有機発光装置
【課題】本発明は、光透過率の低下を防止して、色特性を改善することができる有機発光装置を提供する。
【解決手段】本発明による有機発光装置は、互いに異なる色を表示する第1副画素、第2副画素、及び第3副画素、そして白色副画素を含み、前記白色副画素は、可視光線領域のうちの少なくとも一部の波長領域の光を選択的に吸収する色補正層を含む。
【解決手段】本発明による有機発光装置は、互いに異なる色を表示する第1副画素、第2副画素、及び第3副画素、そして白色副画素を含み、前記白色副画素は、可視光線領域のうちの少なくとも一部の波長領域の光を選択的に吸収する色補正層を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は有機発光装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、モニターまたはテレビなどの軽量化及び薄型化が要求され、このような要求によって陰極線管(cathode ray tube、CRT)が液晶表示装置(liquid crystal displayay、LCD)に代替されている。
【0003】
しかし、液晶表示装置は、受発光素子であって、別途のバックライト(back light)が必要であるだけでなく、応答速度及び視野角などに限界がある。
【0004】
このような限界を克服することができる表示装置として、有機発光装置(organic light emitting diode device、OLED device)が注目されている。
【0005】
有機発光装置は、二つの電極、及びその間に位置する発光層を含み、一つの電極から注入された電子(electron)及び他の電極から注入された正孔(hole)が発光層で結合されて励起子(exciton)を形成し、その励起子がエネルギーを放出しながら発光する。
【0006】
有機発光装置は、自発光型であって、別途の光源が不要であるため、消費電力の側面で有利であるだけでなく、応答速度、視野角、及びコントラスト比(contrast ratio)も優れている。
【0007】
一方、有機発光装置は、複数の画素を含み、各画素は、赤色副画素、青色副画素、及び緑色副画素などを含み、この副画素を組み合わせてフルカラー(full color)を表現することができる。
【0008】
この時、赤色副画素、青色副画素、及び緑色副画素は、各々赤色発光層、青色発光層、及び緑色発光層を含むことによって色を表現することができる。このような発光層は、微細シャドーマスク(fine shadow mask)を使用して各副画素毎に蒸着することができる。しかし、表示装置が大面積化されるのに伴って、微細シャドーマスクを使用して各副画素に発光層を蒸着するには限界がある。
【0009】
そのために、オープンマスクを使用して表示装置全体に赤色発光層、青色発光層、及び緑色発光層を順に積層して、白色発光し、発光された光が通過する位置にカラーフィルターを設置して、各副画素毎に赤色、緑色、及び青色を表現する技術が提案された。しかし、白色発光した光がカラーフィルターを通過する場合、カラーフィルターによる吸収などによって光透過率が低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の一側面は、光透過率が低下するのを防止して、色特性を改善することができる有機発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の第1実施形態による有機発光装置は、互いに異なる色を表示する第1副画素、第2副画素、及び第3副画素、そして白色副画素を含み、前記白色副画素は、可視光線領域のうちの少なくとも一部の波長領域の光を選択的に吸収する色補正層を含む。
【0012】
前記色補正層は、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のうちの少なくとも一つの波長領域の光を吸収することができる。
【0013】
前記第1副画素、前記第2副画素、及び前記第3副画素は、各々赤色フィルター、緑色フィルター、及び青色フィルターを含むことができる。
【0014】
前記色補正層は、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、及び前記青色フィルターと同一層に形成される。
【0015】
前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素、及び前記白色副画素は、各々互いに対向する第1電極及び第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極との間に介在されている発光層を含むことができ、前記発光層は、前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素、及び前記白色副画素に共通的に形成されていて、互いに異なる波長の光を発光する複数の副発光層を含むことができ、前記互いに異なる波長の光を組み合わせて白色発光することができる。
【0016】
前記発光層は、赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層の積層構造を有する。
【0017】
前記発光層は、電荷生成層をさらに含むことができる。
【0018】
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、前記青色フィルター、及び前記色補正層は、前記発光層の下部に位置する。
【0019】
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、前記青色フィルター、及び前記色補正層は、前記発光層の上部に位置してもよい。
【発明の効果】
【0020】
本発明により、輝度を高めると同時に、白色の色座標が変更されるのを防止して、色特性を改善することができ、外光反射を減らして、コントラスト比を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の第1実施形態による有機発光装置における複数の画素の配置を例示した平面図である。
【図2】本発明の第1実施形態による有機発光装置の構造を示した断面図である。
【図3A】有機発光部材の積層構造を例示した断面図である。
【図3B】有機発光部材の積層構造を例示した断面図である。
【図4A】本発明の第1実施形態による有機発光装置における色補正層の光透過度を例示したグラフである。
【図4B】本発明の第1実施形態による有機発光装置における色補正層の光透過度を例示したグラフである。
【図4C】本発明の第1実施形態による有機発光装置における色補正層の光透過度を例示したグラフである。
【図4D】本発明の第1実施形態による有機発光装置における色補正層の光透過度を例示したグラフである。
【図5A】白色副画素(W)に色補正層を適用しない場合の輝度及び色特性を示したグラフである。
【図5B】白色副画素(W)に緑色波長領域の光を吸収する色補正層を適用した場合の輝度及び色特性を示したグラフである。
【図6A】白色副画素(W)に色補正層を適用しない場合の外光照度によるコントラスト比を示したグラフである。
【図6B】白色副画素(W)に緑色波長領域の光を吸収する色補正層を適用した場合の外光照度によるコントラスト比を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様な形態に具現され、ここで説明する実施形態に限られない。
【0023】
図面では、多数の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似する部分については同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分がある部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時、これはその中間に他の部分がないことを意味する。
【0024】
本発明の第1実施形態による有機発光装置について、図1及び図2を参照して説明する。
【0025】
図1は本発明の1実施形態による有機発光装置における複数の画素の配置を例示した平面図であり、図2は本発明の1実施形態による有機発光装置の構造を示した断面図である。
【0026】
まず、図1を参照すると、本発明の1実施形態による有機発光装置は、赤色を表示する赤色副画素(R)、緑色を表示する緑色副画素(G)、青色を表示する青色副画素(B)、及び色を表示しない白色副画素(W)が交互に配置されている。
【0027】
赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、及び青色副画素(B)は、フルカラー(full color)を表現するための基本画素である。白色副画素(W)は、光透過度を高めて、素子の輝度を高めることができる。
【0028】
赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、青色副画素(B)、及び白色副画素(W)を含む四つの画素は一つの群(group)を成し、行及び/または列に沿って反復配置される。しかし、画素の配置は多様に変更されてもよい。
【0029】
図2を参照して、赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、青色副画素(B)、及び白色副画素(W)を含む有機発光装置の構造を説明する。
【0030】
絶縁基板110上に複数の薄膜トランジスターアレイ(thin film transistor array)が配列されている。薄膜トランジスターアレイは、各副画素に配置されているスイッチング薄膜トランジスター(Qs)及び駆動薄膜トランジスター(Qd)を含み、これらは電気的に連結されている。図2では、各副画素にスイッチング薄膜トランジスター(Qs)及び駆動薄膜トランジスター(Qd)を一つずつだけ例示したが、これに限定されず、各副画素に多数含まれてもよい。
【0031】
薄膜トランジスターアレイ上には下部絶縁膜112が形成されている。下部絶縁膜112にはスイッチング薄膜トランジスター(Qs)及び駆動薄膜トランジスター(Qd)の一部を露出する複数の接触孔(図示せず)が形成されている。
【0032】
下部絶縁膜112上には赤色副画素(R)に赤色フィルター230R、緑色副画素(G)に緑色フィルター230G、青色副画素(B)に青色フィルター230Bが各々形成されている。カラーフィルター230R、230G、230Bは、カラーフィルターオンアレイ(color filter on array、CoA)方式で配置される。
【0033】
白色副画素(W)には色補正層235が形成されている。色補正層235は、赤色フィルター230R、緑色フィルター230G、及び青色フィルター230Bと同一層に形成されているが、これに限定されるものではない。
【0034】
色補正層235は、可視光線領域のうちの少なくとも一部の波長領域の光を選択的に吸収することができ、例えば、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のうちの少なくとも一つの波長領域の光を選択的に吸収することができる。
【0035】
色補正層235については後述する。
【0036】
赤色フィルター230R、緑色フィルター230G、青色フィルター230B、及び色補正層235の間には遮光部材220が形成されている。遮光部材220は、各副画素の間で光漏れを防止することができる。
【0037】
赤色フィルター230R、緑色フィルター230G、青色フィルター230B、色補正層235、及び遮光部材220上には上部絶縁膜114が形成されている。上部絶縁膜114には複数の接触孔(図示せず)が形成されている。
【0038】
上部絶縁膜114上には画素電極191R、191G、191B、191Wが形成されている。画素電極191R、191G、191B、191Wは、接触孔(図示せず)を通して駆動薄膜トランジスター(Qd)と電気的に連結されていて、アノード(anode)の役割を果たすことができる。
【0039】
各画素電極191R、191G、191B、191W上には各副画素を定義するための複数の絶縁部材361が形成されていて、画素電極191R、191G、191B、191W及び絶縁部材361上には有機発光部材370が形成されている。
【0040】
有機発光部材370は、赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、青色副画素(B)、及び白色副画素(W)に共通的に形成されていて、光を発光する有機発光層及び前記有機発光層の発光効率を改善するための付帯層を含むことができる。
【0041】
有機発光層は、赤色、緑色、及び青色などの光を固有に発光する発光物質を順に積層して複数の副発光層(図示せず)を形成し、これらの色を組み合わせて白色光を発光することができる。この時、副発光層は垂直に形成されるが、これに限定されず、水平に形成されてもよく、白色光を発光することができる組み合わせであれば、赤色、緑色、及び青色に限られず、多様な色の組み合わせで形成される。発光物質は、蛍光または燐光物質であってもよい。
【0042】
付帯層は、電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層、及び正孔注入層から選択されたいずれか一つ以上であってもよい。
【0043】
図3A及び図3Bは有機発光部材の積層構造を例示した断面図である。
【0044】
図3Aを参照すると、有機発光部材370は、赤色発光層370R、緑色発光層370G、及び青色発光層370Bが垂直に積層されている。
【0045】
図3Bを参照すると、有機発光部材370は、下部補助層371a、下部発光層372a、電荷生成層373、上部発光層372b、及び上部補助層371bを含む。
【0046】
下部補助層371a及び上部補助層371bは、各々正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうちの一つ以上を含むことができる。
【0047】
下部発光層372a及び上部発光層372bは、互いに独立的に赤色発光層、緑色発光層、青色発光層、及びこれらの組み合わせから選択され、下部発光層372a及び上部発光層372bから発光される光を組み合わせて白色発光することができる。
【0048】
電荷生成層373は、複数の電子−正孔の対を生成し、例えば、電子は下部発光層372aに伝達され、正孔は上部発光層372bに伝達される。二つの発光層372a、372bの間に電荷生成層373が形成されることによって、電流効率を高めて素子寿命を改善することができる。
【0049】
有機発光部材370上には共通電極270が形成されている。共通電極270は基板全面に形成されていて、カソード(cathode)であってもよい。共通電極270は、画素電極191R、191G、191B、191Wと対を成して、有機発光部材370に電流を流す。
【0050】
以下、白色副画素(W)に形成されている色補正層235について説明する。
【0051】
前述のように、本発明の実施形態による有機発光装置は、互いに異なる色を表示する赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、及び青色副画素(B)、そして輝度を改善するための白色副画素(W)を含む。また、基板全面に互いに異なる波長の光を発光する複数の発光層を組み合わせて白色発光する有機発光部材が形成されていて、色を表示する赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、及び青色副画素(B)は、各々カラーフィルター230R、230G、230Bを含む。それによって、有機発光部材から白色発光した光が各カラーフィルター230R、230G、230Bを通過することによって色を表示する。
【0052】
一方、白色副画素(W)から発光される光は、別途のカラーフィルターを通過せずに外部に放出されるため、色を表示する他の副画素に比べて光透過率が高い。従って、全体的に有機発光装置の輝度を高めることができる。
【0053】
しかし、このような白色副画素(W)から発光される光は、各有機発光装置で要求される白色の色座標と異なることがある。このように白色副画素から発光される白色光及び実際に有機発光装置で要求される白色光の色座標が異なる場合、実際に要求される白色を表現するためには、白色副画素だけでなく、赤色副画素、緑色副画素、及び青色副画素を組み合わせて白色を表現しなければならない。つまり、この場合、実際に要求される白色の色座標は、赤色副画素、緑色副画素、青色副画素、及び白色副画素を組み合わせた色座標で決定される。
【0054】
それによって、有機発光装置で実際に要求される色を表現するために、赤色副画素、緑色副画素、青色副画素、及び白色副画素を全て使用しなければならないため、消費電力の側面で不利になり、これは有機発光装置の白色と白色画素で表示する白色の差が大きいほどさらに深刻になる。
【0055】
本発明の実施形態においては、白色副画素(W)に色補正層235を設置することによって、白色を表現する時に、白色副画素だけを使用したり、または赤色副画素、緑色副画素、及び青色副画素の光を最小限に組み合わせて白色を表示することによって、消費電力を改善することができる。
【0056】
色補正層235は、可視光線領域のうちの少なくとも一部の波長領域の光を選択的に吸収することができる。例えば、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のうちの少なくとも一つの波長領域の光を吸収することができる。
【0057】
これについて、図4A乃至図4Dを参照して説明する。
【0058】
図4A乃至図4Dは、本発明の第1実施形態による有機発光装置における色補正層の光スペクトルを例示したグラフである。
【0059】
図4Aを参照すると、色補正層235は、可視光線領域のうちの赤色波長領域(長波長領域)の光を選択的に吸収することができる。これと同様に、図4Bを参照すると、色補正層235は、可視光線領域のうちの緑色波長領域(中波長領域)の光を選択的に吸収することができ、図4Cを参照すると、色補正層235は、可視光線領域のうちの青色波長領域(短波長領域)及び緑色波長領域(中波長領域)の光を選択的に吸収することができる。図4Dを参照すると、色補正層235は、青色波長領域に近い緑色波長領域、及び赤色波長領域に近い緑色波長領域の光を選択的に吸収することができる。しかし、これに限定されず、可視光線領域のうちの一つ以上の領域を選択的に吸収することができる。
【0060】
このように、白色副画素(W)に一部の波長領域の光を選択的に吸収する色補正層235を設置することによって、白色副画素(W)によって輝度を高めると同時に、白色副画素(W)を通して発光される白色光によって白色の色座標が変更されるのを防止することができる。
【0061】
従って、実際に要求される白色に近い色を表現することができて色特性を改善することができるだけでなく、実際に要求される色が変更された場合に、このような変更を補正するための他の手段を備える必要がなく、全体的に光効率を改善して消費電力を大きく改善することができる。また、外光反射を減らして、コントラスト比(contrast ratio)を改善することができて、外光反射を減らすための別途の偏光板を備える必要がなく、素子の厚さを減らして製造費用を節減することができる。
【0062】
ここで、図5A及び図5B、そして表1を参照して、本実施形態による有機発光装置に色補正層を適用した場合の色特性及び電流特性を確認する。
【0063】
図5Aは白色副画素(W)に色補正層を適用しない場合の色特性を示したグラフであり、図5Bは白色副画素(W)に緑色波長領域の光を吸収する色補正層を適用した場合の色特性を示したグラフである。
【0064】
図5A及び図5Bにおいて、「Rs」、「Gs」、及び「Bs」は、各々赤色フィルター、緑色フィルター、及び青色フィルターを通過した光スペクトルであり、「Ws」は白色光の光スペクトルである。ここでは、例えば、有機発光装置は、白色の色座標(0.28、0.29)が要求される場合を説明する。
【0065】
図5A及び図5Bの有機発光装置で測定された赤色、緑色、青色、及び白色の色座標は表1の通りである。
【0066】
【表1】
【0067】
前記図5A及び図5B、そして表1を参照すると、白色副画素(W)に所定の波長領域の光を吸収する色補正層を備える場合に、実際に要求される白色光の色特性、つまり色座標(0.28、0.29)に近い色特性を表現することができることが分かる。
【0068】
色補正層を含まない光スペクトル(図5A)の場合、緑色画素で緑色フィルターを通過した光スペクトルと、白色画素で白色のうちの緑色波長領域の光スペクトルとの間に所定のギャップ(d)が生じることが分かる。一方、色補正層を含む光スペクトル(図5B)の場合、色補正層235で緑色波長領域の光の一部を吸収するため、このようなギャップ(d)が減って、実際に要求される白色光の色特性に近づいたことが分かる。
【0069】
図6A及び図6Bを参照して、本実施形態による有機発光装置に色補正層を適用した場合のコントラスト比特性を確認する。
【0070】
図6Aは白色副画素(W)に色補正層を適用しない場合の外光照度によるコントラスト比を示したグラフであり、図6Bは白色副画素(W)に緑色波長領域の光を吸収する色補正層を適用した場合の外光照度によるコントラスト比を示したグラフである。
【0071】
図6A及び図6Bを参照すると、色補正層を適用した本実施形態による有機発光装置が、色補正層を適用しない有機発光装置よりも外光照度によるコントラスト比が高いことが分かる。
【0072】
これは、外光反射によるコントラスト比の低下は大部分が白色副画素(W)で発生するが、色補正層によって視認性の高い緑色波長領域の光が吸収されることによって、このような外光反射を減らすことができ、それによりコントラスト比が改善されることが分かる。このような効果は、青色波長領域の光を吸収する色補正層、または赤色波長領域の光を吸収する色補正層を適用した場合にも同様に得ることができる。
【0073】
従って、外光反射を減らすための別途の偏光板を備える必要がなく、コントラスト比が改善されるため、偏光板による光の損失を減らすことができ、それによって消費電力も改善される。
【0074】
前述した実施形態ではカラーフィルター230R、230G、230B及び色補正層235が発光層370の下部に形成される下部発光(bottom emission)構造を例として説明したが、これに限定されず、発光層370の上部にカラーフィルター230R、230G、230B及び色補正層235が形成される上部発光(top emission)構造にも同様に適用することができる。
【0075】
以上で、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲において定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。
【符号の説明】
【0076】
235 色補正層
361 絶縁部材
370 有機発光部材
371a、371b 補助層
372a、372b 発光層
373 電荷生成層
【技術分野】
【0001】
本発明は有機発光装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、モニターまたはテレビなどの軽量化及び薄型化が要求され、このような要求によって陰極線管(cathode ray tube、CRT)が液晶表示装置(liquid crystal displayay、LCD)に代替されている。
【0003】
しかし、液晶表示装置は、受発光素子であって、別途のバックライト(back light)が必要であるだけでなく、応答速度及び視野角などに限界がある。
【0004】
このような限界を克服することができる表示装置として、有機発光装置(organic light emitting diode device、OLED device)が注目されている。
【0005】
有機発光装置は、二つの電極、及びその間に位置する発光層を含み、一つの電極から注入された電子(electron)及び他の電極から注入された正孔(hole)が発光層で結合されて励起子(exciton)を形成し、その励起子がエネルギーを放出しながら発光する。
【0006】
有機発光装置は、自発光型であって、別途の光源が不要であるため、消費電力の側面で有利であるだけでなく、応答速度、視野角、及びコントラスト比(contrast ratio)も優れている。
【0007】
一方、有機発光装置は、複数の画素を含み、各画素は、赤色副画素、青色副画素、及び緑色副画素などを含み、この副画素を組み合わせてフルカラー(full color)を表現することができる。
【0008】
この時、赤色副画素、青色副画素、及び緑色副画素は、各々赤色発光層、青色発光層、及び緑色発光層を含むことによって色を表現することができる。このような発光層は、微細シャドーマスク(fine shadow mask)を使用して各副画素毎に蒸着することができる。しかし、表示装置が大面積化されるのに伴って、微細シャドーマスクを使用して各副画素に発光層を蒸着するには限界がある。
【0009】
そのために、オープンマスクを使用して表示装置全体に赤色発光層、青色発光層、及び緑色発光層を順に積層して、白色発光し、発光された光が通過する位置にカラーフィルターを設置して、各副画素毎に赤色、緑色、及び青色を表現する技術が提案された。しかし、白色発光した光がカラーフィルターを通過する場合、カラーフィルターによる吸収などによって光透過率が低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の一側面は、光透過率が低下するのを防止して、色特性を改善することができる有機発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の第1実施形態による有機発光装置は、互いに異なる色を表示する第1副画素、第2副画素、及び第3副画素、そして白色副画素を含み、前記白色副画素は、可視光線領域のうちの少なくとも一部の波長領域の光を選択的に吸収する色補正層を含む。
【0012】
前記色補正層は、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のうちの少なくとも一つの波長領域の光を吸収することができる。
【0013】
前記第1副画素、前記第2副画素、及び前記第3副画素は、各々赤色フィルター、緑色フィルター、及び青色フィルターを含むことができる。
【0014】
前記色補正層は、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、及び前記青色フィルターと同一層に形成される。
【0015】
前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素、及び前記白色副画素は、各々互いに対向する第1電極及び第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極との間に介在されている発光層を含むことができ、前記発光層は、前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素、及び前記白色副画素に共通的に形成されていて、互いに異なる波長の光を発光する複数の副発光層を含むことができ、前記互いに異なる波長の光を組み合わせて白色発光することができる。
【0016】
前記発光層は、赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層の積層構造を有する。
【0017】
前記発光層は、電荷生成層をさらに含むことができる。
【0018】
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、前記青色フィルター、及び前記色補正層は、前記発光層の下部に位置する。
【0019】
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、前記青色フィルター、及び前記色補正層は、前記発光層の上部に位置してもよい。
【発明の効果】
【0020】
本発明により、輝度を高めると同時に、白色の色座標が変更されるのを防止して、色特性を改善することができ、外光反射を減らして、コントラスト比を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の第1実施形態による有機発光装置における複数の画素の配置を例示した平面図である。
【図2】本発明の第1実施形態による有機発光装置の構造を示した断面図である。
【図3A】有機発光部材の積層構造を例示した断面図である。
【図3B】有機発光部材の積層構造を例示した断面図である。
【図4A】本発明の第1実施形態による有機発光装置における色補正層の光透過度を例示したグラフである。
【図4B】本発明の第1実施形態による有機発光装置における色補正層の光透過度を例示したグラフである。
【図4C】本発明の第1実施形態による有機発光装置における色補正層の光透過度を例示したグラフである。
【図4D】本発明の第1実施形態による有機発光装置における色補正層の光透過度を例示したグラフである。
【図5A】白色副画素(W)に色補正層を適用しない場合の輝度及び色特性を示したグラフである。
【図5B】白色副画素(W)に緑色波長領域の光を吸収する色補正層を適用した場合の輝度及び色特性を示したグラフである。
【図6A】白色副画素(W)に色補正層を適用しない場合の外光照度によるコントラスト比を示したグラフである。
【図6B】白色副画素(W)に緑色波長領域の光を吸収する色補正層を適用した場合の外光照度によるコントラスト比を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様な形態に具現され、ここで説明する実施形態に限られない。
【0023】
図面では、多数の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似する部分については同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分がある部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時、これはその中間に他の部分がないことを意味する。
【0024】
本発明の第1実施形態による有機発光装置について、図1及び図2を参照して説明する。
【0025】
図1は本発明の1実施形態による有機発光装置における複数の画素の配置を例示した平面図であり、図2は本発明の1実施形態による有機発光装置の構造を示した断面図である。
【0026】
まず、図1を参照すると、本発明の1実施形態による有機発光装置は、赤色を表示する赤色副画素(R)、緑色を表示する緑色副画素(G)、青色を表示する青色副画素(B)、及び色を表示しない白色副画素(W)が交互に配置されている。
【0027】
赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、及び青色副画素(B)は、フルカラー(full color)を表現するための基本画素である。白色副画素(W)は、光透過度を高めて、素子の輝度を高めることができる。
【0028】
赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、青色副画素(B)、及び白色副画素(W)を含む四つの画素は一つの群(group)を成し、行及び/または列に沿って反復配置される。しかし、画素の配置は多様に変更されてもよい。
【0029】
図2を参照して、赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、青色副画素(B)、及び白色副画素(W)を含む有機発光装置の構造を説明する。
【0030】
絶縁基板110上に複数の薄膜トランジスターアレイ(thin film transistor array)が配列されている。薄膜トランジスターアレイは、各副画素に配置されているスイッチング薄膜トランジスター(Qs)及び駆動薄膜トランジスター(Qd)を含み、これらは電気的に連結されている。図2では、各副画素にスイッチング薄膜トランジスター(Qs)及び駆動薄膜トランジスター(Qd)を一つずつだけ例示したが、これに限定されず、各副画素に多数含まれてもよい。
【0031】
薄膜トランジスターアレイ上には下部絶縁膜112が形成されている。下部絶縁膜112にはスイッチング薄膜トランジスター(Qs)及び駆動薄膜トランジスター(Qd)の一部を露出する複数の接触孔(図示せず)が形成されている。
【0032】
下部絶縁膜112上には赤色副画素(R)に赤色フィルター230R、緑色副画素(G)に緑色フィルター230G、青色副画素(B)に青色フィルター230Bが各々形成されている。カラーフィルター230R、230G、230Bは、カラーフィルターオンアレイ(color filter on array、CoA)方式で配置される。
【0033】
白色副画素(W)には色補正層235が形成されている。色補正層235は、赤色フィルター230R、緑色フィルター230G、及び青色フィルター230Bと同一層に形成されているが、これに限定されるものではない。
【0034】
色補正層235は、可視光線領域のうちの少なくとも一部の波長領域の光を選択的に吸収することができ、例えば、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のうちの少なくとも一つの波長領域の光を選択的に吸収することができる。
【0035】
色補正層235については後述する。
【0036】
赤色フィルター230R、緑色フィルター230G、青色フィルター230B、及び色補正層235の間には遮光部材220が形成されている。遮光部材220は、各副画素の間で光漏れを防止することができる。
【0037】
赤色フィルター230R、緑色フィルター230G、青色フィルター230B、色補正層235、及び遮光部材220上には上部絶縁膜114が形成されている。上部絶縁膜114には複数の接触孔(図示せず)が形成されている。
【0038】
上部絶縁膜114上には画素電極191R、191G、191B、191Wが形成されている。画素電極191R、191G、191B、191Wは、接触孔(図示せず)を通して駆動薄膜トランジスター(Qd)と電気的に連結されていて、アノード(anode)の役割を果たすことができる。
【0039】
各画素電極191R、191G、191B、191W上には各副画素を定義するための複数の絶縁部材361が形成されていて、画素電極191R、191G、191B、191W及び絶縁部材361上には有機発光部材370が形成されている。
【0040】
有機発光部材370は、赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、青色副画素(B)、及び白色副画素(W)に共通的に形成されていて、光を発光する有機発光層及び前記有機発光層の発光効率を改善するための付帯層を含むことができる。
【0041】
有機発光層は、赤色、緑色、及び青色などの光を固有に発光する発光物質を順に積層して複数の副発光層(図示せず)を形成し、これらの色を組み合わせて白色光を発光することができる。この時、副発光層は垂直に形成されるが、これに限定されず、水平に形成されてもよく、白色光を発光することができる組み合わせであれば、赤色、緑色、及び青色に限られず、多様な色の組み合わせで形成される。発光物質は、蛍光または燐光物質であってもよい。
【0042】
付帯層は、電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層、及び正孔注入層から選択されたいずれか一つ以上であってもよい。
【0043】
図3A及び図3Bは有機発光部材の積層構造を例示した断面図である。
【0044】
図3Aを参照すると、有機発光部材370は、赤色発光層370R、緑色発光層370G、及び青色発光層370Bが垂直に積層されている。
【0045】
図3Bを参照すると、有機発光部材370は、下部補助層371a、下部発光層372a、電荷生成層373、上部発光層372b、及び上部補助層371bを含む。
【0046】
下部補助層371a及び上部補助層371bは、各々正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうちの一つ以上を含むことができる。
【0047】
下部発光層372a及び上部発光層372bは、互いに独立的に赤色発光層、緑色発光層、青色発光層、及びこれらの組み合わせから選択され、下部発光層372a及び上部発光層372bから発光される光を組み合わせて白色発光することができる。
【0048】
電荷生成層373は、複数の電子−正孔の対を生成し、例えば、電子は下部発光層372aに伝達され、正孔は上部発光層372bに伝達される。二つの発光層372a、372bの間に電荷生成層373が形成されることによって、電流効率を高めて素子寿命を改善することができる。
【0049】
有機発光部材370上には共通電極270が形成されている。共通電極270は基板全面に形成されていて、カソード(cathode)であってもよい。共通電極270は、画素電極191R、191G、191B、191Wと対を成して、有機発光部材370に電流を流す。
【0050】
以下、白色副画素(W)に形成されている色補正層235について説明する。
【0051】
前述のように、本発明の実施形態による有機発光装置は、互いに異なる色を表示する赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、及び青色副画素(B)、そして輝度を改善するための白色副画素(W)を含む。また、基板全面に互いに異なる波長の光を発光する複数の発光層を組み合わせて白色発光する有機発光部材が形成されていて、色を表示する赤色副画素(R)、緑色副画素(G)、及び青色副画素(B)は、各々カラーフィルター230R、230G、230Bを含む。それによって、有機発光部材から白色発光した光が各カラーフィルター230R、230G、230Bを通過することによって色を表示する。
【0052】
一方、白色副画素(W)から発光される光は、別途のカラーフィルターを通過せずに外部に放出されるため、色を表示する他の副画素に比べて光透過率が高い。従って、全体的に有機発光装置の輝度を高めることができる。
【0053】
しかし、このような白色副画素(W)から発光される光は、各有機発光装置で要求される白色の色座標と異なることがある。このように白色副画素から発光される白色光及び実際に有機発光装置で要求される白色光の色座標が異なる場合、実際に要求される白色を表現するためには、白色副画素だけでなく、赤色副画素、緑色副画素、及び青色副画素を組み合わせて白色を表現しなければならない。つまり、この場合、実際に要求される白色の色座標は、赤色副画素、緑色副画素、青色副画素、及び白色副画素を組み合わせた色座標で決定される。
【0054】
それによって、有機発光装置で実際に要求される色を表現するために、赤色副画素、緑色副画素、青色副画素、及び白色副画素を全て使用しなければならないため、消費電力の側面で不利になり、これは有機発光装置の白色と白色画素で表示する白色の差が大きいほどさらに深刻になる。
【0055】
本発明の実施形態においては、白色副画素(W)に色補正層235を設置することによって、白色を表現する時に、白色副画素だけを使用したり、または赤色副画素、緑色副画素、及び青色副画素の光を最小限に組み合わせて白色を表示することによって、消費電力を改善することができる。
【0056】
色補正層235は、可視光線領域のうちの少なくとも一部の波長領域の光を選択的に吸収することができる。例えば、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のうちの少なくとも一つの波長領域の光を吸収することができる。
【0057】
これについて、図4A乃至図4Dを参照して説明する。
【0058】
図4A乃至図4Dは、本発明の第1実施形態による有機発光装置における色補正層の光スペクトルを例示したグラフである。
【0059】
図4Aを参照すると、色補正層235は、可視光線領域のうちの赤色波長領域(長波長領域)の光を選択的に吸収することができる。これと同様に、図4Bを参照すると、色補正層235は、可視光線領域のうちの緑色波長領域(中波長領域)の光を選択的に吸収することができ、図4Cを参照すると、色補正層235は、可視光線領域のうちの青色波長領域(短波長領域)及び緑色波長領域(中波長領域)の光を選択的に吸収することができる。図4Dを参照すると、色補正層235は、青色波長領域に近い緑色波長領域、及び赤色波長領域に近い緑色波長領域の光を選択的に吸収することができる。しかし、これに限定されず、可視光線領域のうちの一つ以上の領域を選択的に吸収することができる。
【0060】
このように、白色副画素(W)に一部の波長領域の光を選択的に吸収する色補正層235を設置することによって、白色副画素(W)によって輝度を高めると同時に、白色副画素(W)を通して発光される白色光によって白色の色座標が変更されるのを防止することができる。
【0061】
従って、実際に要求される白色に近い色を表現することができて色特性を改善することができるだけでなく、実際に要求される色が変更された場合に、このような変更を補正するための他の手段を備える必要がなく、全体的に光効率を改善して消費電力を大きく改善することができる。また、外光反射を減らして、コントラスト比(contrast ratio)を改善することができて、外光反射を減らすための別途の偏光板を備える必要がなく、素子の厚さを減らして製造費用を節減することができる。
【0062】
ここで、図5A及び図5B、そして表1を参照して、本実施形態による有機発光装置に色補正層を適用した場合の色特性及び電流特性を確認する。
【0063】
図5Aは白色副画素(W)に色補正層を適用しない場合の色特性を示したグラフであり、図5Bは白色副画素(W)に緑色波長領域の光を吸収する色補正層を適用した場合の色特性を示したグラフである。
【0064】
図5A及び図5Bにおいて、「Rs」、「Gs」、及び「Bs」は、各々赤色フィルター、緑色フィルター、及び青色フィルターを通過した光スペクトルであり、「Ws」は白色光の光スペクトルである。ここでは、例えば、有機発光装置は、白色の色座標(0.28、0.29)が要求される場合を説明する。
【0065】
図5A及び図5Bの有機発光装置で測定された赤色、緑色、青色、及び白色の色座標は表1の通りである。
【0066】
【表1】
【0067】
前記図5A及び図5B、そして表1を参照すると、白色副画素(W)に所定の波長領域の光を吸収する色補正層を備える場合に、実際に要求される白色光の色特性、つまり色座標(0.28、0.29)に近い色特性を表現することができることが分かる。
【0068】
色補正層を含まない光スペクトル(図5A)の場合、緑色画素で緑色フィルターを通過した光スペクトルと、白色画素で白色のうちの緑色波長領域の光スペクトルとの間に所定のギャップ(d)が生じることが分かる。一方、色補正層を含む光スペクトル(図5B)の場合、色補正層235で緑色波長領域の光の一部を吸収するため、このようなギャップ(d)が減って、実際に要求される白色光の色特性に近づいたことが分かる。
【0069】
図6A及び図6Bを参照して、本実施形態による有機発光装置に色補正層を適用した場合のコントラスト比特性を確認する。
【0070】
図6Aは白色副画素(W)に色補正層を適用しない場合の外光照度によるコントラスト比を示したグラフであり、図6Bは白色副画素(W)に緑色波長領域の光を吸収する色補正層を適用した場合の外光照度によるコントラスト比を示したグラフである。
【0071】
図6A及び図6Bを参照すると、色補正層を適用した本実施形態による有機発光装置が、色補正層を適用しない有機発光装置よりも外光照度によるコントラスト比が高いことが分かる。
【0072】
これは、外光反射によるコントラスト比の低下は大部分が白色副画素(W)で発生するが、色補正層によって視認性の高い緑色波長領域の光が吸収されることによって、このような外光反射を減らすことができ、それによりコントラスト比が改善されることが分かる。このような効果は、青色波長領域の光を吸収する色補正層、または赤色波長領域の光を吸収する色補正層を適用した場合にも同様に得ることができる。
【0073】
従って、外光反射を減らすための別途の偏光板を備える必要がなく、コントラスト比が改善されるため、偏光板による光の損失を減らすことができ、それによって消費電力も改善される。
【0074】
前述した実施形態ではカラーフィルター230R、230G、230B及び色補正層235が発光層370の下部に形成される下部発光(bottom emission)構造を例として説明したが、これに限定されず、発光層370の上部にカラーフィルター230R、230G、230B及び色補正層235が形成される上部発光(top emission)構造にも同様に適用することができる。
【0075】
以上で、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲において定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。
【符号の説明】
【0076】
235 色補正層
361 絶縁部材
370 有機発光部材
371a、371b 補助層
372a、372b 発光層
373 電荷生成層
【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに異なる色を表示する第1副画素、第2副画素、及び第3副画素、そして白色副画素を含み、
前記白色副画素は、可視光線領域のうちの少なくとも一部の波長領域の光を選択的に吸収する色補正層を含むことを特徴とする、有機発光装置。
【請求項2】
前記色補正層は、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のうちの少なくとも一つの波長領域の光を吸収することを特徴とする、請求項1に記載の有機発光装置。
【請求項3】
前記第1副画素、前記第2副画素、及び前記第3副画素は、各々赤色フィルター、緑色フィルター、及び青色フィルターを含むことを特徴とする、請求項2に記載の有機発光装置。
【請求項4】
前記色補正層は、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、及び前記青色フィルターと同一層に形成されていることを特徴とする、請求項3に記載の有機発光装置。
【請求項5】
前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素、及び前記白色副画素は、各々互いに対向する第1電極及び第2電極、及び
前記第1電極と前記第2電極との間に介在されている発光層を含み、
前記発光層は、
前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素、及び前記白色副画素に共通的に形成されていて、互いに異なる波長の光を発光する複数の副発光層を含み、
前記互いに異なる波長の光を組み合わせて白色発光することを特徴とする、請求項3に記載の有機発光装置。
【請求項6】
前記発光層は、赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層の積層構造を有することを特徴とする、請求項5に記載の有機発光装置。
【請求項7】
前記発光層は、電荷生成層をさらに含むことを特徴とする、請求項5に記載の有機発光装置。
【請求項8】
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、前記青色フィルター、及び前記色補正層は、前記発光層の下部に位置することを特徴とする、請求項5に記載の有機発光装置。
【請求項9】
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、前記青色フィルター、及び前記色補正層は、前記発光層の上部に位置することを特徴とする、請求項5に記載の有機発光装置。
【請求項1】
互いに異なる色を表示する第1副画素、第2副画素、及び第3副画素、そして白色副画素を含み、
前記白色副画素は、可視光線領域のうちの少なくとも一部の波長領域の光を選択的に吸収する色補正層を含むことを特徴とする、有機発光装置。
【請求項2】
前記色補正層は、赤色波長領域、緑色波長領域、及び青色波長領域のうちの少なくとも一つの波長領域の光を吸収することを特徴とする、請求項1に記載の有機発光装置。
【請求項3】
前記第1副画素、前記第2副画素、及び前記第3副画素は、各々赤色フィルター、緑色フィルター、及び青色フィルターを含むことを特徴とする、請求項2に記載の有機発光装置。
【請求項4】
前記色補正層は、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、及び前記青色フィルターと同一層に形成されていることを特徴とする、請求項3に記載の有機発光装置。
【請求項5】
前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素、及び前記白色副画素は、各々互いに対向する第1電極及び第2電極、及び
前記第1電極と前記第2電極との間に介在されている発光層を含み、
前記発光層は、
前記第1副画素、前記第2副画素、前記第3副画素、及び前記白色副画素に共通的に形成されていて、互いに異なる波長の光を発光する複数の副発光層を含み、
前記互いに異なる波長の光を組み合わせて白色発光することを特徴とする、請求項3に記載の有機発光装置。
【請求項6】
前記発光層は、赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層の積層構造を有することを特徴とする、請求項5に記載の有機発光装置。
【請求項7】
前記発光層は、電荷生成層をさらに含むことを特徴とする、請求項5に記載の有機発光装置。
【請求項8】
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、前記青色フィルター、及び前記色補正層は、前記発光層の下部に位置することを特徴とする、請求項5に記載の有機発光装置。
【請求項9】
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター、前記青色フィルター、及び前記色補正層は、前記発光層の上部に位置することを特徴とする、請求項5に記載の有機発光装置。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【公開番号】特開2011−119224(P2011−119224A)
【公開日】平成23年6月16日(2011.6.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−185104(P2010−185104)
【出願日】平成22年8月20日(2010.8.20)
【出願人】(308040351)三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Mobile Display Co., Ltd.
【住所又は居所原語表記】San #24 Nongseo−Dong,Giheung−Gu,Yongin−City,Gyeonggi−Do 446−711 Republic of KOREA
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年6月16日(2011.6.16)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年8月20日(2010.8.20)
【出願人】(308040351)三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Mobile Display Co., Ltd.
【住所又は居所原語表記】San #24 Nongseo−Dong,Giheung−Gu,Yongin−City,Gyeonggi−Do 446−711 Republic of KOREA
【Fターム(参考)】
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