JP2011040365A - 有機発光表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外光反射を抑制して、視認性を向上させつつ、有機発光素子から外部に放出される光の損失を最小化した有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】基板本体と、前記基板本体上に順に積層形成された第１電極、有機発光層、及び第２電極を含む有機発光素子と、前記有機発光素子上に形成された選択的反射膜と、前記選択的反射膜上に配置された位相遅延フィルムと、前記位相遅延フィルム上に形成された第１線偏光フィルムと、前記第１線偏光フィルム上に形成されたねじれネマチック液晶層と、前記ねじれネマチック液晶層上に形成された液晶駆動電極と、前記液正駆動電極上に形成された第２線偏光フィルムと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は有機発光表示装置に関し、より詳細には、表示特性を向上させた有機発光表示装置に関する。

有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）は、光を放出する有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）を有して画像を表示する自発光型表示装置である。有機発光表示装置は液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）とは異なって、別途の光源を必要としないので、相対的に厚さと重量を減少させることができる。また、有機発光表示装置は、低い消費電力、高い輝度、及び高い反応速度などの高品位特性を有するので、携帯用電子機器の次世代表示装置として注目されている。

一般に、有機発光表示装置が有する有機発光素子の電極とその他の金属配線は外部から流入した光を反射するため、有機発光表示装置が明るい場所で使用されると、外光反射によって黒色の表現及びコントラストが劣化するという問題がある。

このような問題を解決するための技術として、偏光板及び位相遅延板を有機発光素子上に配置して、外光反射を抑制するというものがある。しかし、偏光板及び位相遅延板を通して外光反射を抑制すると、有機発光層で発生した光の相当な部分が偏光板及び位相遅延板を経て外部に放出される際に、損失するという問題がある。

本発明はこのような問題点解決するためになされたものであって、外光反射を抑制して視認性を向上させつつ、有機発光素子から外部に放出される光の損失を最小化させた有機発光表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る有機発光表示装置は、基板本体と、前記基板本体上に順に積層形成された第１電極、有機発光層、及び第２電極を有する有機発光素子と、前記有機発光素子上に形成された選択的反射膜と、前記選択的反射膜上に配置された位相遅延フィルムと前記位相遅延フィルム上に形成された第１線偏光フィルムと、前記第１線偏光フィルム上に形成されたねじれネマチック液晶層と、前記ねじれネマチック液晶層上に形成された液晶駆動電極と、前記液晶駆動電極上に形成された第２線偏光フィルムと、を含むことを特徴とする。

前記有機発光素子が光を放出する時には、前記有機発光素子の第２電極と前記液晶駆動電極の間に電界が印加され、前記有機発光素子が光を放出しない時には、前記有機発光素子の第２電極と前記液晶駆動電極の間に電界が印加されないこととすることができる。

前記有機発光素子の第２電極と前記液晶駆動電極の間に電界が印加された状態では、前記ねじれネマチック液晶層内の液晶分子が前記液晶駆動電極と交差する方向に垂直配列されることとすることができる。

前記第２線偏光フィルムを通過することで線偏光された光は、前記ねじれネマチック液晶層及び前記第１線偏光フィルムを透過することとすることができる。

前記第１線偏光フィルムを通過することで線偏光された光は、前記ねじれネマチック液晶層及び前記第２線偏光フィルムを透過することとすることができる。

前記有機発光素子の第２電極と前記液晶駆動電極の間に電界が印加されない状態では、前記ねじれネマチック液晶層内の液晶分子が前記液晶駆動電極と平行な方向に水平配列されることとすることができる。

前記水平配列された液晶分子の中で、前記液晶駆動電極に隣接した液晶分子と、前記第１線偏光フィルムに隣接した液晶分子は、９０度の角度でねじれるように配列されることとすることができる。

前記水平配列された液晶分子の中で、前記液晶駆動電極に隣接した液晶分子の配列方向は、前記第２線偏光フィルムの偏光軸方向と一致することとすることができる。

前記水平配列された液晶分子の中で、前記第１線偏光フィルムに隣接した液晶分子の配列方向は、前記第１線偏光フィルムの偏光軸方向と９０度の交角を成すこととすることができる。

前記ねじれネマチック液晶層を通過した光の軸方向は、前記第１線偏光フィルムの偏光軸方向と交差することとすることができる。

前記第１線偏光フィルムの偏光軸方向と前記第２線偏光フィルムの偏光軸方向は一致することとすることができる。

前記選択的反射膜はコレステリック液晶膜であることとすることができる。

前記選択的反射膜は、左円偏光された光と右円偏光された光のうちのいずれか一つは通過させ、他の一つは反射させることとすることができる。

前記第１線偏光フィルムを通過した線偏光された光は、前記位相遅延フィルムを通過することで円偏光に変わることとすることができる。

前記位相遅延フィルムを通過して円偏光された光は、前記選択的反射膜を透過することとすることができる。

前記位相遅延フィルムは１/４波長フィルムであり、前記位相遅延フィルムの光軸と前記第１線偏光フィルムの偏光軸の間の交角は４５度とすることができる。

前記選択的反射膜を通過した、円偏光された光が前記位相遅延フィルムを通過することで前記第１線偏光フィルムの偏光軸方向と同一の方向に線偏光されることとすることができる。

前記有機発光素子は、前記ねじれネマチック液晶層方向に光を放出することとすることができる。

本発明によれば、外光反射を抑制して視認性を向上させつつ、有機発光素子から外部に放出される光の損失を最小化させる有機発光表示装置を実現することができる。

本発明の一実施例による有機発光表示装置の断面図である。 図１の有機発光表示装置の駆動回路部及び有機発光素子を示す配置図である。 図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線による断面を示す断面図である。 有機発光素子が発光しない場合に、外部から図１の有機発光表示装置に流入した光の経路を示す構成図である。 有機発光素子が発光する時に、外部から図１の有機発光表示装置に流入した光の経路を示す構成図である。 有機発光素子で発生した光が外部に放出される経路を示す構成図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が実施できるように詳細に説明する。本発明は様々な相異なる形態において具現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されない。

図面においては、本発明を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体を通じて同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。

また、図面に示された各構成要素の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意に現わされており、本発明の各構成要素の大きさ及び厚さが図示したものに限られないのは勿論である。

図面においては、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ている。また、説明の便宜のために、一部の層または領域の厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」または「上部に」あると記載した場合、他の部分の真上にある場合だけでなく、他の要素を介して上にある場合も含む。

以下、図１を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る有機発光表示装置１０１は、有機発光素子７０を含む表示基板１１０と、有機発光素子７０上に順に積層された選択的反射膜５８０、位相遅延フィルム５７０、第１線偏光フィルム５６０、ねじれネマチック（ＴＮ）液晶層５５０、液晶駆動電極２３０、及び第２線偏光フィルム５１０を含む。

また、有機発光表示装置１０１は、ねじれネマチック液晶層５５０上の一部の領域に配置されて、表示基板１１０と合着密封された封止基板２１０をさらに含む。すなわち、有機発光素子７０、選択的反射膜５８０、位相遅延フィルム５７０、第１線偏光フィルム５６０、及びねじれネマチック液晶層５５０は、表示基板１１０と封止基板２１０の間の密封された空間内部に配置される。ここで、液晶駆動電極２３０及び第２線偏光フィルム５１０は、表示基板１１０と封止基板２１０の間の密封された空間内部に配置されることもでき、封止基板２１０の外側に配置されることもできる。図１では、第２線偏光フィルム５１０だけが密封された空間の外部、つまり、封止基板２１０の外側に配置されているが、本発明の実施形態はこれに限定されるのではない。

有機発光表示装置１０１は、表示基板１１０と封止基板２１０の周縁に沿って、表示基板１１０と封止基板２１０の間に配置されて表示基板１１０と封止基板２１０を互いに合着密封させるシーラント３５０をさらに含む。

表示基板１１０は、基板本体１１１及び駆動回路部ＤＣをさらに含む。

基板本体１１１は、ガラス、石英、セラミック、及びプラスチックなどからなる絶縁性基板で形成されることができる。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるのではなく、基板本体１１１はステンレス鋼などからなる金属性基板で形成されてもよい。

駆動回路部ＤＣは、基板本体１１１上に形成される。この駆動回路部ＤＣは、薄膜トランジスタ１０、２０（図２に図示）を含み、有機発光素子７０を駆動させる。すなわち、有機発光素子７０は、駆動回路部ＤＣから伝達された駆動信号に応じて光を放出し、画像を表示する。

駆動回路部ＤＣ及び有機発光素子７０の具体的な構造は図２及び図３に示されているが、本発明の実施形態が図２及び図３に示された構造に限定されるものではない。駆動回路部ＤＣ及び有機発光素子７０は、当業者が変形して実施できる範囲内で多様な構造に形成されることができる。

有機発光素子７０は、ねじれネマチック液晶層５５０方向に光を放出する。すなわち、本発明の実施形態においては、有機発光表示装置１０１は前面発光型の構造を有する。

また、表示基板１１０は、画素定義膜１９０をさらに含む。画素定義膜１９０は、有機発光素子７０の第１電極７１０を露出する開口部を有する。

有機発光素子７０の上には選択的反射膜５８０が位置する。選択的反射膜５８０にはコレステリック液晶（ＣＬＣ）膜が使用される。以下の説明においては、選択的反射膜をコレステリック液晶膜５８０と称する。

コレステリック液晶は、スメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）液晶と同様に層状構造を形成するが、長軸の分子は、面内でネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）液晶と類似した平衡配列をなしている。具体的には、一つの平面内では、細くて長い分子が長軸の方向に並んで配列されていて、その面に垂直な方向に進むことによって分子軸の配列方位が少しずつずれている構造、つまり、分子が配列された方向から螺旋状に旋回するような構造を有する。したがって、液晶全体としては螺旋構造をなしている。これによって、コレステリック液晶は、旋光性、選択光散乱、円偏光２色性などの特性を有する。

したがって、コルリステリク液晶膜５８０は円偏光を選択的に透過または反射させることができる。つまり、コレステリック液晶膜５８０は、左円偏光された光と右円偏光された光のうちのいずれか一つは通過させ、他の一つは反射させる。本発明の実施形態においては、コレステリック液晶膜５８０は、右円偏光された光は透過させ、左円偏光された光は反射させるように形成される。しかし、本発明の一の実施例はこれに限定されるものではない。

コレステリック液晶膜５８０の上には位相遅延フィルム５７０が位置する。位相遅延フィルム５７０には、１/４波長板が使用される。位相遅延フィルム５７０は、第１線偏光フィルム５６０の偏光軸より約４５度ずれた光軸を有する。すなわち、位相遅延フィルム５７０の光軸方向と第１線偏光フィルム５６０の偏光軸方向との間の交角は約４５度となる。

したがって、第１線偏光フィルム５６０を通過した線偏光された光は、位相遅延フィルム５７０を通過しながら円偏光に変わる。位相遅延フィルム５７０の光軸方向と第１線偏光フィルム５６０の偏光軸方向の間の交角が４５度に近いほど、第１線偏光フィルム５６０を通過した線偏光された光は、位相遅延フィルム５７０を通過しながら円偏光に近づく。

また、位相遅延フィルム５７０を通過した円偏光された光は、コレステリック液晶膜５８０を透過（そのまま通過）する。具体的には、本発明の実施形態において、第１線偏光フィルム５６０を通過した線偏光された光は、位相遅延フィルム５７０を通過しながら右円偏光に変わり、この右円偏光された光はコレステリック液晶膜５８０を透過する。

反対に、コレステリック液晶膜５８０を通過した円偏光された光が、位相遅延フィルム５７０を通過して線偏光されると、第１線偏光フィルム５６０を透過するようになる。

位相遅延フィルム５７０としては、多様な種類の位相遅延フィルムを用いることができる。

位相遅延フィルム５７０の上には第１線偏光フィルム５６０が位置する。第１線偏光フィルム５６０は、予め設定された偏光軸を有する。第１線偏光フィルム５６０は、偏光軸方向と一致する光は通過させ、偏光軸方向と一致しない光は吸収する。つまり、第１線偏光フィルム５６０を通過する光は、第１線偏光フィルム５６０の偏光軸方向と同一の方向に線偏光される。

第１線偏光フィルム５６０の偏光軸は、コレステリック液晶膜５８０を通過して円偏光された後、さらに位相遅延フィルム５７０を通過して、線偏光された光の線偏光方向と同一な方向に形成される。したがって、コレステリック液晶膜５８０を通過した光は、位相遅延フィルム５７０を経て、実質的な損失なく、そのまま第１線偏向フィルム５６０を通過することができる。

第１線偏光フィルム５６０の偏光軸方向と、第２線偏光フィルム５１０の偏光軸方向は、互いに一致するように配列される。

第１線偏光フィルム５６０及び第２線偏光フィルム５１０としては、多様な種類の偏光フィルムを用いることができる。

第１線偏光フィルム５６０の上にはねじれネマチック液晶層５５０が位置する。ねじれネマチック液晶層５５０はＴＮ型液晶分子５５５を含む。ＴＮ型液晶分子５５５としては、多様な液晶分子を用いることができる。

ねじれネマチック液晶層５５０は、有機発光素子７０の第２電極７３０（図３に図示）と液晶駆動電極２３０の間に配置される。

有機発光素子７０の第２電極７３０と液晶駆動電極２３０の間に電界が印加されれば、ねじれネマチック液晶層５５０内の液晶分子５５５は、液晶駆動電極２３０と交差する方向（ｚ軸方向）に垂直配列される。

したがって、有機発光素子７０の第２電極７３０と液晶駆動電極２３０の間に電界が印加された状態では、第１線偏光フィルム５６０と第２線偏光フィルム５１０の間で、第１線偏光フィルム５６０と第２線偏光フィルム５１０の偏光軸方向と同一な方向に線偏光された光は自由に通過することができる。すなわち、有機発光素子７０の第２電極７３０と液晶駆動電極２３０の間に電界が印加された状態で、第１線偏光フィルム５６０を通過した線偏光された光は、ねじれネマチック液晶層５５０及び第２線偏光フィルム５１０を透過する。反対に、第２線偏光フィルム５１０を通過した線偏光された光は、ねじれネマチック液晶層５５０及び第１線偏光フィルム５６０を透過する。

一方、有機発光素子７０の第２電極７３０と液晶駆動電極２３０の間に電界が印加されなければ、ねじれネマチック液晶層５５０内の液晶分子５５は、液晶駆動電極２３０と平行な方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向）に水平配列される。この時、水平配列された液晶分子５５の中で、液晶駆動電極２３０と相対的に近く位置する液晶分子５５５の配列方向（ｘ軸方向）と、第１線偏光フィルム５６０と相対的に近く位置する液晶分子５５５の配列方向（ｙ軸方向）は、互いに交差する方向にずれる。この時、ずれる角度は約９０度である。つまり、液晶駆動電極２３０に隣接した液晶分子５５５と第１線偏光フィルム５６０に隣接した液晶分子５５５は、９０度の交角を有するようにずれて配列される。

具体的には、有機発光素子７０の第２電極７３０と液晶駆動電極２３０の間に電界が印加されない状態で、液晶駆動電極２３０に隣接したねじれネマチック液晶層５５０の液晶分子５５５は、第２線偏光フィルム５１０の偏光軸方向（ｘ軸方向）と一致する方向に配列される。そして、第１線偏光フィルム５６０に隣接したねじれネマチック液晶層５５０の液晶分子５５５は、第１線偏光フィルム５６０の偏光軸方向と９０度の交角をなす方向（ｙ軸方向）に配列される。この時、ｘ軸方向とｙ軸方向は実質的に直交する。

すなわち、有機発光素子７０の第２電極７３０と液晶駆動電極２３０の間に電界が印加されない状態で、第２線偏光フィルム５１０を通過した線偏光された光は、ねじれネマチック液晶層５５０を通過しながら位相が９０度回転する。第１線偏光フィルム５１０の偏光軸方向（ｘ軸方向）は第２線偏光フィルム５６０の偏光軸方向（ｘ軸方向）と同一であるので、ねじれネマチック液晶層５５０を通過しながら位相が変わった線偏光された光は、第１線偏光フィルム５６０を通過できずに消滅する。

本発明の実施形態においては、有機発光素子７０の第２電極７３０と液晶駆動電極２３０の間には、有機発光素子７０が光を放出する時には電界が印加され、有機発光素子７０が光を放出しない時には電界が印加されない。

図１は、有機発光素子７０の第２電極７３０と液晶駆動電極２３０の間に電界が印加されない場合を示している。

ねじれネマチック液晶層５５０の上には液晶駆動電極２３０が配置される。液晶駆動電極２３０は透明導電膜を含む。透明導電膜は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）またはＩｎ_２Ｏ_３（インジウム酸化物）などの物質を使用して形成される。液晶駆動電極２３０は前述したように、有機発光素子７０の第２電極７３０と共に、ねじれネマチック液晶層５５０に電界を印加する。

液晶駆動電極２３０の上には封止基板２１０が配置される。封止基板２１０は、ガラス、石英、セラミック、及びプラスチックなどからなる透明な絶縁性基板で形成される。液晶駆動電極２３０は封止基板２１０の一面に蒸着されて形成される。

封止基板２１０の上には第２線偏光フィルム５１０が配置される。第２線偏光フィルム５１０は第１線偏光フィルム５６０と同一に形成される。また、第２線偏光フィルム５１０は、液晶駆動電極２３０と封止基板２１０の間に配置されることもできる。

このような構成により、有機発光表示装置１０１は、外光反射を抑制して視認性を向上させつつ、有機発光素子７０から外部に放出される光の損失を最小化させることができる。

以下、図２及び図３を参照して、有機発光表示装置１０１の内部構造について駆動回路部ＤＣ及び有機発光素子７０を中心に詳しく説明する。図２は、表示基板１１０を中心にして画素の構造を示した配置図であり、図３は、図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿って、表示基板１１０と封止基板２１０を共に示した断面図である。

図２及び図３では、一つの画素に二つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０、２０と、一つの蓄電素子（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）８０を備えた２Ｔｒ-１Ｃａｐ構造の能動駆動（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ、ＡＭ）型有機発光表示装置１０１を示しているが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。有機発光表示装置１０１は、一つの画素に三つ以上の薄膜トランジスタと二つ以上の蓄電素子を備えることができ、別途の配線がさらに形成されて多様な構造を有するように形成されることもできる。ここで、画素とは、画像を表示する最小単位を言い、各画素領域に配置される。有機発光表示装置１０１は、複数の画素を通じて画像を表示する。

図２及び図３に示したように、表示基板１１０は、一つの画素ごとに各々形成されたスイッチング薄膜トランジスタ１０、駆動薄膜トランジスタ２０、蓄電素子８０、そして有機発光素子（ＯＬＥＤ）７０を含む。ここで、スイッチング薄膜トランジスタ１０、駆動薄膜トランジスタ２０、及び蓄電素子８０を含んだ構成を駆動回路部ＤＣと称する。表示基板１１０は、一方向に沿って配置されるゲートライン１５１と、ゲートライン１５１と絶縁交差するデータライン１７１、及び共通電源ライン１７２をさらに含む。

一つの画素は、ゲートライン１５１、データライン１７１、及び共通電源ライン１７２を境界として定義されるが、必ずしもこれに限定されるのではない。

有機発光素子７０は、アノード（ａｎｏｄｅ）である第１電極７１０と、カソード（ｃａｔｈｏｄｅ）である第２電極７３０、そして第１電極７１０と第２電極７３０の間に配置された有機発光層７２０を含む。ただし、本発明の実施形態がこれに限定されるものではない。例えば、第１電極７１０がカソード電極となり、第２電極７３０がアノード電極となってもよい。

有機発光表示装置１０１は前面発光型の構造を有するので、第１電極７１０は反射膜で形成され、第２電極７３０は半透過膜で形成される。したがって、有機発光層７２０で発生した光は第２電極７３０を通過して放出される。

反射膜及び半透過膜は、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の中の一つ以上の金属またはこれらの合金を使用して形成される。このとき、反射膜と半透過膜は厚さで決定される。一般に、半透過膜は２００ｎｍ以下の厚さを有する。半透過膜は、厚さが薄くなるほど光の透過率が高まり、厚さが厚くなるほど光の透過率が低くなる。

第１電極７１０は透明導電膜をさらに有することができる。すなわち、第１電極７１０は、反射膜と透明導電膜を含む多重層構造で形成されることができる。透明導電膜は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）またはＩｎ_２Ｏ_３（インジウム酸化物）などの物質を使用して形成される。透明導電膜は相対的に高い仕事関数を有し、反射膜と有機発光層７２０の間に配置される。

有機発光層７２０は、発光層と、正孔注入層（ｈｏｌｅ−ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ、ＨＩＬ）、正孔輸送層（ｈｏｌｅ−ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ）、電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ）、及び電子注入層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ、ＥＩＬ）のうちの一つ以上を含む多重膜で形成される。有機発光層７２０がこれら全てを含む場合、正孔注入層がアノードの第１電極７１０の上に配置され、その上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が順に積層される。また、有機発光層７２０は、必要によって他の層をさらに有することもできる。

このように、有機発光素子７０は、第１電極７１０及び第２電極７３０を通して、各々、正孔と電子を有機発光層７２０内部に注入する。注入された正孔と電子が結合したエキシトン（ｅｘｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態へ落ちる時に、有機発光素子７０の発光が行われる。

蓄電素子８０は、層間絶縁膜１６０を介して配置された一対の蓄電板１５８、１７８を含む。ここで、層間絶縁膜１６０は誘電体となる。蓄電素子８０で蓄電された電荷と両蓄電板１５８、１７８の間の電圧に応じて、蓄電容量が決定される。

スイッチング薄膜トランジスタ１０は、スイッチング半導体層１３１、スイッチングゲート電極１５２、スイッチングソース電極１７３、及びスイッチングドレイン電極１７４を有する。駆動薄膜トランジスタ２０は、駆動半導体層１３２、駆動ゲート電極１５５、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７を有する。

スイッチング薄膜トランジスタ１０は、発光させようとする画素を選択するスイッチング素子として使用される。スイッチングゲート電極１５２はゲートライン１５１に連結される。スイッチングソース電極１７３はデータライン１７１に連結される。スイッチングドレイン電極１７４はスイッチングソース電極１７３から離隔配置され、一の蓄電板１５８に連結される。

駆動薄膜トランジスタ２０は、選択された画素内の有機発光素子７０の有機発光層７２０を発光させるための駆動電源を、画素電極７１０に印加する。駆動ゲート電極１５５は、スイッチングドレイン電極１７４に連結された蓄電板１５８と連結される。駆動ソース電極１７６及び他の蓄電板１７８は、各々、共通電源ライン１７２に連結される。駆動ドレイン電極１７７は、コンタクトホール（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）を介して、有機発光素子７０の画素電極７１０と連結される。

このような構造により、スイッチング薄膜トランジスタ１０は、ゲートライン１５１に印加されるゲート電圧に応じて作動して、データライン１７１に印加されるデータ電圧を駆動薄膜トランジスタ２０に伝達する役割を果たす。共通電源ライン１７２から駆動薄膜トランジスタ２０に印加される共通電圧と、スイッチング薄膜トランジスタ１０から伝達されたデータ電圧の差に相当する電圧とが蓄電素子８０に貯められ、蓄電素子８０に貯められた電圧に対応する電流が、駆動薄膜トランジスタ２０を通して有機発光素子７０に流れて、有機発光素子７０が発光するようになる。

有機発光素子７０で発生した光は、コレステリック液晶膜５８０、位相遅延フィルム５７０、第１線偏光フィルム５６０、ねじれネマチック液晶層５５０、液晶駆動電極２３０、封止基板２１０、及び第２線偏光フィルム５１０を順に通過して、外部に放出される。この過程で、本発明の実施形態に係る有機発光表示装置は、有機発光素子で発生した光はほとんど損失されない。

以下、図４を参照して、本発明の実施形態において、有機発光素子７０が発光しない時に、有機発光表示装置１０１が外光反射を抑制する動作原理について具体的に説明する。

有機発光素子７０が発光しない時には、図４に示すように、有機発光素子７０の第２電極７３０（図３に図示）と液晶駆動電極２３０（図３に図示）の間に電界が印加されない。したがって、ねじれネマチック液晶層５５０の液晶分子５５５は、９０度ずれた状態で、水平方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向）に配列される。この時、第２線偏光フィルム５１０に近く配置された液晶分子５５０は、第２線偏光フィルム５１０の偏光軸方向（ｘ軸方向）と同一な方向（ｘ軸方向）に配列される。そして、第１線偏光フィルム５６０に近く配置された液晶分子５５５は、第２線偏光フィルム５６０の偏光軸方向（ｘ軸方向）と交差する方向（ｙ軸方向）に配列される。

外部の光は、第２線偏光フィルム５１０を通過しながら約５０％程度消滅する。第２線偏光フィルム５１０が偏光軸方向（ｘ軸方向）と同一方向の成分の光だけを通過させ、残りの光は吸収するためである。

第２線偏光フィルム５１０を通過した線偏光された光は、ねじれネマチック液晶層５５０を通過しながら位相が９０度変わる。つまり、第２線偏光フィルム５１０を通過してｘ軸方向に線偏光された光は、ねじれネマチック液晶層５５０を通過しながらｙ軸方向に線偏光される。そして、ねじれネマチック液晶層５５０を通過してｙ軸方向に線偏光された光は、第１線偏光フィルム５６０を通過できずに全て消滅する。第１線偏光フィルム５６０は第２線偏光フィルム５１０と同様に、偏光軸方向がｘ軸方向であるためである。

このように、有機発光素子７０が光を放出しない時には、外光反射を実質的に大部分抑制することができる。したがって、有機発光表示装置１０１は、黒色の表現及びコントラストを向上させることができる。

以下、図５及び図６を参照して、本発明の実施形態において、有機発光素子７０が発光する時に、有機発光表示装置１０１が外光反射を抑制すると同時に、有機発光素子７０で発生した光を効果的に外部へ放出する動作原理について具体的に説明する。

有機発光素子７０が発光する時には、図５及び図６に示すように、有機発光素子７０の第２電極７３０（図３に図示）と液晶駆動電極２３０（図３に図示）の間に電界が印加される。したがって、ねじれネマチック液晶層５５０の液晶分子５５５は、全て垂直方向（ｙ軸方向）に配列される。

まず、図５を参照して、外部から有機発光表示装置１０１内部に流入した光の経路を説明する。

外部の光は第２線偏光フィルム５１０を通過しながら約５０％程度消滅する。第２線偏光フィルム５１０を通過した線偏光された光は、液晶分子５５５が垂直配列されたねじれネマチック液晶層５５０と、第２線偏光フィルム５１０と同一な偏光軸を有する第１線偏光フィルム５６０とを透過する。

第１線偏光フィルム５６０を通過した線偏光された光は、１/４波長板である位相遅延フィルム５７０を通過しながら円偏光される。ここで、円偏光は右円偏光である。ただし、本発明の実施形態はこれに限定されるのではない。例えば、位相遅延フィルム５７０を通過した光が左円偏光となるように位相遅延フィルム５７０を配置することもできる。ただし、この場合は、コレステリック液晶膜５８０は、左円偏光された光を通過させられるものでなければならない。

位相遅延フィルム５７０を通過して右円偏光された光は、コレステリック液晶膜５８０を透過する。本発明の実施形態においては、コレステリック液晶膜５８０は、右円偏光された光は通過させ、左円偏光された光は反射させる。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるのではない。すなわち、コレステリック液晶膜５８０が、左円偏光された光は通過させ、右円偏光された光は反射させるようにすることもできる。ただし、この場合は、位相遅延フィルム５７０を通過した光が左円偏光でなければならない。すなわち、コレステリック液晶膜５８０は、必ず、第１線偏光フィルム５６０と位相遅延板５７０を順に経て円偏光された光を、通過させるようにする。

コレステリック液晶膜５８０を通過した右円偏光された光は、有機発光素子７０の第１電極７１０（図３に図示）または第２電極７２０（図３に図示）に反射される。また、コレステリック液晶膜５８０を通過した右円偏光された光は、有機発光素子７０以外に、他の金属配線上においても反射されることができる。

右円偏光された光が有機発光素子７０で反射されれば、左円偏光へその位相が１８０度変わる。そして、反射されて左円偏光に変わった光は、コレステリック液晶膜５８０を通過できずに反射された後、再び有機発光素子７０に向かうようになる。

左円偏光された状態の光が有機発光素子７０で再び反射されて、再び右円偏光へその位相が変わる。再び右円偏光された光は、コレステリック液晶膜５８０及び位相遅延フィルム５７０を順に通過して、線偏光される。このように線偏光された光は、第１線偏光フィルム５６０の偏光軸方向と同一な方向を有する。したがって、位相遅延フィルム５７０を通過した線偏光された光は、第１線偏光フィルム５６０、ねじれネマチック液晶層５５０、及び第２線偏光フィルム５１０を透過して、外部に放出される。

このように、有機発光素子７０が発光する時には、外光が反射されることを約５０％程度抑制することができる。

次に、図６を参照して、有機発光素子７０で発生した光が外部に放出される経路を説明する。

有機発光素子７０で発生した光は、初めてコレステリック液晶膜５８０を通過することになる。しかし、有機発光素子７０で発生した光は、多様な位相が混在する状態である。したがって、有機発光素子７０で発生した光の中で、右円偏光成分の光は、コレステリック液晶膜５８０を透過して位相遅延フィルム５７０へ向かい、左円偏光成分の光は、反射されて再び有機発光素子７０に向かって、有機発光素子７０で再び反射される。そして、有機発光素子７０で再び反射された光の中で、右円偏光成分の光は、コレステリック液晶膜５８０を透過して位相遅延フィルム５７０へ向かうようになる。このような過程を繰り返して、有機発光素子７０で発生した光は、実質的に大部分がコレステリック液晶膜５８０を通過して、位相遅延フィルム５７０へ向かうようになる。

コレステリック液晶膜５８０を通過した右円偏光された光は、位相遅延フィルム５７０を通過して線偏光される。そして、位相遅延フィルム５７０を通過した線偏光された光は、第１線偏光フィルム５６０、ねじれネマチック液晶層５５０、そして第２線偏光フィルム５１０を順に通過して、外部に放出される。

このように有機発光素子７０で発生した光は、実質的な損失なく、ほとんど大部分が外部に放出される。

以上説明したように、本発明の実施形態による有機発光表示装置１０１は、有機発光素子７０が光を放出しない時には、大部分の外光の反射を抑制する。

また、有機発光表示装置１０１は、有機発光素子７０が発光する時には、外光の反射を約５０％程度抑制することができ、有機発光素子７０で発生した光は、実質的な損失なく、大部分を外部に放出させることができる。

このように、有機発光表示装置１０１は、外光反射を抑制して視認性を向上させつつ、有機発光素子７０から外部に放出される光の損失を最小化させることができる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲の概念及び思想を超えない限り、多様な修正及び変形が可能であることを、本発明が属する技術分野に携わる者であれば、理解することができるであろう。

１０ スイッチング薄膜トランジスタ、
２０ 駆動薄膜トランジスタ、
７０ 有機発光素子、
８０ 蓄電素子、
１０１ 有機発光表示装置、
１１０ 表示基板、
１１１ 基板本体、
１３１ スイッチング半導体層、
１３２ 駆動半導体層、
１５１ ゲートライン、
１５２ スイッチングゲート電極、
１５５ 駆動ゲート電極、
１５８、１７８ 蓄電板、
１６０ 層間絶縁膜、
１７１ データライン、
１７２ 共通電源ライン、
１７３ スイッチングソース電極、
１７４ スイッチングドレイン電極、
１７６ 駆動ソース電極、
１７７ 駆動ドレイン電極、
１９０ 画素定義膜、
２１０ 封止基板、
２３０ 液晶駆動電極、
３５０ シーラント、
５１０ 第２線偏光フィルム、
５５０ ねじれネマチック液晶層、
５５５ ＴＮ型液晶分子、
５６０ 第１線偏光フィルム、
５７０ 位相遅延フィルム、
５８０ 選択的反射膜、
７１０ 第１電極、
７２０ 有機発光層、
７３０ 第２電極。

Claims (18)

1. 基板本体と、
   前記基板本体上に順に積層形成された第１電極、有機発光層、及び第２電極を有する有機発光素子と、
   前記有機発光素子上に形成された選択的反射膜と、
   前記選択的反射膜上に配置された位相遅延フィルムと、
   前記位相遅延フィルム上に形成された第１線偏光フィルムと、
   前記第１線偏光フィルム上に形成されたねじれネマチック液晶層と、
   前記ねじれネマチック液晶層上に形成された液晶駆動電極と、
   前記液晶駆動電極上に形成された第２線偏光フィルムと、
   を含むことを特徴とする有機発光表示装置。
2. 前記有機発光素子が光を放出する時には、前記有機発光素子の第２電極と前記液晶駆動電極の間に電界が印加され、
   前記有機発光素子が光を放出しない時には、前記有機発光素子の第２電極と前記液晶駆動電極の間に電界が印加されないことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光表示装置。
3. 前記有機発光素子の第２電極と前記液晶駆動電極の間に電界が印加された状態では、前記ねじれネマチック液晶層内の液晶分子が前記液晶駆動電極と交差する方向に垂直配列されることを特徴とする、請求項２に記載の有機発光表示装置。
4. 前記第２線偏光フィルムを通過することで線偏光された光は、前記ねじれネマチック液晶層及び前記第１線偏光フィルムを透過することを特徴とする、請求項３に記載の有機発光表示装置。
5. 前記第１線偏光フィルムを通過することで線偏光された光は、前記ねじれネマチック液晶層及び前記第２線偏光フィルムを透過することを特徴とする、請求項３に記載の有機発光表示装置。
6. 前記有機発光素子の第２電極と前記液晶駆動電極の間に電界が印加されない状態では、前記ねじれネマチック液晶層内の液晶分子が前記液晶駆動電極と平行な方向に水平配列されることを特徴とする、請求項２に記載の有機発光表示装置。
7. 前記水平配列された液晶分子の中で、前記液晶駆動電極に隣接した液晶分子と、前記第１線偏光フィルムに隣接した液晶分子は、９０度の角度でねじれるように配列されることを特徴とする、請求項６に記載の有機発光表示装置。
8. 前記水平配列された液晶分子の中で、前記液晶駆動電極に隣接した液晶分子の配列方向は、前記第２線偏光フィルムの偏光軸方向と一致することを特徴とする、請求項７に記載の有機発光表示装置。
9. 前記水平配列された液晶分子の中で、前記第１線偏光フィルムに隣接した液晶分子の配列方向は、前記第１線偏光フィルムの偏光軸方向と９０度の交角を成すことを特徴とする、請求項７に記載の有機発光表示装置。
10. 前記ねじれネマチック液晶層を通過した光の軸方向は、前記第１線偏光フィルムの偏光軸方向と交差することを特徴とする、請求項７に記載の有機発光表示装置。
11. 前記第１線偏光フィルムの偏光軸方向と前記第２線偏光フィルムの偏光軸方向は一致することを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の有機発光表示装置。
12. 前記選択的反射膜はコレステリック液晶膜であることを特徴とする、請求項１１に記載の有機発光表示装置。
13. 前記選択的反射膜は、左円偏光された光と右円偏光された光のうちのいずれか一つは通過させ、他の一つは反射させることを特徴とする、請求項１１に記載の有機発光表示装置。
14. 前記第１線偏光フィルムを通過した線偏光された光は、前記位相遅延フィルムを通過することで円偏光に変わることを特徴とする、請求項１１に記載の有機発光表示装置。
15. 前記位相遅延フィルムを通過して円偏光された光は、前記選択的反射膜を透過することを特徴とする、請求項１４に記載の有機発光表示装置。
16. 前記位相遅延フィルムは１/４波長フィルムであり、前記位相遅延フィルムの光軸と前記第１線偏光フィルムの偏光軸の間の交角は４５度であることを特徴とする、請求項１１に記載の有機発光表示装置。
17. 前記選択的反射膜を通過した、円偏光された光が前記位相遅延フィルムを通過することで前記第１線偏光フィルムの偏光軸方向と同一の方向に線偏光されることを特徴とする、請求項１１に記載の有機発光表示装置。
18. 前記有機発光素子は、前記ねじれネマチック液晶層方向に光を放出することを特徴とする、請求項１１に記載の有機発光表示装置。

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