표시 장치 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예는 제1기판; 상기 제1기판 상에 배치되어 발광영역과 투광영역을 정의하는 화소정의막; 상기 발광영역 상에 배치되는 제1전극; 상기 제1전극 상에 배치되는 발광층; 및 상기 발광영역과 상기 투광영역 상에 배치되는 제2전극을 포함하고, 상기 제2전극은 상기 투광영역에서 산화막을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화소정의막은 상기 제1전극의 적어도 일부 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1전극은 반사형 전극일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2전극은 상기 발광영역에서 비산화막이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2전극 상에 형성된 충전재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 충전전재 상에 형성된 제2기판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1기판과 상기 제2기판은 상기 투광영역에서 불투명 금속층을 포함하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1전극은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투광영역에 대응하는 제2전극의 광 투과율은 상기 발광영역에 대응하는 제2전극의 광투과율의 1.1 내지 2 배일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광영역에 대응하는 상기 충전재의 영역상에 형성된 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 제1기판; 상기 기판 상에 배치되어 발광영역과 투광영역을 정의하는 화소정의막; 상기 발광영역 상에 배치되는 제1전극; 상기 제1전극 상에 배치되는 유기 발광층; 및 상기 유기 발광층 상에 배치되는 제2전극을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 화소정의막은 상기 제1전극의 적어도 일부 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1전극은 반사형 전극일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 발광영역에서 제2전극 상에 형성된 충전재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 발광영역과 상기 투광영역 상에 배치되는 제2기판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 투광영역에서 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 형성된 충전재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1기판과 상기 제2기판은 상기 투광영역에서 불투명 금속층을 포함하지 않는다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1전극은 투명 도전성 산화물을 포함하는 투과형 전극일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 발광영역에 대응하는 상기 충전전재의 영역상에 형성된 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 제1기판을 준비하는 단계; 상기 제1기판 상에 발광영역과 투광영역을 정의하는 화소정의막을 형성하는 단계; 상기 발광영역 상에 제1전극을 형성하는 단계; 상기 제1전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 발광영역과 투광영역 상에 제2전극을 형성하는 단계; 상기 제2전극 상에 마스크를 배치하고 가스를 주입하는 단계; 및 상기 제1기판과 대향 배치되는 제2기판을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 마스크는 상기 발광영역에 대응하는 차광부 및 상기 투광영역에 대응하는 투광부를 가지며, 상기 마스크의 후면에는 상기 차광부와 상기 투광부의 경계에 배치된 마개가 구비된 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 표시장치는 투광영역 및 표시 장치의 전체의 광 투과율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 표시장치는 휘도 저하를 최소화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광 투과율 및 휘도 저하가 개선된 투명 표시 장치 및 투명 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 내부 구조를 확대 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 제2전극의 제조 공정을 설명하기 위한 개념 단면도이다.
도 5는 도 3에 따른 표시장치의 제2전극을 마스크로 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제2전극을 제조하는 공정에서 사용되는 마스크를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7에 따른 표시 장치의 일부 제조 공정을 설명하기 위한 개념 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 기판이라 함은 제1 기판을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 발광층이라 함은 유기 발광층을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 유기발광 표시장치 또는 액정표시장치일 수 있다. 이하에서는 표시장치는 유기발광 표시장치인 것을 전제로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1은 서로 인접한 4개의 화소(210)가 2*2 매트릭스 형태로 배치된 모습이 개략적으로 도시되어 있으며, 각 화소(210)는 발광영역(Emissive Area; 230)과 투광영역(Transmissive Area; 220)을 포함한다. 발광영역(230)은 발광부로, 투광영역(220)은 투과부로 지칭될 수도 있다. 발광영역(230)은 실제 화상이 구현되는 영역이고, 투광영역(220)은 외광을 투과시키는 영역을 의미한다. 발광영역(230)은 예를 들어, 적색 발광영역(231), 녹색 발광영역(232), 및 청색 발광영역(233)를 포함할 수 있다.
투명 표시 장치가 구동되지 않는 경우, 사용자는 투광영역(220)을 통해 표시 장치의 뒤편에 위치한 사물 또는 배경 이미지를 시인할 수 있게 된다. 또는, 투명 표시 장치가 구동되는 경우, 사용자는 발광영역(230)의 영상과 투광영역(220)을 통한 배경을 동시에 시인할 수 있게 된다. 화소(210)에서 발광영역(230) 및 투광영역(220)의 면적비는 시인성 및 투과도 측면에서 다양하게 설정될 수 있다.
발광영역(230)은 박막 트랜지스터와 각종 신호 연결 배선, 전극 배선, 및 유기 발광 물질 등이 배치되며, 투광영역(220)은 투명 절연막 등이 배치된다. 또한, 투광영역(220)과 발광영역(230) 사이의 영역은 각종 신호 연결 배선 등이 배치된다.
하나의 화소(210) 내의 투광영역(220)은 도 1에 도시된 바와 같이 전체 발광영역(230)의 크기와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있고, 적색, 녹색, 청색 발광영역(231, 232, 233) 각각의 크기와 동일하게 형성될 수도 있다.
또한, 발광영역(230)을 구성하는 적색 발광영역(231), 녹색 발광영역(232), 및 청색 발광영역(233) 각각의 크기 및 배치 순서는 도 1에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, 적색 발광영역(231), 녹색 발광영역(232), 및 청색 발광영역(233) 각각은 다양한 크기를 갖거나, 다양한 형태로 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100)는 전면 발광형에 적용 가능하다. 이하에서 설명할 투명 유기 발광 표시 장치(100)는 전면 발광형 임을 전제로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 내부 구조를 도시한 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 2 및 도3을 참조하여, 본 실시예의 발광영역(230)을 설명하면 다음과 같다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 발광영역(도 1의 참조부호 230, 이하 동일)의 각 화소에 두 개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(10, 20)와 하나의 축전 소자(capacitor)(80)를 구비하는 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기 발광 표시 장치를 도시하고 있으나, 본 발명 및 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서 유기 발광 표시 장치는 하나의 화소에 셋 이상의 트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자를 구비할 수 있으며, 별도의 배선이 더 형성되어 다양한 구조를 가질 수 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 발광영역은 복수의 화소들을 통해 화상을 표시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100)는, 제1기판(111), 제1기판(111) 상에 배치되어 발광영역(230)과 투광영역(220)을 정의하는 화소정의막(190), 발광영역(230) 상에 배치되는 제1전극(710), 제1전극(710) 상에 배치되는 유기 발광층(720); 및 발광영역(230)과 투광영역(220) 상에 배치되는 제2전극(730)을 포함하고, 제2전극(730)은 투광영역(220)에서 산화막(732)을 포함한다.
유기 발광 소자(70)는, 제1전극(710)과, 이 제1전극(710) 상에 형성된 유기 발광층(720)과, 이 유기 발광층(720) 상에 형성된 제2전극(730)을 포함한다. 여기서, 제1전극(710)은 각 화소마다 하나 이상씩 형성되므로 제1 기판(111)은 서로 이격된 복수의 제1전극들(710)을 가진다.
여기서 제1전극(710)이 정공 주입 전극인 양극(애노드)이며, 제2전극(730)이 전자 주입 전극인 음극(캐소드)이 된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유기 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라 제1전극(710)이 음극이 되고, 제2전극(730)이 양극이 될 수도 있다. 또한, 제1전극(710)은 화소 전극이고, 제2전극(730)은 공통 전극이다.
유기 발광층(720)에 주입된 정공과 전자가 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
축전 소자(80)는 절연층(160)을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 유지전극(158, 178)을 포함한다. 여기서, 절연층(160)은 유전체가 된다. 축전 소자(80)에 축적된 전하와 한 쌍의 유지전극(158, 178) 사이의 전압에 의해 축전 용량이 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는, 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 전극(173), 및 스위칭 드레인 전극(174)을 포함한다. 구동 박막 트랜지스터(20)는 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176), 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(152)은 게이트 라인(151)에 연결되고, 스위칭 소스 전극(173)은 데이터 라인(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(174)는 스위칭 소스 전극(173)으로부터 이격 배치되며 제1유지전극(158)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(70)의 유기 발광층(720)을 발광시키기 위한 구동 전원을 제1전극(710)에 인가한다. 구동 게이트 전극(155)은 스위칭 드레인 전극(174)과 연결된 제1유지전극(158)에 연결된다. 구동 소스 전극(176) 및 제2유지전극(178)은 각각 공통 전원 라인(172)에 연결된다.
구동 드레인 전극(177)이 드레인 접촉구멍(contact hole)(181)을 통해 유기 발광 소자(70)의 제1전극(710)에 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 게이트 라인(151)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동하여 데이터 라인(171)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다.
공통 전원 라인(172)으로부터 구동 박막 트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스윙칭 박막 트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(70)로 흘러 유기 발광 소자(70)가 발광한다.
도 2와 함께 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치(100)의 구조를 더욱 설명한다.
도 3을 참조하면, 투명 유기 발광 표시 장치는 제1기판(111), 박막 트랜지스터, 게이트 절연막(140), 절연층(160), 평탄화층(180), 유기 발광 소자(70) 및 화소정의막(190)을 포함한다.
제1기판(111)은 투명 유기 발광 표시 장치의 소자를 지지 및 보호하기 위한 기판이다. 제1기판(111)은 투명 유기 발광 표시 장치의 하부에 위치하는 지지판으로서, 하부 기판, 지지 기판, 박막 트랜지스터 기판, 하부 지지 부재 등으로 지칭될 수도 있다. 제1 기판(111)은 투명 절연 물질로 구성될 수 있고, 예를 들어, 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 물질로 형성될 수 있다.
투명 유기 발광 표시 장치가 플렉서블 투명 유기 발광 표시 장치인 경우, 제1 기판(111)은 연성의 투명 절연 물질로 형성될 수 있다. 여기서, 사용 가능한 연성의 투명 절연 물질은 폴리이미드(polyimide; PI)를 비롯하여 폴리에테르이미드(polyetherimide; PEI), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyelene terephthalate; PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리메탈메틸크릴레이트(PMMA), 폴리스타이렌(PS), 스타이렌아크릴나이트릴코폴리머(SAN), 실리콘-아크릴 수지 등이 사용될 수 있다.
제1 기판(111) 위에 버퍼층(120)이 형성된다. 버퍼층(120)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 버퍼층(120)은 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘옥사이드(SiO2), 실리콘옥시나이트라이드(SiOxNy)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 그러나 이러한 버퍼층(120)이 반드시 필요한 것은 아니며, 제1 기판(111)의 종류 및 공정 조건 등을 고려하여 형성하지 않을 수도 있다.
버퍼층(120) 위에 구동 반도체층(132)이 형성된다. 구동 반도체층(132)은 다결정 실리콘, 비정질 실리콘 및 산화물 반도체로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나인 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 구동 반도체층(132)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(135)과, 채널 영역(135)의 양 옆으로 p+ 도핑되어 형성된 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)을 포함한다. 이 때, 도핑되는 이온 물질은 붕소(B)와 같은 P형 불순물이며, 주로 B2H6이 사용된다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라진다.
구동 반도체층(132) 위에 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥사이드 등으로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성된다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소(SiNx), 및 산화 규소(SiO2)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하여 형성된다. 일례로, 게이트 절연막(140)은 40nm의 두께를 갖는 질화 규소막과 80nm의 두께를 갖는 테트라에톡시실란막이 차례로 적층된 이중막으로 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예1에서, 게이트 절연막(140)이 전술한 구성에 한정되는 것은 아니다.
게이트 절연막(140) 위에 구동 게이트 전극(155), 게이트 라인(도 2의 참조부호 151), 제1 유지전극(도 2의 참조부호158)이 형성된다. 이때, 구동 게이트 전극(155)은 구동 반도체층(132)의 적어도 일부, 구체적으로 채널 영역(135)과 중첩 형성된다. 구동 게이트 전극(155)은 구동 반도체층(132)을 형성하는 과정에서 구동 반도체층(132)의 소스 영역(136)과 드레인 영역(137)에 불순물을 도핑할 때 채널 영역(135)에 불순물이 도핑되는 것을 차단하는 역할을 한다.
게이트 전극(155)과 제1유지 전극(158)은 서로 동일한 층에 위치하며, 실질적으로 동일한 금속 물질로 형성된다. 이때, 금속 물질은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함한다. 일례로, 게이트 전극(155) 및 제1유지전극(158)은 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(140) 상에 구동 게이트 전극(155)을 덮는 절연층(160)이 형성된다. 상기 절연층(160)은 층간 절연층일 수 있다. 절연층(160)은 게이트 절연막(140)과 마찬가지로 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥사이드 등으로 형성될 수 있다. 게이트 절연막(140)과 절연층(160)은 구동 반도체층(132)의 소스 및 드레인 영역을 드러내는 접촉 구멍을 구비한다.
발광영역(230)에 절연층(160) 위에 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177), 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172), 제2 유지전극(도 2의 참조부호 178)이 형성된다. 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)은 접촉구멍을 통해 구동 반도체층(132)의 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 연결된다.
구체적으로, 구동 소스 전극(176), 구동 드레인 전극(177) 및 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172)과 제2 유지전극(178)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 이루어진 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금에 의하여 형성될 수 있으며, 상기 내화성 금속막과 저저항 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 상기 다중막 구조의 예로, 크롬 또는 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 상부막으로 된 이중막, 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 중간막과 몰리브덴(합금) 상부막으로 된 삼중막을 들 수 있다.
구동 소스 전극(176), 구동 드레인 전극(177) 및 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172), 제2 유지전극(178)은 상기 설명한 재료 이외에도 여러 가지 다양한 도전재료에 의하여 형성될 수 있다.
이에 의해, 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한 구동 박막 트랜지스터(20)가 형성된다. 그러나 구동 박막 트랜지스터(20)의 구성은 전술한 예에 한정되지 않으며, 다양한 구조로 변형 가능하다.
절연층(160) 상에 구동 소스 전극(176), 구동 드레인 전극(177) 등을 덮는 보호막(180)이 형성된다. 보호막(180)은 폴리아크릴계, 폴리이미드계 등과 같은 유기물로 이루어질 수 있다. 보호막(180)은 평탄화막일 수 있다. 보호막(180)은 그 위에 형성될 유기 발광 소자의 발광 효율을 높이기 위해, 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 한다.
보호막(180)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolicresin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly(phenylenethers) resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly(phenylenesulfides) resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 으로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나로 만들어질 수 있다.
보호막(180)은 구동 드레인 전극(177)을 드러내는 드레인 접촉구멍(181)을 구비한다.
보호막(180) 위에 제1전극(710)이 형성되고, 이 제1전극(710)은 보호막(180)의 드레인 접촉구멍(181)을 통해 구동 드레인 전극(177)에 연결된다.
보호막(180)에 제1전극(710)을 덮는 화소 정의막(190)이 형성된다. 화소정의막(190)은 인접하는 화소 간을 구분하는 역할을 하며, 추가적으로 하나의 화소에서 발광영역(230)과 투광영역(220)을 구분하는 역할을 한다. 따라서, 화소정의막(190)은 인접하는 화소 사이 및 하나의 화소에서 발광영역(230)과 투광영역(220) 사이에 배치된다. 또한, 화소정의막(190)은 제1전극(710)의 일부를 드러내는 개구부가 구비될 수 있다.
화소 정의막(190)은 유기 절연 물질, 예를 들어, 폴리이미드, 포토아크릴(photo acryl), 벤조사이클로뷰텐(BCB) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 화소정의막(190)은 감광성 유기재료 또는 감광성 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 화소정의막(190)은 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리이미드(Polyimide), PSPI(Photo sensitive polymide), PA(Photo sensitive acryl), 감광 노볼락 레진(Photo sensitive Novolak resin) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
화소 정의막(190)은 테이퍼(taper) 형상으로 형성될 수 있다. 화소 정의막(190)을 테이퍼 형상으로 형성하는 경우, 화소 정의막(190)은 포지티브(positive) 타입의 포토레지스트를 사용하여 형성될 수 있다.
화소 정의막(190)의 개구부 내에서 제1전극(710) 위에 유기 발광층(720)이 형성되고, 화소 정의막(190) 및 유기 발광층(720) 상에 제2전극(730)이 형성된다.
이와 같이, 제1전극(710), 유기 발광층(720), 및 제2전극(730)을 포함하는 유기 발광 소자(70)가 형성된다. 유기 발광 소자(70)에 대해서는 후술한다.
제2전극(730) 상에 제2기판(112)이 이격되어 배치된다. 제2기판(112)은 봉지 기판일 수 있다. 제2기판(112)은 유기발광소자(70)를 사이에 두고 제1기판(111)과 합착 밀봉된다. 제2기판(112)은 제1기판(111) 상에 형성된 박막 트랜지스터(10, 20) 및 유기발광소자(70) 등을 외부로부터 밀봉되도록 커버하여 보호한다.
제2기판(112)은 유리 및 투명한 소재의 플라스틱 등 투명 절연 물질로 형성될 수 있고, 제1기판(111)과 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 화상이 제2 기판(201) 방향으로 구현되는 전면 발광인 경우에 제2 기판(201)은 광 투과성 재료로 형성된다. 또한, 제2기판(112)은 하나 이상의 무기막 및 하나 이상의 유기막이 교호적으로 적층된 박막 봉지 구조로 형성될 수도 있다.
한편, 제1 기판(101)과 제2 기판(201) 사이에 충전재(600)가 배치된다. 충전재(600)는 유기 발광 표시 장치(100)의 외부로부터 가해질 수 있는 충격에 대하여 유기 발광 소자(70) 등의 내부 소자를 보호한다. 충전재(600)는 유기 발광 표시 장치(100)의 기구적인 신뢰성을 향상시킨다. 충전재(600)는 유기 실런트인 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 또는 무기 실런트인 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 우레탄계 수지는, 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트 등이 사용될 수 있다. 아크릴계 수지는, 예를 들어, 부틸아크릴레이트, 에틸헥실아크레이트 등이 사용될 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자를 더욱 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 제2전극(730)의 제조 공정을 설명하기 위한 개념 단면도이다. 도 5는 도 3에 따른 표시장치의 제2전극(730)을 마스크로 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
제1 기판(111)은 발광영역(230) 및 투광영역(220)을 포함한다. 발광영역(230)은 실제 빛이 방출되는 영역이고, 투광영역(220)은 빛이 방출되지 않는 영역이다. 발광영역(230)과 투광영역(220)은 화소정의막(190)에 의하여 구분된다.
유기 발광 소자(70)는 제1전극(710), 유기 발광층(720) 및 제2전극(730)을 포함한다.
화소 영역 내의 제1전극(710)상에 유기 발광층(720)이 배치되고, 화소정의막(190) 및 유기 발광층(720) 상에 제2전극(730)이 배치된다.
투명 유기 발광 표시 장치가 화상을 표시하는 방식으로 각 화소마다 적색, 녹색 및 청색 자체를 발광하는 유기 발광층을 형성하여 사용하는 방식과 백색을 발광하는 유기 발광층을 모든 화소에 형성함과 함께 컬러 필터를 사용하는 방식이 사용되고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치가 각 화소마다 적색, 녹색 및 청색 자체를 발광하는 유기 발광층을 사용하는 방식의 유기 발광 표시 장치인 경우, 화소 정의막(190)에 의해 개구된 적색 발광영역, 녹색 발광영역 및 청색 발광영역 각각의 제1전극(710) 상에는 적색, 녹색 및 청색 중 하나를 발광하는 유기 발광층이 형성될 수 있고, 적색 발광영역, 녹색 발광영역 및 청색 발광영역 각각에 형성된 유기 발광층은 분리될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1전극(710)은 각각의 화소에서 발광영역(230)에 형성되므로, 유기 발광층 또한 발광영역(230)에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치가 백색 유기 발광층 및 컬러 필터를 사용하는 방식의 유기 발광 표시 장치인 경우, 화소 정의막(190)에 의해 개구된 적색 발광영역, 녹색 발광영역 및 청색 발광영역의 제1전극(710) 상에 백색 유기 발광층이 형성될 수 있으며, 적색 발광영역, 녹색 발광영역 및 청색 발광영역 각각에 형성된 유기 발광층은 서로 연결되어 제1기판(111) 전면에 걸쳐 형성될 수도 있고, 분리되어 각각의 화소의 발광영역(230)에 형성될 수도 있다.
도 3에서는 유기 발광층(720)이 각 화소마다 적색, 녹색 및 청색 자체를 발광하는 유기 발광층(720)이며, 유기 발광층(720)이 발광영역(230)에 형성되는 것을 도시하였다.
유기 발광층(720)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 이루어질 수 있다. 제1전극(710)과 유기 발광층(720) 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL) 및 정공 수송층(Hole Transporting Layer, HTL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있고, 유기 발광층(720)과 제2전극(730) 사이에 전자 수송층(Electron Transporting Layer, ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다.
이와 같이 유기 발광층(720)은 주발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 일례로 정공 주입층이 양극인 제1전극(710) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 주발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
제1전극(710) 및 제2전극(730)은 투과형 전극, 반투과형 전극 및 반사형 전극 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
투과형 전극 형성을 위하여 투명 도전성 산화물(TCO; Transparent Conductive Oxide)이 사용될 수 있다. 투명한 도전성 산화물(TCO)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 안티몬 주석 산화물(ATO), 알루미늄 아연 산화물(AZO), 산화 아연(ZnO), 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
반투과형 전극 및 반사형 전극 형성을 위하여 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 구리(Cu)와 같은 금속 또는 이들의 합금이 사용될 수 있다. 이때, 반투과형 전극과 반사형 전극은 두께로 결정된다. 일반적으로, 반투과형 전극은 약 200nm 이하의 두께를 가지며, 반사형 전극은 300nm 이상의 두께를 가진다. 반투과형 전극은 두께가 얇아질수록 빛의 투과율이 높아지지만 저항이 커지고, 두께가 두꺼워질수록 빛의 투과율이 낮아진다.
또한, 반투과형 및 반사형 전극은 금속 또는 금속의 합금으로 된 금속층과 금속층상에 적층된 투명 도전성 산화물(TCO)층을 포함하는 다층구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치가 제2 기판(201) 방향으로 화상을 구현하는 전면 발광 방식인 경우, 제1전극(710)은 반사형 도전성 물질로 형성된다. 반사형 물질로 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질이 사용될 수 있다.
예를 들면, 제1전극(710)은 알루미늄(Al) 등을 포함하는 상기 그룹 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 광 반사성 도전 물질을 포함하는 제1 서브 전극(미도시) 및 제1 서브 전극(미도시) 상에 위치하여 인듐틴옥사이드(indium tin oxide, ITO) 등의 일함수가 높은 도전 물질을 포함하는 제2 서브 전극(미도시)을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치가 제1기판(111)과 제2 기판(201) 양 방향으로 화상을 구현하는 양면 발광 방식인 경우, 제1전극(710)은 광을 투과할 수 있는 투명 도전성 산화물로 형성된다. 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(Zinc Oxide), 주석 산화물(Tin Oxide)로 형성될 수 있다.
제1전극(710)은 제1기판(111)의 각 화소에서 발광영역(230)에 형성된다. 투명 도전성 산화물로 형성되는 경우 투명하므로, 투광영역(220)에 중첩되어도 투과율 저하가 적다. 하지만, 제1서브 전극(미도시)이 투광영역(220)에 중첩될 경우 투과율이 현저하게 저하될 수 밖에 없다. 상술한 바와 같이, 투명 유기 발광 표시 장치는 제1전극(710)에서 공급되는 정공과 제2전극(730)에서 공급되는 전자가 유기 발광층(720)에서 결합되어 광이 발광되는 원리로 구동되어 화상을 형성하므로, 제1전극(710)은 발광영역(230)에 형성될 수 있다.
제2전극(730)은 유기 발광층(720) 상에 배치되고 공진 구조를 형성할 수 있도록 반투과형 도전성 물질로 형성된다. 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 리튬알루미늄(LiAl), 알루미늄(Al), 은(Ag), 칼슘(Ca), 칼슘은(CaAg), 마그네슘은(MgAg) 및 알루미늄은(AlAg) 등 중 하나 이상을 포함하는 단층 또는 복층의 광 반투과성 도전 물질을 포함한다.
제2전극(730)은 면형으로서 제1 기판(111) 전면 위에 통판 형태로 형성된다. 제2전극(730)은 발광영역(230)에 배치된 비산화막(731) 및 투광영역(220)에 배치된 산화막(732)을 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위해서 비산화막(731)과 산화막(732)은 각각 발광영역(230)의 제2전극(731), 투광영역(220)의 제2전극(732)으로도 언급될 수 있다.
도 3에서, 투광영역(220)의 제2전극(732)은 발광영역(230)의 제2전극(731)과의 비교를 위해 산화막(732)으로만 도시되어 있으나, 산화막(732)과 비산화막(731)을 둘 다 포함할 수도 있다(도 4 참조).
발광영역(230)의 제2전극(731) 및 투광영역(220)의 제2전극(732)은 동일한 반투과형 도전성 물질로 형성되고, 투광영역(220)의 제2전극(732)은 반투과형 도전성 물질의 산화물로 이루어진다. 예를 들면, 발광영역(230)의 제2전극(731)이 마그네슘 및 은을 포함하는 복층으로 이루어질 경우, 투광영역(220)의 제2전극(732)은 마그네슘의 산화물 및 은의 산화물을 포함하는 복층으로 이루어진다.
도 4 및 5를 참조하면, 마스크(50)를 이용하여 투광영역(220)에 대응하는 제2전극(732)을 산화시킬 수 있다. 즉, 마스크(50)의 차광부(51)를 발광영역(230) 위에 배치하고, 마스크(50)의 투광부(52)를 투광영역(220) 위에 배치한다. 그리고, 산화 분위기의 챔버에서 산소(O2)를 투광부(52)에 주입한다. 산소에 노출된 투광영역(220)에 대응하는 제2전극(732)은 반투과형 도전성 물질의 산화물이 된다. 마스크(50)에 대해서는 도 6을 참조하여 후술한다.
투광영역(220) 제2전극(732)이 반투과형 도전성 물질의 산화물로 이루어짐에 따라 발광영역(230) 제2전극(731)보다 높은 광 투과율을 갖는다. 예를 들면, 투광영역(220) 제2전극(732)의 광 투과율은 발광영역(230) 제2전극(731)의 광 투과율의 1.1 내지 2배이다. 따라서, 발광영역(230) 제2전극(731)의 광 투과율이 30% 일 경우, 투광영역(220) 제2전극(732)의 광 투과율은 50% 일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제2전극을 제조하는 공정에서 사용되는 마스크(50)를 도시한 평면도이다.
마스크(50)는 투광영역(220)에 대응하는 제2전극(732)의 산화공정에서 사용되는 마스크로서, 미세 금속 마스크(Fine Metal Mask; FMM)일 수 있다.
도 6을 참조하면, 마스크(50)의 전면(a)에는 차광부(51) 및 투광부(52)가 구비되며, 마스크(50)의 후면(b)에는 차광부(51), 투광부(52) 및 마개(53)가 구비된다.
마스크의 투광부(52)는 표시 장치의 투광영역(220)에 대응되므로, 투광부(52)의 크기(l*h), 위치 및 개수는 투광영역(220)의 크기, 위치 및 개수와 동일하게 적용된다.
다른 일례로서, 투광부(52)를 교차로 배치시켜 투광영역(220)의 개수 대비 절반 개수의 투광부(52)를 구비하도록 마스크를 제조할 수도 있다. 이러한 경우에는 제2전극(732)을 이동시켜 산소를 주입함으로써 제2전극(732)의 산화공정을 실시할 수 있다.
차광부(51)는 표시 장치의 발광영역(230)에 대응되어 산소가 주입되는 것을 차단하는 역할을 한다. 마개(53)는 차광부(51)와 투광부(52)의 경계에 배치되어 산소가 발광영역(230)으로 새어나가는 것을 막는 역할을 한다. 마개(53)는 차단 역할을 할 수 있는 재료라면 제한이 없으며, 예를 들어 테프론 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서 투광영역(220)에 대응하는 제2전극(7320)을 산화시키기 위해 상기 마스크(50)를 이용하는 공정에 대해서는 앞서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하였으므로 반복 설명을 생략한다.
하기에서, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명한다. 설명의 간략화를 위해 본 발명의 일 실시예에서 설명한 구성과 동일한 구성의 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치는 제1기판(111), 제1기판(111) 상에 배치되어 발광영역(230)과 투광영역(220)을 정의하는 화소정의막(190), 발광영역(230) 상에 배치되는 제1전극(710), 제1전극(710) 상에 배치되는 유기 발광층(720); 상기 유기 발광층(720) 상에 배치되는 제2전극(731); 및 발광영역(230)과 투광영역(220) 상에 배치되는 제2기판(112)을 포함한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 단면도이다. 도 8은 도 7에 따른 표시 장치의 일부 제조 공정을 설명하기 위한 개념 단면도이다.
도 3과 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 또한, 제2전극(731)은 제1기판(111)의 각각의 화소에서 발광영역(230)에 형성된다. 상술한 바와 같이, 발광영역(230)은 실제 화상이 구현되는 영역이고, 투광영역(220)은 외광을 투과시키는 영역이므로, 제2전극(731)은 발광영역(230) 상에만 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에서 제1기판(111)의 투광영역(220)에 형성된 보호층(180) 상에는 유기 발광 소자(70)가 형성되지 않고, 제1기판(111)의 투광영역(220)에서는 제1기판(111) 및 보호층(180)만이 형성되고, 제1기판(111) 및 보호층(180)의 굴절률은 실질적으로 동일하다. 따라서, 제1기판(111)과 보호층(180) 사이의 경계면에서 빛의 전반사 등과 같은 왜곡 현상을 최소화하여, 투광영역(220) 및 투명 유기 발광 표시 장치 전체의 투과율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 투명 유기 발광 표시 장치 공정을 살펴보면 공정이 완료 된 후에도 투광영역(220)에 유기 발광층 재료(720) 및 제2전극 재료(731)가 증착되어 있음을 확인 할 수 있다. 따라서, 투광영역(220)에 증착되어 있는 유기 발광층 재료(720) 및 제2전극 재료(731)만 제거 가능하면 투과 계수를 높여 투과율을 높일 수 있다.
도 8을 참조하면, 마스크(50)를 이용한 가스 주입을 통해 외곽의 유기 발광층(720) 재료뿐만 아니라, 투광영역(220)에 증착되어 있는 유기 발광층 재료(720) 및 제2전극(731) 재료 또한 제거한다. 마스크(50)는 앞서 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 산화 공정, 플라즈마 에칭(Plasma Etching) 또는 레이저 에칭(Laser Etching) 공정에 적용이 된다.
발광영역(230)을 제외한 영역, 즉 외곽(미도시) 및 투광영역(220)에 증착되어 있는 유기 발광층(720) 재료 및 제2전극(731) 재료를 제거하기에 앞서, 마스크(50)가 장착된다. 제거 가스(Etching Gas; 60)로는 NF3나 CF3를 사용한다. 예를 들어, 마스크(50)의 투광부(52)에 제거 가스인 NF3나 CF3를 노즐을 통해 불어준다. 마스크(50) 투광부(52)로 유입된 제거 가스는 제2전극(731) 재료와 유기 발광층(720) 재료를 순서대로 식각하여 투광영역(220) 위의 재료들을 모두 제거한다. 또한, 테프론 재질의 마개로 인해 제거 가스가 발광영역(230)에 손상을 입히지 않도록 한다.
전술한 제거 공정을 통해 투광영역(220)에 증착된 유기 발광층(720) 재료 및 제2전극(731) 재료를 제거함으로써 광 투과율을 높일 수 있다.
제2기판(112)에는 컬러 필터(500)가 형성된다. 컬러 필터(500)는 제2기판(112) 상에서 각각의 화소마다 형성될 수 있으며, 컬러 필터(500)가 적색 발광영역에 형성되는 경우에는 적색 컬러 필터, 녹색 발광영역에 형성되는 경우에는 녹색 컬러 필터 및 청색 발광영역에 형성되는 경우에는 청색 컬러 필터일 수 있다.
유기 발광층(720)은 백색 유기 발광층일 수 있고, 유기 발광층(720)에 의해 발광된 백색광은 컬러 필터(500)를 통과하게 된다. 예를 들어, 유기 발광층(720)에 의해 발광된 백색광은 적색 컬러 필터를 통과하여 적색광으로 변환되고, 녹색 컬러 필터를 통과하여 녹색광으로 변환되며, 청색 컬러 필터를 통과하여 청색광으로 변환되게 된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 투명 유기 발광 표시 장치가 전면 발광 방식의 유기 발광 표시 장치인 경우, 컬러 필터(500)는 유기 발광층(720) 상부에 위치한다.
컬러 필터(500)는 제2기판(112)에서 발광영역(230)에 대응하는 영역에 형성된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 투명 유기 발광 표시 장치가 전면 발광 방식의 유기 발광 표시 장치이고 유기 발광층(720)이 백색광을 발광하는 경우, 유기 발광층(720)으로부터 발광된 광은 컬러 필터(500)를 통해 특정 색으로 변환된다. 다만, 투광영역(220)은 특정 색의 광을 발광하는 영역이 아닌 투명 유기 발광 표시 장치의 외광을 투과시키는 영역이므로, 투광영역(TAC)에 컬러 필터(500)가 배치되는 경우 외광의 색은 컬러 필터(500)가 나타내는 색으로 색편이가 일어날 수 있다. 따라서, 컬러 필터(500)는 발광영역(230)에만 형성되고, 투광영역(220)에는 형성되지 않을 수 있다.
제2기판(112) 상에는 블랙 매트릭스(미도시)가 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스는 각각의 화소 경계에 형성된다. 블랙 매트릭스는 크롬(Cr) 또는 다른 불투명한 금속막으로 형성될 수도 있고, 수지로 형성될 수도 있다. 블랙 매트릭스는 각각의 화소 및 각각의 화소에 형성되는 컬러 필터(500)를 분리할 수 있다.
제1기판(111)과 제2기판(112) 사이에 충전재(600)가 형성된다. 충전재(600)는 박막 트랜지스터와 유기 발광 소자(70) 등과 같은 투명 유기 발광 표시 장치 내부 구성요소들을 외부로부터의 습기, 공기, 충격 등으로부터 보호할 수 있다. 충전재(600)는 봉지부, 봉지 부재, 밀봉층, 밀봉 부재로도 지칭될 수 있다.
구체적으로, 충전재(600)은 제1기판(111)에 형성된 유기 발광 소자(70) 및 보호층(180)과 제2기판(112) 및 제2기판(112)에 형성된 컬러 필터(500) 사이에 형성되어, 제1기판(111)의 투광영역(220)에 대응하는 영역에서는 제1기판(111)에 형성된 보호층(180) 및 제2기판(112)과 직접 접촉할 수 있다. 충전재(600)로는, 예를 들어, 페이스 씰(Face Seal)이 사용될 수 있다.
충전재(600)의 굴절률은 보호층(180)의 굴절률과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 제1기판(111)의 투광영역(220)에 대응하는 영역에서 제1기판(111), 보호층(180), 충전재(600) 및 제2기판(112)의 굴절률은 실질적으로 동일할 수 있다. 굴절률 매칭을 위한 충전재(600)의 물질로서, 예를 들어, 글리세롤(Glycerol), 1,2-프로판디올(1,2-Propanediol), 글리세린(Glycerine), 트리메틸올프로판(Trimethylopropane), 트리에탄올아민(Triethanolamine), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol), 1,3-프로판디올(1,3-Propanediol), 1,4-부탄디올(1,4-Butanediol), 1,8-옥탄디올(1,8-octanediol), 1,2-부탄디올(1,2-Butanediol), 2,3-부탄디올(1,3-Butanediol), 1,2-펜탄디올(1,2-Pentanediol), 에토핵사디올(Etohexadiol), p-메탄-3,8-디올(p-Methane-3,8-diol) 및 2-메틸-2,4-펜탄디올(1-Methyl-2,4-pentanediol)이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 제1기판(111)과 굴절률이 실질적으로 동일한 다른 접착용 물질 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치에서는 제1기판(111)의 투광영역(220)과 제2기판(112) 사이의 보호층(180) 및 충전재(600)를 구성하는 절연 물질의 굴절률은 제1기판(111) 및 제2기판(112)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 투명 유기 발광 표시 장치의 투광영역(220)에 대응하는 영역에서 빛의 전반사 등과 같은 왜곡 현상을 최소화할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 유기 발광 표시 장치의 제조방법은 제1기판을 준비하는 단계; 상기 제1기판 상에 발광영역과 투광영역을 정의하는 화소정의막을 형성하는 단계; 상기 발광영역 상에 제1전극을 형성하는 단계; 상기 제1전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 발광영역과 투광영역 상에 제2전극을 형성하는 단계; 상기 제2전극 상에 마스크를 배치하고 가스를 주입하는 단계; 및 상기 제1기판과 대향 배치되는 제2기판을 형성하는 단계를 포함한다.
본 실시예에서, 상기 마스크는 상기 발광영역에 대응하는 차광부 및 상기 투광영역에 대응하는 투광부를 가지며, 상기 마스크의 후면에는 상기 차광부와 상기 투광부의 경계에 배치된 마개가 구비되어 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 유기 발광 표시 장치
10: 스위칭 박막 트랜지스터 20: 구동 박막 트랜지스터
50: 마스크 51: 차광부
52: 투광부 60: 처리가스
70: 유기발광소자 80: 축전소자
111: 제1기판 112:제2기판
120: 버퍼층 131: 스위칭 반도체층
132: 구동 반도체층 135: 채널영역
136: 소스영역 137: 드레인영역
140: 게이트 절연막 151: 게이트 라인
152: 스위칭 게이트전극 155: 구동 게이트전극
158: 제1유지전극 160: 절연층
171: 데이터 라인 172: 공통 전원 라인
173: 스위칭 소스전극 174: 스위칭 드레인전극
176: 구동 소스전극 177: 구동 드레인전극
178: 제2유지전극 180: 보호층(평탄화막)
181: 드레인 접촉구멍 190: 화소정의막
210: 화소 220: 투광영역
230: 발광영역 231: 적색 발광영역
232: 녹색 발광영역 233: 청색 발광영역
500: 컬러 필터 600: 충전재
710: 제1전극 720: 유기 발광층
730: 제2전극 731: 비산화막
732: 산화막

Claims (20)

  1. 제1기판;
    상기 제1기판 상에 배치되어 발광영역과 투광영역을 정의하는 화소정의막;
    상기 발광영역 상에 배치되는 제1전극;
    상기 제1전극 상에 배치되는 발광층; 및
    상기 발광영역과 상기 투광영역 상에 배치되는 반투과형의 제2전극을 포함하고,
    상기 제2전극은 상기 투광영역에서 산화막을 포함하고,
    상기 제2전극은 상기 발광영역에서 비산화막인 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화소정의막은 상기 제1전극의 적어도 일부 상에 배치되는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은 반사형 전극인 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2전극 상에 형성된 충전재를 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 충전재 상에 형성된 제2기판을 더 포함하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1기판과 상기 제2기판은 상기 투광영역에서 불투명 금속층을 포함하지 않는 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1전극은 투명 도전성 산화물을 포함하는 투과형 전극인 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 투광영역에 대응하는 제2전극의 광 투과율은 상기 발광영역에 대응하는 제2전극의 광투과율의 1.1 내지 2 배인 표시 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 발광영역에 대응하는 상기 충전재의 영역상에 형성된 컬러 필터를 더 포함하는 표시 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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