JP2013118171A - 有機発光表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、有機発光表示装置及びその製造方法、より詳しくは、光効率及び視認性が向上した有機発光表示装置及びその製造方法を提供するためのものである。
【解決手段】本発明に従う有機発光表示装置は、基板、上記基板の上に形成された第1電極、上記第1電極に対向する第2電極、上記第1電極と第2電極との間に介された発光層を含む有機層、上記第2電極の上に形成された保護層、上記保護層と離隔して、上記基板と対向するように設置されたウィンドウ部材、及び上記保護層と上記ウィンドウ部材との間に位置するビードコーティング層を含む。
【選択図】図1
【解決手段】本発明に従う有機発光表示装置は、基板、上記基板の上に形成された第1電極、上記第1電極に対向する第2電極、上記第1電極と第2電極との間に介された発光層を含む有機層、上記第2電極の上に形成された保護層、上記保護層と離隔して、上記基板と対向するように設置されたウィンドウ部材、及び上記保護層と上記ウィンドウ部材との間に位置するビードコーティング層を含む。
【選択図】図1
Description
本発明は有機発光表示装置及びその製造方法に関し、より詳しくは、光効率(light efficiency)及び視認性(visibility)が向上した有機発光表示装置及びその製造方法に関する。
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)で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)とは異なり、別途の光源を必要としないので、相対的に厚さと重さを減らすことができる。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示すので、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、有機発光素子は、正孔注入電極と、有機発光層、及び電子注入電極を有する。有機発光素子は、正孔注入電極から供給を受けた正孔と電子注入電極から供給を受けた電子が有機発光層の内で結合して形成された励起子(exciton)が基底状態に落ちる時に発生するエネルギーにより光を発生する。有機発光素子の場合、自体効率が高くないので、効率を向上させるために内部共振環境を設けてやる。ところで、内部共振環境では正面での光の経路が異なるので、赤(Red)、緑(Green)、青(Blue)の各々の効率比率が変わって、正面と側面で角度に従う色差(WAD)が発生する。それだけでなく、有機発光層から出射した光の相当の部分が全反射により積層面に平行した方向に導波して損失されるので光抽出効率が低い。光抽出効率は、発光層から出射する発光量に対し、素子から観察者側に抽出される光量の比率を意味するが、有機発光素子は光抽出効率が低い方であるので、輝度など、表示装置の特性面で改善の余地が多い。
このように、有機発光表示装置の性能を向上させるために、有機発光層で発生した光を効果的に抽出して光効率を向上させ、色差を縮めて視認性を向上させることができる多様な方法が要求されている。
本発明は、前述したような問題点を解決するためのものであって、ビードコーティング層を備えることによって、全反射を抑制して光効率を上げることができるだけでなく、角度に従う色差(WAD)を縮めて視認性を向上させることができる有機発光表示装置及びその製造方法を提供することをその目的とする。
上記のような目的を達成するために、本発明は、基板、上記基板の上に形成された第1電極、上記第1電極に対向する第2電極、上記第1電極と第2電極との間に介された発光層を含む有機層、上記第2電極の上に形成された保護層、上記保護層と離隔して、上記基板と対向するように設置されたウィンドウ部材、及び上記保護層と上記ウィンドウ部材との間に位置するビードコーティング層(bead coating layer)を含むことを特徴とする、有機発光表示装置を提供する。
本発明の一例によれば、上記ビードコーティング層は、上記ウィンドウ部材と離隔して上記保護層の上部に位置することができる。
本発明の一例によれば、上記ビードコーティング層は、上記保護層と離隔して上記ウィンドウ部材の下部に位置することもできる。
本発明の一例によれば、上記ウィンドウ部材はガラス(glass)で形成される。
本発明の一例によれば、上記ウィンドウ部材は、封入材により上記基板と合着封入されたものでありうる。
本発明の一例によれば、上記ビードコーティング層は、有機物で形成されたメトリックスの内にビード粒子が分散されているものであるうる。
本発明の一例によれば、上記ビードコーティング層でビード粒子は50〜80重量%でありうる。
本発明の一例によれば、上記メトリックスは20〜50重量%でありうる。
本発明の一例によれば、上記ビードコーティング層の厚さは10〜30μmでありうる。
本発明の一例によれば、上記ビード粒子のサイズは平均粒径が100nm〜5μmでありうる。
本発明の一例によれば、上記ビード粒子は、シリカ系粒子、ジルコニウム系粒子、及びジルコニウム酸化物粒子からなる群から選択されたものであるうる。
また、本発明は前述した目的を達成するために、基板の上に第1電極を形成するステップ、上記第1電極の上に発光層を含む有機層を形成するステップ、上記有機層の上に第2電極を形成するステップ、上記第2電極の上に保護層を形成するステップ、上記保護層の上部にビードコーティング層を形成するステップ、及び上記基板と対向するようにウィンドウ部材を形成するステップを含む有機発光表示装置の製造方法を提供する。
本発明の一例に従う有機発光表示装置の製造方法は、基板の上に第1電極を形成するステップ、上記第1電極の上に発光層を含む有機層を形成するステップ、上記有機層の上に第2電極を形成するステップ、上記第2電極の上に保護層を形成するステップ、ウィンドウ部材の下部にビードコーティング層を形成するステップ、及び上記基板と対向するようにウィンドウ部材を合着封入させるステップを含む。
本発明の一例によれば、上記ウィンドウ部材は縁に沿って形成された封入材を通じて基板と互いに合着封入させて形成することができる。
本発明の一例によれば、上記ビードコーティング層は有機物で形成されたメトリックスの内にビード粒子が分散されているものでありうる。
本発明の一例によれば、上記ビードコーティング層でビード粒子は50〜80重量%であり、上記メトリックスは20〜50重量%であり、上記ビードコーティング層の厚さは10〜30μmで形成することができる。
本発明の一例によれば、上記ビードコーティング層はビード粒子を含む高分子シロップを塗布硬化させて形成することができる。
本発明の一例によれば、上記ビード粒子を含む高分子シロップは光硬化性ポリマー及びビード粒子を含むことができる。
本発明の一例によれば、上記光硬化性ポリマーはアクリレートを含む。
本発明の一例によれば、上記ビード粒子のサイズは平均粒径が100nm〜5μmでありうる。
本発明の一例によれば、上記ビード粒子は、シリカ系粒子、ジルコニウム系粒子、及びジルコニウム酸化物からなる群から選択された粒子でありうる。
本発明によれば、有機発光表示装置にビードコーティング層を導入することによって、有機発光表示装置の光効率をより高めることができ、色差発生を減少させて視認性を向上させることができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を中心として本発明を詳細に説明する。
本発明は多様な変更が可能であり、多様な形態に実施できるところ、特定の実施形態のみを図面に例示し、本文にはこれを中心として説明する。しかしながら、本発明の範囲が上記特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の事象及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物、または代替物は本発明の範囲に含まれるものと理解されるべきである。
本発明で使われる用語はできる限り現在広く使われる一般的な用語を選択したが、場合によっては出願人が任意に選定した用語もあるが、この場合には発明の詳細な説明部分に記載されたり使われた意味を考慮してその意味が把握されるべきである。
本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略し、明細書の全体を通じて同一または類似の構成要素に対しては同一な参照符号を付ける。また、図面において表れた各構成のサイズ及び厚さは説明の便宜のために任意に表したので、本発明が必ず図面に開示されたものにより限定されるものではない。
図面において、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表した。そして、図面において、説明の便宜のために一部の層及び領域の厚さを誇張して表した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”または“上に”あるとする時、これは他の部分“真上に”ある場合だけでなく、その中間に更に他の部分が介されている場合も含む。
以下、図1及び図2を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置を概略的に示す断面図である。
図1に示すように、本発明の好ましい一実施形態に従う有機発光表示装置は、基板100の上面に第1電極200が備えられる。上記第1電極200はアノードであることもあり、カソードであることもある。本実施形態では、上記第1電極200はアノードである。
上記基板100は、ガラス、プラスチック、または金属ホイールなどで備えられる。金属ホイールのような導体基板を使用する場合には、その上面に絶縁膜を形成して絶縁されるようにする。本実施形態では、ガラス基板を使用することを例として説明する。
この基板100と第1電極200との間には図面に図示してはいないが、薄膜トランジスタを含む画素回路が備えられる。
上記第1電極200は、図1に図示された構造に限定されるものではない。上記第1電極は、透明導電性酸化物(TCO)により形成される。このような透明導電性酸化物は、インジウムチンオキサイド(ITO)、インジウムジンクオキサイド(IZO)、インジウムオキサイド(In2O3)などを含む。本実施形態において、上記第1電極は反射電極で形成できるが、この場合、上記第1電極は金属層の上に透明導電性酸化物が積層された構造を有することができる。
上記第1電極200と、後述する有機層300を挟んで対向する位置に第2電極400が備えられる。
上記第2電極400はカソード電極となることができる。このような第2金属は、銀(Ag)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、プラチナム(Pt)、金(Au)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、インジウム(Ir)、クロム(Cr)、リチウム(Li)、カルシウム(Ca)などの仕事関数が低い高導電性の金属の合金または積層体で形成される。本実施形態において、上記第2電極400は透明電極である。このような透明電極は、 透明導電性酸化物と金属の積層体で形成される。上記第2電極400が負極で、かつ透明電極である場合、電子的な能力向上のために第2電極400の下部に電子伝達層を形成することができる。
上記第1電極200と第2電極400との間には有機層300が介される。有機層300は、発光層、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、1つ以上を含む多重膜で形成される。前述した層のうち、発光層を除外した残りの層は、場合によって省略することもできる。有機層300が前述したあらゆる層を含む場合、正孔注入層がアノード電極である第1電極200の上に配置され、その上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が順次に積層される。また、有機層300は必要によって他の層をさらに含むことができる。
上記第2電極400の上には保護層500が形成される。上記保護層は、キャッピングレイヤ(capping layer:CPL)ともいう。上記保護層500は、水分、空気などから有機層を保護する機能をする。また、上記保護層500は、紫外線遮断物質を含むことができる。このような紫外線遮断物質には、亜鉛酸化物(ZnO)、チタニウム酸化物(TiO2)、鉄酸化物、及びマグネシウム酸化物(MgO)などがある。上記保護層500は紫外線遮断物質を含むことによって、外部から照射された紫外線が保護層500に吸収されることによって、紫外線の有機層300への照射が抑制される。即ち、保護層500の紫外線遮断機能により保護層500により保護される有機層300の寿命が向上する。
このような保護層500は、非晶質状態の有機膜または非晶質状態の無機膜で形成される。具体的に、上記保護層500は、a−NPD、NPB、TPD、m−MYDATA、Alq3、LiF、及びCuPcのうちの1つ以上、及び前述した紫外線遮断物質を原子または分子単位で蒸着して非晶質状態の無機膜で形成される。保護層500が非晶質状態で形成されることによって、保護層500は透明な状態を維持するようになる。即ち、保護層500が非晶質状態で形成されることによって、有機層300で発光した光は大きい損失無しで保護層500を通じて外部に照射されて画像として表現される。
また、保護層500が非晶質状態の有機膜または非晶質状態の無機膜で形成されることによって、保護層500に含まれた分子または原子が緻密な構造を形成する。このように、保護層500自体が緻密な構造を形成することによって、外部から有機層300に流入される可能性のある水分が基本的に遮断される。
本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置は、紫外線遮断物質を含む保護層500を含むことによって、紫外線及び水分による有機層の損傷を抑制して有機発光表示装置の寿命が向上できる。
上記保護層500と所定の空間を置いて離隔してウィンドウ部材700が配置される。ウィンドウ部材700は、ガラス及びプラスチックなどの透明な物質で形成される。そして、ウィンドウ部材700は、具体的に図示してはいないが、縁に沿って形成された封入材710を通じて基板100と互いに合着封入される。
上記保護層500と上記ウィンドウ部材700との間にビードコーティング層600が位置する。
図1に開示された実施形態では、ビードコーティング層600が上記ウィンドウ部材700と離隔して上記保護層500の上部に位置する。
上記ビードコーティング層600は透明物質で形成されたメトリックス620の内にビード粒子610が分散されている形態を有する。本発明の一例によれば、上記ビードコーティング層の厚さは10〜30μmの範囲が可能である。
上記ビードコーティング層600は、例えばビード粒子610を含む高分子シロップを保護層500の上部に塗布硬化させて形成される。また、積層可能なフィルム形態に予め製造して適用することもできる。この際、ビード粒子610を含む高分子シロップは、具体的に光硬化性ポリマー及びビード粒子610を含む。上記光硬化性ポリマーの一例としてアクリレートを使用することができる。この場合、透明物質で形成されたメトリックスはアクリル系高分子樹脂である。
上記ビード粒子610は、上記ビードコーティング層600のうち、50〜80重量%位含まれる。上記ビード粒子の含有量が50重量%未満であれば、光効率効果が僅かで、80%を超過すれば、ビードコーティング層の形成が困難である。
上記ビード粒子610の平均粒径は100nm〜5μmである。上記ビード粒子の粒径が100nm未満であれば、光効率効果が僅かで、ビード粒子の粒径が5μmを超過して大きくなれば、外部から粒子が認識される虞があるので、光効率効果にもよくない影響を及ぼす。
ビード粒子610の種類は、シリカ系粒子、ジルコニウム系粒子、及びジルコニウム酸化物(ZrOx)粒子などを含む。いずれにしても、ビード粒子610は、シリカ系粒子、ジルコニウム系粒子、及びジルコニウム酸化物粒子からなる群から選択される。
上記メトリックス620は、上記ビードコーティング層600の内の含有量が20〜50重量%であり、メトリックス620の種類には透明な材質であれば制限無しで適用可能である。ただし、コーティング層形成の容易性などを考慮して透明高分子樹脂で形成される。上記透明性高分子樹脂は、光開始剤及び架橋剤を含む未硬化透明高分子を硬化させて製造される。
以上のように、本発明の一実施形態に従う有機発光表示装置はビードコーティング層600を含むことによって、全反射による光消失を防止し、光経路差による色差を減少させて有機発光表示装置の光効率及び視認性を向上させることができる。
以下、図2を参照して本発明の他の一実施形態に従う有機発光表示装置を説明する。
図2に示すように、本発明の他の一実施形態に従う有機発光表示装置は、基板100、第1電極200、有機層300、第2電極400、保護層500、ビードコーティング層600、及びウィンドウ部材700で構成される。
前述した図1に開示された実施形態と異なり、図2に開示された実施形態では、ビードコーティング層600は、上記保護層500と離隔して上記ウィンドウ部材700の下部に位置する。
上記のような構成は、まずウィンドウ部材700の下部にビードコーティング層600を形成した後、上記ビードコーティング層600が形成されたウィンドウ部材700を基板100と対向するように合着封入させて形成される。この際、上記ビードコーティング層600は、例えばビード粒子610を含む高分子シロップをウィンドウ部材700の下部に塗布硬化させて形成される。場合によっては、積層可能なフィルム形態に予め製造して適用することもできる。
ビードコーティング層600がウィンドウ部材700の下部に形成されるという点を除外した他の構成に対しては、前述した図1に開示された実施形態で技術したことと同一である。
以上のように、本発明の他の一実施形態に従う有機発光表示装置は、ビードコーティング層600を通じて光効率及び視認性を向上させることができる。
図3a乃至図3cは、ビードコーティング層600を形成する場合の保護層500とビードコーティング層600との距離に応じた発光状態を示す写真である。即ち、図3aは保護層500とビードコーティング層600との距離が0μmの場合(図3a)、50μmの場合(図3b)、及び500μmの場合(図3c)の発光形態を示すものである。
上記の図面を見ると、保護層500とビードコーティング層600との距離が近いほど発光形態が鮮明で、保護層500とビードコーティング層600との距離が遠くなるほど発光形態が鮮明に見えないことが分かる。
このように、ウィンドウ部材700の上部にビードコーティング層600を形成する場合には、保護層500とビードコーティング層600との距離が遠くなって画面がぼやけて見えるので、本発明では保護層500とウィンドウ部材700との間、即ち、保護層500の上部またはウィンドウ部材700の下部にビードコーティング層600を形成する。
図4は、本発明に従う実施形態のように、ビードコーティング層600を導入する場合にビード粒子610により変わる光経路を示している。
本発明に従う実施形態のように、ビードコーティング層600を導入すれば、正面から見る時、正面に来る光のうち、側面に出る光も正面に上がってくることができる。また、側面から見れば、正面に行く光が折れて側面に入ってくる場合がある。このように、全ての方向に出る光が混ざっているため、角度に従う色差(WAD)が改善される効果を得ることができる。
以下、図5及び図6を参照してビードコーティング層600のうち、ビード粒子610の含有量に従う光抽出効率及び色差発生率を説明する。
図5は、ビードコーティング層600のうち、ビード粒子610の含有量に従う光抽出効率の推移を示すグラフである。
上記図5を見ると、ビードコーティング層のうち、ビード粒子の含有量が0%の場合(比較例1)、ビード粒子の含有量が20%の場合(実施形態1)、及びビード粒子の含有量が80%の場合(実施形態2)に分けて光抽出効率を表した。
図5に示すように、白(White)、赤(Red)、緑(Green)、及び青(Blue)で、光抽出効率を示す棒グラフは、上記比較例1、実施形態1、及び実施形態2の順に上がることを見ることができる。これを通じて、ビード粒子の含有量が増加するにつれて光抽出効率が増加することが分かる。
図6は、ビードコーティング層600のうち、ビード粒子610の含有量に従う色差発生率を示すグラフである。
上記図6を見ると、ビードコーティング層のうち、ビード粒子の含有量が0%の場合(ヘイズ(Haze)0%;比較例)、ビード粒子の含有量が20%の場合(ヘイズ(Haze)20%;実施形態1)、及びビード粒子の含有量が80%の場合(実施形態2;ヘイズ(Haze)80%)に分けて色差発生程度を表した。即ち、正面対比60度ずれた角度でどれ位の色差が出るかを数値に表した。
図6に示すように、ヘイズ(Haze)0%、ヘイズ(Haze)20%、及びヘイズ(Haze)80%順に色差が減ることを見ることができる。これを通じて、ビード粒子含有量が増加するにつれて色差が減ることが分かる。
上記のような結果から、有機発光表示装置に本発明の一実施形態に従うビードコーティング層を導入することによって、有機発光表示装置の光効率を上げて、色差発生を減少させて視認性を向上させることを確認することができる。
本発明を前述したことにより好ましい実施形態を通じて説明したが、本発明はこれに限定されず、次に記載する特許請求範囲の概念と範囲を逸脱しない限り、多様な修正及び変形が可能であるということを本発明が属する技術分野に従事する者であれば容易に理解することができる。
100 基板
200 第1電極
300 有機層
400 第2電極
500 保護層
600 ビードコーティング層
610 ビード粒子
620 メトリックス
700 ウィンドウ部材
710 封入材
200 第1電極
300 有機層
400 第2電極
500 保護層
600 ビードコーティング層
610 ビード粒子
620 メトリックス
700 ウィンドウ部材
710 封入材
Claims (24)
- 基板と、
前記基板の上に形成された第1電極と、
前記第1電極に対向する第2電極と、
前記第1電極と第2電極との間に介された発光層を含む有機層と、
前記第2電極の上に形成された保護層と、
前記保護層と離隔して、前記基板と対向するように設置されたウィンドウ部材と、
前記保護層と前記ウィンドウ部材との間に位置するビードコーティング層と、
を含むことを特徴とする、有機発光表示装置。 - 前記ビードコーティング層は、前記ウィンドウ部材と離隔して前記保護層の上部に位置することを特徴とする、請求項1に記載の有機発光表示装置。
- 前記ビードコーティング層は、前記保護層と離隔して前記ウィンドウ部材の下部に位置することを特徴とする、請求項1に記載の有機発光表示装置。
- 前記ウィンドウ部材はガラスで形成されることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光表示装置。
- 前記ウィンドウ部材は、封入材により前記基板と合着封入されたことを特徴とする、請求項1に記載の有機発光表示装置。
- 前記ビードコーティング層は、有機物で形成されたメトリックスの内にビード粒子が分散されていることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光表示装置。
- 前記ビードコーティング層でビード粒子は50〜80重量%であ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。
- 前記ビードコーティング層でメトリックスは20〜70重量%であ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。
- 前記ビードコーティング層の厚さは10〜30μmであることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光表示装置。
- 前記ビード粒子のサイズは平均粒径が100nm〜5μmであ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。
- 前記ビード粒子は、シリカ系粒子、ジルコニウム系粒子、及びジルコニウム酸化物粒子からなる群から選択されたことを特徴とする、請求項6に記載の有機発光表示装置。
- 基板の上に第1電極を形成するステップと、
前記第1電極の上に発光層を含む有機層を形成するステップと、
前記有機層の上に第2電極を形成するステップと、
前記第2電極の上に保護層を形成するステップと、
前記保護層の上部にビードコーティング層を形成するステップと、
前記基板と対向するようにウィンドウ部材を形成するステップと、
を含むことを特徴とする、有機発光表示装置の製造方法。 - 基板の上に第1電極を形成するステップと、
前記第1電極の上に発光層を含む有機層を形成するステップと、
前記有機層の上に第2電極を形成するステップと、
前記第2電極の上に保護層を形成するステップと、
ウィンドウ部材の下部にビードコーティング層を形成するステップと、
前記基板と対向するようにウィンドウ部材を合着封入させるステップと、
を含むことを特徴とする、有機発光表示装置の製造方法。 - 前記ウィンドウ部材はガラスで形成されたことを特徴とする、請求項12に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記ウィンドウ部材は縁に沿って形成された封入材を通じて基板と互いに合着封入させて形成することを特徴とする、請求項12に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記ビードコーティング層は有機物で形成されたメトリックスの内にビード粒子が分散されていることを特徴とする、請求項12に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記ビードコーティング層でビード粒子は50〜80重量%であることを特徴とする、請求項16に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記ビードコーティング層でメトリックスは20〜50重量%であることを特徴とする、請求項16に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記ビードコーティング層の厚さは10〜30μmで形成することを特徴とする、請求項12に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記ビードコーティング層はビード粒子を含む高分子シロップを塗布硬化させて形成することを特徴とする、請求項12に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記ビード粒子を含む高分子シロップは光硬化性ポリマー及びビード粒子を含むことを特徴とする、請求項20に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記光硬化性ポリマーはアクリル系高分子樹脂であることを特徴とする、請求項21に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記ビード粒子のサイズは平均粒径が100nm〜5μmであることを特徴とする、請求項20に記載の有機発光表示装置の製造方法。
- 前記ビード粒子は、シリカ系粒子、ジルコニウム系粒子、及びジルコニウム酸化物からなる群から選択された粒子であることを特徴とする、請求項20に記載の有機発光表示装置の製造方法。
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