KR101994816B1

KR101994816B1 - 투명 유기발광소자

Info

Publication number: KR101994816B1
Application number: KR1020120128685A
Authority: KR
Inventors: 백승한; 유영준; 김수필
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2019-07-01
Anticipated expiration: 2032-11-14
Also published as: KR20140062258A

Abstract

본 발명은 유기발광소자에 관한 것으로, 특히 화상을 구현하는 동시에 반대편의 사물 및 이미지가 보여지는 투명 유기발광소자에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 화상이 구현되는 빛의 투과방향의 반대측에 빛을 선택적으로 반사시키고 투과시킬 수 있는 광변환필름을 더욱 구비함으로써, 투명OLED가 스위치 오프(off)상태일 때 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되도록 하고, 스위치 온(on)상태일 때는 화상이 구현되는 반대측으로 나가게 되어 소멸되는 빛을 반사시키는 것이다.
이를 통해, 화상의 휘도를 향상시킬 수 있어, 고품위의 표시품질을 제공할 수 있다.

Description

투명 유기발광소자{Transparent organic light emitting diodes}

본 발명은 유기발광소자에 관한 것으로, 특히 화상을 구현하는 동시에 반대편의 사물 및 이미지가 보여지는 투명 유기발광소자에 관한 것이다.

최근까지, CRT(cathode ray tube)가 표시장치로서 주로 사용되었다. 그러나, 최근에 CRT를 대신할 수 있는, 플라즈마표시장치(plasma display panel : PDP), 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 유기발광소자(organic light emitting diodes : OLED)와 같은 평판표시장치가 널리 연구되며 사용되고 있는 추세이다.

위와 같은 평판표시장치 중에서, 유기발광소자(이하, OLED라 함)는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.

그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.

특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.

이러한 OLED는 유기전계발광 다이오드를 통해 발광하는 자발광소자로서, 유기전계발광 다이오드는 유기발광현상을 통해 발광하게 된다.

도 1은 일반적인 유기발광현상에 의한 발광원리를 갖는 유기전계발광 다이오드의 밴드다이어그램이다.

도시한 바와 같이, 유기전계발광 다이오드(10)는 애노드 및 캐소드전극(21, 25)과 이들 사이에 위치하는 정공수송막(hole transport layer : HTL)(33)과 전자수송막(electron transport layer : ETL)(35) 그리고 정공수송막(33)과 전자수송막(35) 사이로 개재된 발광막(emission material layer : EML)(40)으로 이루어진다.

그리고, 발광 효율을 향상시키기 위하여 애노드전극(21)과 정공수송막(33) 사이로 정공주입막(hole injection layer : HIL)(37)이 개재되며, 캐소드전극(25)과 전자수송막(35) 사이로 전자주입막(electron injection layer : EIL)(39)이 개재된다.

이러한 유기전계발광 다이오드(10)는 애노드전극(21)과 캐소드전극(25)에 각각 양(+)과 음(-)의 전압이 인가되면 애노드전극(21)의 정공과 캐소드전극(25)의 전자가 발광막(40)으로 수송되어 엑시톤을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이될 때 빛이 발생되어 발광막(40)에 의해 가시광선의 형태로 방출된다.

한편, 전술한 바와 같은 구조를 갖는 유기전계발광 다이오드(10)를 포함하는 OLED는, 도 2에 도시한 바와 같이 특성상 사용자가 OLED를 투과해 반대편에 위치한 사물 또는 이미지를 볼 수 있는 투명 표시장치로도 사용 가능한데, 구체적으로 스위치 오프(off) 상태일 때는 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되고, 스위치 온(on) 상태일 때는 OLED로부터 구현된 화상이 보이도록 하는 것이다.

이러한 투명 OLED는 공간활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며, 다양한 응용분야를 가질 수 있다.

최근 이러한 투명 OLED는 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지를 보다 선명하게 구별하는 동시에 OLED로부터 구현되는 화상을 고휘도로 보다 선명하게 구현하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 투명 OLED로부터 구현되는 화상의 휘도를 향상시키고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.

이를 통해, 투명 OLED의 표시품질 및 신뢰성을 향상시키고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 각각 투명영역과 화상을 표시하는 표시영역을 포함하는 다수의 서브화소영역 별로 제 1 구동 박막트랜지스터가 형성된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상의 상기 다수의 서브화소영역 내에 형성된 제 1 유기전계 발광다이오드와; 상기 제 1 기판과 이격되어 합착되는 제 2 기판과; 상기 제 1 유기전계 발광다이오드로부터 빛이 방출되는 방향에 위치하며, 선택적으로 빛을 투과하거나 반사시키는 광변환필름(conversion film)을 포함하는 투명 유기발광소자를 제공한다.

이때, 상기 광변환필름은 상기 제 1 기판의 배면에 형성되는 상부 투명전극과 상기 제 1 기판과 격벽을 사이에 두고 이격되어 내측면에 하부 투명전극이 형성된 투명필름으로 이루어지며, 상기 제 1 기판과 상기 투명필름의 상기 격벽에 의해 둘러싸이는 영역에는 용매와 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 백색입자들이 분산된 전자잉크층이 구비되며, 상기 제 1 기판의 하부에는 다수의 서브화소영역 별로 제 2 구동 박막트랜지스터가 형성된 제 3 기판과, 상기 제 3 기판 상의 상기 다수의 서브화소영역 내에 형성된 제 2 유기전계 발광다이오드가 구비되며, 상기 광변환필름은 상기 제 1 기판의 배면에 형성되는 상부 투명전극과 상기 제 3 기판의 외면에 형성되는 하부 투명전극과, 상기 제 1 기판과 상기 제 3 기판의 격벽에 의해 둘러싸이는 영역에는 용매와 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 백색입자들이 분산된 전자잉크층이 구비된다.

그리고, 상기 광변환필름은 상기 표시영역을 통해 화상을 구현하는 과정에서는, 상기 제 1 및 제 2 유기전계발광 다이오드로부터 빛이 방출되는 방향의 반대측 방향으로 방출되는 빛을 반사시키며, 상기 하부 투명전극은 상기 각 서브화소영역의 상기 투명영역과 상기 표시영역 별로 분리되어 형성되는 액티브(active) 타입이며, 상기 하부 투명전극은 상기 투명영역과 상기 표시영역의 중앙부에 각 상기 투명영역과 상기 표시영역의 면적대비 작은 면적을 갖도록 형성되거나, 또는 바(bar) 형태를 가지고 일정간격 이격하여 형성된다.

또한, 상기 하부 투명전극은 배선형태로서 일정간격 이격하여 형성되며, 가로방향과 세로방향을 각각 선택하여 교차된 상기 각 서브화소영역들을 행렬단위로 빛을 반사시키거나 투과시키는 패시브(passive) 타입이며, 상기 하부 투명전극은 상기 투명영역과 상기 표시영역의 중앙부에 각 상기 투명영역과 상기 표시영역의 면적대비 작은 면적을 갖도록 형성되거나, 또는 바(bar) 형태를 가지고 일정간격 이격하여 형성되며, 상기 백색입자는 티타늄옥사이드(TiO2)를 포함하는 반사율이 우수한 금속입자이다.

또한, 상기 격벽은 상기 투명영역과 상기 표시영역의 경계에 대응하여 형성되며, 상기 하부 투명전극은 바(bar) 형상의 가로방향과 세로방향의 투명전극이 서로 직교하여 형성되거나, 바(bar) 형상의 가로방향과 세로방향의 투명전극이 다이아몬드형상을 이루도록 형성되거나, 투명전극이 아일랜드 형상으로 형성된다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 투명OLED의 화상이 구현되는 빛의 투과방향의 반대측에 빛을 선택적으로 반사시키고 투과시킬 수 있는 광변환필름을 더욱 구비함으로써, 투명OLED가 스위치 오프(off)상태일 때 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되도록 하고, 스위치 온(on)상태일 때는 화상이 구현되는 반대측으로 나가게 되어 소멸되는 빛을 반사시킴으로써, 휘도의 손실(loss)없이 화상을 구현하도록 함으로써, 화상의 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이를 통해, 고품위의 표시품질을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 유기발광현상에 의한 발광원리를 갖는 유기전계발광 다이오드의 밴드다이어그램.
도 2는 투명OLED를 나타낸 사진.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 투명 OLED의 화소배열을 개략적으로 도시한 평면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 단면도.
도 6a ~ 6b는 본 발명의 실시예에 따른 광변환필름의 서로 다른 전기영동 상태를 나타낸 개략도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 투명 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 단면도.
도 8a ~ 8b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 하부필름 상에 형성되는 하부 투명전극의 다양한 모습을 개략적으로 도시한 평면도.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 양방향 투명 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 투명 OLED의 화소배열을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투명OLED(100)는 제 1 방향으로 연장하여 다수의 게이트배선(GL)이 형성되어 있으며, 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 연장하여 게이트배선(GL)과 더불어 다수의 서브화소영역(SP1, SP2, SP3)을 정의하는 데이터배선(DL)이 형성되어 있으며, 데이터배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(미도시)이 형성되어 있다.

본 발명의 다수의 서브화소영역(SP1, SP2, SP3)이 하나의 화소영역(P)을 이루는데, 특히, 본 발명의 투명 OLED(100)는 각 서브화소영역(SP1, SP2, SP3)이 화상을 구현하는 표시영역(B1, B2, B3)과 투명영역(T)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 투명OLED는 스위치 오프(off)상태일 때 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되고, 스위치 온(on)상태일 때는 표시영역(B1, B2, B3)을 통해 화상을 구현하게 된다.

그리고, 복수의 서브화소영역(SP1, SP2, SP3)의 표시영역(B1, B2, B3)들 마다 게이트배선(GL)과 데이터배선(DL)이 교차하는 부분에 이들 두 배선과 연결되는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성되는데, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(미도시) 및 스토리지 캐패시터(미도시)와 연결되며, 구동 박막트랜지스터(미도시)는 전원배선(미도시) 및 유기전계발광 다이오드(미도시) 사이에 연결된다.

여기서, 표시영역(B1, B2, B3)들은 제1 서브화소영역(SP1)의 제 1 표시영역(B1), 제2 서브화소영역(SP2)의 제 2 표시영역(B2) 및 제3 서브화소영역(SP3)의 제 3 표시영역(B3)을 포함할 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 화소영역(P)이 2개 또는 4개 이상의 서브화소영역들(SP1, SP2, SP3)을 포함할 수도 있다.

제1 서브화소영역(SP1)의 제 1 표시영역(B1)에 형성된 유기전계발광 다이오드는 적색(R) 계열의 빛을 방출하고, 제2 서브화소영역(SP2)의 제 2 표시영역(B2)에 형성된 유기전계발광 다이오드는 녹색(G) 계열의 빛을 방출하며, 제3 서브화소영역(SP3)의 제 3 표시영역(B3)에 형성된 유기전계발광 다이오드는 청색(B) 계열의 빛을 방출한다.

이러한 제 1 내지 제 3 서브화소영역(SP1, SP2, SP3)의 표시영역(B1, B2, B3)중 일부는 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 즉, 모든 표시영역(B1, B2, B3)이 동일한 면적을 가질 수도 있으며, 모든 표시영역(B1, B2, B3)이 각각 서로 다른 면적을 가질 수도 있고, 표시영역(B1, B2, B3) 중 일부만 동일한 면적을 가질 수도 있다.

이때, 본 발명의 투명 OLED(100)는 화상이 구현되는 빛의 투과방향의 반대측에 광변환필름(conversion film : 200, 도 2 참조)을 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.

광변환필름(200, 도 2 참조)은 복수의 표시영역(B1, B2, B3)을 통해 화상을 구현하는 과정에서, 빛을 반사시켜 휘도의 손실(loss)없이 화상을 구현하도록 함으로써, 화상의 휘도를 더욱 향상시키는 역할을 한다.

이를 통해, 본 발명의 투명 OLED(100)는 고휘도의 화상을 구현할 수 있다.

이러한 본 발명의 특징적인 구성은 단면 구조를 통해 더욱 잘 표현될 수 있으므로, 이하 본 발명의 실시예에 따른 투명OLED(100)의 단면 구성을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.

한편, 투명 OLED(100)는 발광된 빛의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 이하 본 발명에서는 상부 발광방식을 일예로 설명하도록 하겠다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 OLED(100)는 서브화소영역(SP)이 표시영역(B)과 투명영역(T)으로 나뉘어 정의되며, 표시영역(B)에는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계발광 다이오드(E)가 형성된다.

이때, 표시영역(B)의 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 형성되는 기판(101)과, 기판(101)과 마주하는 인캡슐레이션을 위한 인캡기판(102)은 서로 이격되어 이의 가장자리부를 실패턴(seal pattern : 미도시)을 통해 봉지되어 합착된다.

이때, 기판(101)과 인캡기판(102)은 모두 투명한 재질로 이루어진다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 서브화소영역(SP)의 기판(101) 상에는 표시영역(B)과 투명영역(T)으로 나뉘어 정의되는데, 이때, 표시영역(B) 상에는 반도체층(103)이 형성되는데, 반도체층(103)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(103b) 그리고 액티브영역(103b) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(103a, 103c)으로 구성된다.

이러한 반도체층(103) 상부로는 게이트절연막(105)이 형성되어 있으며, 게이트절연막(105) 상부로는 반도체층(103)의 액티브영역(103b)에 대응하여 게이트전극(107)과 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트배선(도 3의 GL)이 형성되어 있다.

그리고, 게이트전극(107)과 게이트배선(도 3의 GL)의 상부 전면에 제 1 층간절연막(109a)이 형성되어 있으며, 이때 제 1 층간절연막(109a)과 그 하부의 게이트절연막(105)은 액티브영역(103b) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(103a, 103c)을 각각 노출시키는 제 1및 2 반도체층 콘택홀(111a, 111b)을 구비한다.

다음으로, 제 1및 2 반도체층 콘택홀(111a, 111b)을 포함하는 제 1 층간절연막(109a) 상부로는 서로 이격하며 제 1 및 2 반도체층 콘택홀(111a, 111b)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(103a, 103c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인전극(113, 115)이 형성되어 있다.

그리고, 소스 및 드레인전극(113, 115)과 두 전극(113, 115) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(109a) 상부로 드레인전극(115)을 노출시키는 드레인콘택홀(117)을 갖는 제 2 층간절연막(109b)이 형성되어 있다.

이때, 게이트절연막(105)과 제 1 및 제 2 층간절연막(109a, 109b)은 빛을 투과시킬 수 있는 투명한 재질로 이루어진다.

여기서, 소스 및 드레인전극(113, 115)과 이들 전극(113, 115)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(103a, 103c)을 포함하는 반도체층(103)과 반도체층(103) 상부에 형성된 게이트절연막(105) 및 게이트전극(107)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다.

이때 도면에 나타나지 않았지만, 게이트배선(도 3의 GL)과 교차하여 서브화소영역(SP)을 정의하는 데이터배선(미도시)이 형성되어 있다. 그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된다.

그리고, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)는 도면에서는 반도체층(103)이 폴리실리콘 반도체층으로 이루어진 탑 게이트(top gate) 타입을 예로서 보이고 있으며, 이의 변형예로서 순수 및 불순물의 비정질질실리콘으로 이루어진 보텀 케이트(bottom gate) 타입으로 형성될 수도 있다.

또한, 제 2 층간절연막(109b) 상부에는 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하는 제 1 전극(121)과 유기발광층(123) 그리고 제 2 전극(125)이 순차적으로 형성되어 있다.

제 1 전극(121)은 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(115)과 연결된다.

이러한 제 1 전극(121)은 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B) 별로 형성되는데, 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B)의 가장자리에는 뱅크(bank : 119)가 위치한다.

그리고 제 1 전극(121)의 상부에 유기발광층(123)이 형성되어 있다.

여기서, 유기발광층(123)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transport layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transport layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.

이러한 유기발광층(123)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B) 마다 적(R), 녹(G), 청(B)색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다.

그리고, 유기발광층(123)의 상부로는 제 2 전극(125)이 형성되어 있다.

제 1 전극(121)과 제 2 전극(125)은 각각 캐소드(cathode) 전극과 애노드(anode) 전극의 역할을 하고 있다.

이러한 유기전계발광 다이오드(E)의 유기발광층(123)에서 발광된 빛은 제 2 전극(125)을 향해 방출되는 상부 발광방식으로 구동된다.

따라서 발광된 빛은 제 2 전극(125)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, 투명 OLED(100)의 서브화소영역(SP)의 표시영역(B)은 임의의 화상을 구현하게 된다.

이때, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 OLED(100)는 화상이 구현되는 빛의 투과방향의 반대측 즉, 기판(101)의 배면으로 광변환필름(conversion film : 200)을 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.

광변환필름(200)은 상, 하부투명필름(201, 202)이 서로 이격되어 이의 가장자리부를 실패턴(미도시)을 통해 봉지되어 합착되어 있으며, 실패턴(미도시)으로 둘러싸인 영역에는 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 백색입자(210)들이 분산된 전자층이 구비된다.

여기서, 전자층은 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 백색입자(210)가 용매에 분산된 형태를 갖는 잉크형으로 이루어지거나, 또는 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 백색입자(210)가 공기나 불활성기체 내에 분산된 형태를 갖는 건식 방식의 토너형으로 이루어질 수 있다. 특히, 백색입자(210)는 우수한 반사특성을 갖는 티타늄옥사이드(TiO2)와 같은 물질로 이루어지도록 함으로써, 화상이 구현되는 반대측으로 빠져나가 손실되는 빛이 모두 반사되도록 함으로써, 휘도의 손실(loss)없이 화상이 구현되도록 할 수 있다.

이때, 광변환필름(200)은 상, 하부투명필름(201, 202) 각각의 내측면에 상, 하부 투명전극(205, 207)이 형성되어 있는데, 상, 하부 투명전극(205, 207)은 각각 투명한 전도성 물질, 통상적으로 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)나 또는 기타 투명한 전도성 고분자 물질로 이루어질 수 있으며 바람직하게는 수천 Å정도의 두께를 가진다.

이러한 광변환필름(200)은 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B)과 투명영역(T)의 경계에 대응하여 격벽(203)이 형성되는데, 격벽(203)을 통해 하부투명필름(202)의 내측면에 형성된 하부 투명전극(207)은 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B)과 투명영역(T) 별로 분리되어 형성된다.

그리고, 상부 투명전극(205)은 상부투명필름(201)의 내측면에 대응하여 전면에 형성된다.

여기서, 하부 투명전극(207)은 각 투명영역(T)과 표시영역(B) 내의 중앙부에 각 투명영역(T)과 표시영역(B)의 면적대비 작은 면적을 갖도록 형성되거나, 또는 바(bar) 형태를 가지고 일정간격 이격하여 다수 형성된다.

이러한 광변환필름(200)은 백색입자(120)가 각 투명영역(T)과 표시영역(B) 별로 상, 하부 투명전극(205, 207)에 의해 움직임이 조절됨으로써, 광변환필름(200)은 각 투명영역(T)과 표시영역(B) 별로 백색입자(120)의 움직임을 통해 빛을 반사시키거나 투과시키는 광셔터의 역할을 하게 된다. 이와 같은 광변환필름(200)은 투명 OLED(100)가 스위치 오프(off) 상태일 때에는 모든 영역이 투과모드로 동작하여 투명OLED(100)의 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되도록 하며, 투명OLED(100)가 표시영역(B)을 통해 화상을 구현할 때에는 화상을 구현하는 화소에 대응하는 광변환필름(200)이 반사모드로 동작하여, 화상이 구현되는 반대측으로 나가 소멸되는 빛을 반사시키게 된다.

광변환필름(200)에 의해 반사된 빛은 화상이 구현되는 측으로 반사됨에 따라, 화상의 휘도가 향상되게 된다.

이를 통해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 OLED(100)는 고휘도의 화상을 구현할 수 있다.

여기서, 간단히 광변환필름(200)의 구동에 대해 살펴보면, 화상을 구현하는 표시영역(B)을 포함하는 화소(도 3의 P)에 대응하는 상부 투명전극(205)으로 백색입자(210)의 극성과 반대의 극성을 갖는 전압을 인가하고, 하부 투명전극(207)으로 백색입자(210)의 극성과 반대되는 극성을 갖는 전압을 인가하게 되면, 백색입자(210)는 상부 투명전극(205)의 표면으로 이동하여 넓게 퍼진형태를 이루게 됨으로서, 백색입자(210)는 빛 반사막을 이루게 된다.

즉, 표시영역(B)은 반사모드로 동작하게 된다.

이를 통해, 화상을 구현하는 과정에서 광변환필름(200)을 향해 즉, 화상이 구현되는 반대측으로 발산되는 빛을 반사시켜, 휘도의 손실(loss)없이 화상을 구현하도록 함으로써, 화상의 휘도를 더욱 향상시키게 된다.

이때, 투명영역(T)의 하부 투명전극(207)으로는 표시영역(B)의 상부 투명전극(205)으로 인가한 전압과는 동일한 극성을 가지나, 보다 큰 전압을 인가하도록 한다.

따라서, 투명영역(T)의 백색입자(210)들은 하부 투명전극(207)의 주변으로 모여들게 되고, 이를 통해 빛은 하부 투명전극(207)이 이격한 사이영역을 통해 투과되게 된다.그리고, 반대로 표시영역(B)과 투명영역(T)을 모두 투과모드로 동작시키기 위해서는 상부 투명전극(205)으로 백색입자(210)의 극성과 동일한 극성의 전압을 인가하고, 하부 투명전극(207)으로 백색입자(210)의 극성과 반대의 극성을 갖는 전압을 인가하게 되면, 백색입자(210)는 하부 투명전극(207)의 주변으로 모여들게 되고, 이를 통해 빛은 하부 투명전극(207)이 이격한 사이영역을 통해 투과되게 된다.

따라서 이러한 동작에 의해 광변환필름(200)은 빛을 선택적으로 반사시키고 투과시키는 동작을 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 OLED(100)는 다수의 서브화소영역(SP)이 표시영역(B)과 투명영역(T)으로 나뉘어 정의되며, 표시영역(B)에는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계발광 다이오드가 형성된다.

여기서, 구동 박막트랜지스터(DTr)는 소스 및 드레인영역(103a, 103c)을 포함하는 반도체층(103)과 반도체층(103) 상부에 형성된 게이트절연막(105) 및 게이트전극(107) 그리고 소스 및 드레인전극(113, 115)으로 이루어진다.

유기전계발광 다이오드(E)는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(115)과 연결되는 제 1 전극(121)과 유기발광층(123) 그리고 제 2 전극(125)으로 이루어지며, 제 1 전극(121)은 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B) 별로 형성되는데, 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B)의 가장자리에는 뱅크(bank : 119)가 위치한다.

이러한 투명 OLED(100)는 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극(121)과 제 2 전극(125)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(121)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(125)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(123)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 표시영역(B)에서는 가시광선의 형태로 방출된다.

이때, 본 발명의 투명 OLED(100)는 화상이 구현되는 빛의 투과방향의 반대측 즉, 기판(101)의 배면으로 광변환필름(conversion film : 200)을 더욱 구비한다.

여기서, 광변환필름(200)은 기판(101)의 배면에 형성되는 상부 투명전극(205)과 기판(101)과 서로 이격되어 이의 가장자리부를 실패턴(미도시)을 통해 봉지되어 합착되며, 하부 투명전극(207)이 형성된 하부투명필름(202)으로 이루어진다.

여기서, 기판(101)과 하부투명필름(202)의 실패턴(미도시)으로 둘러싸인 영역에는 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 백색입자(210)들이 분산된 전자층이 구비된다.

여기서, 전자층은 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 백색입자(210)가 용매에 분산된 형태를 갖는 잉크형으로 이루어지거나, 또는 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 백색입자(210)가 공기나 불활성기체 내에 분산된 형태를 갖는 건식 방식의 토너형으로 이루어질 수 있다.

특히, 백색입자(210)는 우수한 반사특성을 갖는 티타늄옥사이드(TiO2)와 같은 물질로 이루어지도록 함으로써, 화상이 구현되는 반대측으로 빠져나가 손실되는 빛이 모두 반사되도록 함으로써, 휘도의 손실(loss)없이 화상이 구현되도록 할 수 있다.

그리고, 상, 하부 투명전극(205, 207)은 각각 투명한 전도성 물질, 통상적으로 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)나 또는 기타 투명한 전도성 고분자 물질로 이루어질 수 있으며 바람직하게는 수천 Å정도의 두께를 가진다.

그리고, 상부 투명전극(205)은 제 1 기판(101)의 배면에 대응하여 전면에 형성된다.

이러한 광변환필름(200)은 백색입자(120)가 각 투명영역(T)과 표시영역(B) 별로 상, 하부 투명전극(205, 207)에 의해 움직임이 조절됨으로써, 광변환필름(200)은 각 투명영역(T)과 표시영역(B) 별로 백색입자(120)의 움직임을 통해 빛을 반사시키거나 투과시키는 광셔터의 역할을 하게 된다.

이와 같은 광변환필름(200)은 투명 OLED(100)가 스위치 오프(off) 상태일 때에는 모든 영역이 투과모드로 동작하여 투명OLED(100)의 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되도록 하며, 투명OLED(100)가 표시영역(B)을 통해 화상을 구현할 때에는 화상을 구현하는 화소(도 3의 P)에 대응하는 광변환필름(200)이 반사모드로 동작하여, 화상이 구현되는 반대측으로 나가게 되어 소멸되는 빛을 반사시키게 된다.

이를 통해, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 OLED(100)는 고휘도의 화상을 구현할 수 있다.

여기서, 간단히 광변환필름(200)의 구동에 대해 살펴보면, 화상을 구현하는 표시영역(B)을 포함하는 화소(도 3의 P)에 대응하는 상부 투명전극(205)으로 백색입자(210)의 극성과 반대의 극성을 갖는 전압을 인가하고, 하부 투명전극(207)으로 백색입자(210)의 극성과 동일한 극성을 갖는 전압을 인가하게 되면, 백색입자(210)는 상부 투명전극(205)의 표면으로 이동하여 넓게 퍼진형태를 이룸으로서, 백색입자(210)는 빛 반사막을 이루게 된다.

즉, 표시영역(B)은 반사모드로 동작하게 된다.

그리고, 반대로 상부 투명전극(205)으로 백색입자(210)의 극성과 동일한 극성의 전압을 인가하고, 하부 투명전극(207)에 백색입자(210)의 극성과 반대의 극성을 갖는 전압을 인가하게 되면, 백색입자(210)는 하부 투명전극(207)의 주변으로 모여들게 되고, 이를 통해 빛은 하부 투명전극(207)이 이격한 사이영역을 통해 투과되게 된다.

이에 대해, 도 6a ~ 6b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 6a ~ 6b는 본 발명의 실시예에 따른 광변환필름의 서로 다른 전기영동 상태를 나타낸 개략도이다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 투명OLED의 스위치가 온(on)되면, 광변환필름(200)의 표시영역(B)에 대응하는 상부 투명전극(205)이 -V, 하부 투명전극(207)이 +V로 대전되어 있고, 그 결과 양(+)전하를 띤 백색입자(210)는 상부 투명전극(205) 방향으로 집중되어, 상부 투명전극(205)의 표면으로 이동하여 넓게 퍼진형태를 이루게 된다.

따라서, 표시영역(B)을 통해 화상을 구현하는 과정에서, 유기전계발광 다이오드(E)의 유기발광층(123)으로부터 발광된 빛이 제 2 전극(125)을 향해 방출되어, 화상이 구현되는 빛의 투과방향과 반대측 방향으로 투과되는 빛은 상부 투명전극(205)의 표면으로 넓게 퍼져 형성된 백색입자(210)의 반사막에 의해 화상이 구현되는 빛의 투과방향으로 반사되어, 화상이 구현되는 빛의 투과방향으로 출사하게 된다.

이를 통해, 화상은 보다 높은 고휘도를 갖게 된다.

이때, 투명영역(T)의 하부 투명전극(207)으로는 표시영역(B)의 상부 투명전극(205)과 동일한 극성을 갖는 -V를 인가하나, 이때, 투명영역(T)의 하부 투명전극(207)으로는 -V에 비해 큰 전압을 인가하도록 한다.

즉, 상부 투명전극(205)으로 접지전원 즉, -0를 인가하고, 투명영역(T)의 하부 투명전극(207)으로는 -5의 전압을 인가하는 것이다.

따라서, 투명영역(T)의 백색입자(210)들은 하부 투명전극(207)의 주변으로 모여들게 되고, 이를 통해 빛은 하부 투명전극(207)이 이격한 사이영역을 통해 투과되게 된다.

반면, 도 6b는 이와 반대되는 경우로서 투명OLED(100)의 스위치가 오프(off)되면, 광변환필름(200)의 표시영역(B)에 대응하는 상부 투명전극(205)이 +V, 하부 투명전극(207)이 -V로 대전되었을 경우에 양(+)전하를 띤 백색입자(210)는 하부 투명전극(207) 방향으로 끌려 치우쳐, 하부 투명전극(207) 상에 백색입자(210)가 집중된다.

그 결과, 하부 투명전극(207)이 형성되지 않는 영역을 통해 빛이 투과되어, 투명OLED(100)의 표시영역(B)과 투명영역(T)은 모두 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과된다.

여기서, 지금까지의 설명에서는 본 발명의 투명OLED(100)가 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B)과 투명영역(T) 별로 백색입자(210)를 조절하는 액티브(active) 타입을 일예로 하였으나, 다수의 서브화소영역(SP)을 포함하는 화소(P) 별로 백색입자(210)를 조절할 수도 있으며, 투명OLED(100) 전체에 대해 배선형태로서 일정간격 이격하여 하부 투명전극(207)을 형성하여 가로방향과 세로방향을 각각 선택하여 교차된 서브화소영역(SP)들을 행렬단위로 선택하고 이에 전압을 인가하는 패시브(passive) 타입으로 구현할 수도 있다.

여기서, 패시브 타입은 각 표시영역(B) 별로 백색입자(210)의 움직임을 콘트롤 할 순 없지만, 투명OLED(100) 단위 별로 빛이 투과되거나 반사되도록 할 수 있다.

이때, 패시브 타입은 격벽(203)이 화소(도 3의 P) 별로 형성되며, 이러한 패시브 타입은 각 서브화소영역(SP)의 투명영역(T)과 표시영역(B) 별로 백색입자(210)를 조절하는 액티브 타입 비하여 구조가 단순화되고, 전력이 절감되는 등의 장점이 있다.

도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 패시브 타입의 광변환필름을 포함하는 투명 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 투명 OLED(100)는 각각 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계발광 다이오드(E)가 형성된 다수의 화소가 정의되어 있다.

각 화소의 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 형성되는 기판(101)과, 기판(101)과 마주하는 인캡슐레이션을 위한 인캡기판(102)은 서로 이격되어 이의 가장자리부를 실패턴(seal pattern : 미도시)을 통해 봉지되어 합착된다.

여기서, 구동 박막트랜지스터(DTr)는 소스 및 드레인영역(도 5의 103a, 103c)을 포함하는 반도체층(도 5의 103)과 반도체층(도 5의 103) 상부에 형성된 게이트절연막(도 5의 105) 및 게이트전극(도 5의 107) 그리고 소스 및 드레인전극(도 5의 113, 115)으로 이루어진다.

유기전계발광 다이오드(E)는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(도 5의 115)과 연결되는 제 1 전극(121)과 유기발광층(123) 그리고 제 2 전극(125)으로 이루어지며, 제 1 전극(121)은 각 화소(P)의 표시영역(B) 별로 형성된다.

이때, 각 화소(P)에는 도면에 도시하지는 않았지만, 다수의 서브화소영역(SP)을 포함하며, 각 서브화소영역(SP)은 표시영역(도 5의 B)과 투명영역(도 5의 T)으로 나뉘어 정의된다.

그리고, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 투명 OLED(100)는 화상이 구현되는 빛의 투과방향의 반대측 즉, 기판(101)의 배면으로 광변환필름(conversion film : 200)을 더욱 구비한다.

이러한 광변환필름(200)은 화상을 구현하는 화상구동영역을 크게 구역 별로 나누어 정의할 수 있는데, 이를 위해 각 구역의 경계에 대응해서는 격벽(203)이 형성된다.

따라서, 백색입자(210)는 각 구역 별로 움직임이 조절되게 된다.

이때, 하부 투명전극(207)은 각 구역 내의 중앙부에 각 구역의 면적대비 작은 면적을 갖도록 형성되거나, 또는 바(bar) 형태를 가지며 일정간격 이격하여 다수 형성된다.

이러한 구성을 갖는 광변환필름(200)은 화상구동영역의 각 구역 별로 백색입자(230)를 조절할 수 있는 패시브 타입을 이루게 되는 것이다.

즉, 패시브 타입 투명 OLED(100)는 화상구동영역 전체적으로 빛을 투과하거나 반사되도록 백색입자(210)를 이동시킬 수 있으므로 이 또한 광셔터의 역할을 할 수 있다.
도 8a ~ 8b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광변환필름이 패시브 타입으로 구현될 경우, 하부필름 상에 형성되는 하부 투명전극의 다양한 모습을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광변환필름(도 6의 200)이 패시브 타입으로 이루어질 경우, 하부투명필름(202) 상에 형성되는 하부 투명전극(207)은 바(bar) 형상의 가로방향과 세로방향의 투명전극이 서로 직교하여 형성되거나, 바(bar) 형상의 가로방향과 세로방향의 투명전극이 다이아몬드형상을 이루도록 형성되거나, 도 8b에 도시한 바와 같이 투명전극을 아일랜드 형상으로 형성할 수도 있다.

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도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 양방향 투명 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 양방향 투명 OLED(100)는 제 1 투명OLED(100a)와 제 2 투명OLED(100b)가 광변환필름(200)을 사이에 위치한다.

따라서, 이러한 본 발명의 양방향 투명OLED(100)는 스위치 오프(off)상태일 때 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되고, 스위치 온(on)상태일 때는 표시영역(B)을 통해 양방향으로 화상을 구현하게 된다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 각 제 1 및 제 2 투명 OLED(100a, 100b)는 각각 다수의 서브화소영역(SP)이 표시영역(B)과 투명영역(T)으로 나뉘어 정의되며, 표시영역(B)에는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계발광 다이오드(E)가 형성된다.

이때, 표시영역(B)의 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 형성되는 제 1 및 제 2 기판(101a, 101b)과, 제 1 및 제 2 기판(101a, 101b)과 각각 마주하는 인캡슐레이션을 위한 제 1 및 제 2 인캡기판(102a, 102b)은 서로 이격되어 이의 가장자리부를 실패턴(seal pattern : 미도시)을 통해 봉지되어 합착된다.

이때, 제 1 및 제 2 기판(101a, 101b)과 제 1 및 제 2 인캡기판(102a, 102b)은 모두 투명한 재질로 이루어진다.

유기전계발광 다이오드(E)는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(도 5의 115)과 연결되는 제 1 전극(121)과 유기발광층(123) 그리고 제 2 전극(125)으로 이루어지며, 제 1 전극(121)은 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B) 별로 형성되는데, 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B)의 가장자리에는 뱅크(119)가 위치한다.

따라서 발광된 빛은 제 2 전극(125)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, 각 투명 OLED(100a, 100b)는 서브화소영역(SP)의 표시영역(B)을 통해 임의의 화상을 구현하게 된다.

이때, 본 발명의 양방향 투명 OLED(100)는 제 1 및 제 2 투명 OLED(100a, 100b) 사이에 광변환필름(conversion film : 200)을 더욱 구비한다.

실질적으로 광변환필름(200)은 상, 하부 투명전극(205, 207)과, 상, 하부 투명전극(205, 207) 사이에 개재되는 전자잉크층으로 이루어진다.

즉, 광변환필름(200)은 제 1 투명 OLED(100a)의 제 1 기판(101a)의 배면에 형성되는 상부 투명전극(205)과 제 2 투명OLED(100b)의 제 2 기판(102b)의 외면에 형성되는 하부 투명전극(207), 그리고 제 1 투명OLED(100a)의 제 1 기판(101a)과 제 2 투명 OLED(100b)의 제 2 기판(102b)이 서로 이격되어 이의 가장자리부가 실패턴(미도시)을 통해 봉지되어 합착되어 이루어진다.

여기서, 제 1 투명OLED(100a)의 제 1 기판(101a)과 제 2 투명 OLED(100b)의 제 2 기판(102b)의 실패턴(미도시)으로 둘러싸인 영역에는 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 백색입자(210)들이 분산된 전자층이 구비된다.

그리고 상, 하부 투명전극(205, 207)은 각각 투명한 전도성 물질, 통상적으로 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)나 또는 기타 투명한 전도성 고분자 물질로 이루어질 수 있으며 바람직하게는 수천 Å정도의 두께를 가진다.

이러한 광변환필름(200)은 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B)과 투명영역(T)의 경계에 대응하여 격벽(203)이 형성되는데, 격벽(203)을 통해 하부 투명전극(207)은 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B)과 투명영역(T) 별로 분리되어 형성된다.

그리고, 상부 투명전극(205)은 제 1 투명 OLED(100a)의 제 1 기판(101a)의 배면에 대응하여 전면에 형성된다.

따라서, 백색입자(210)는 각 투명영역(T)과 표시영역(B) 별로 상, 하부 투명전극(205, 207)에 의해 움직임이 조절됨으로써, 광변환필름(200)은 각 투명영역(T)과 표시영역(B) 별로 백색입자(210)의 움직임을 조절할 수 있는 광셔터의 역할을 하게 된다.

이와 같은 광변환필름(200)은 양방향 투명 OLED(100)가 스위치 오프(off) 상태일 때에는 모든 영역이 투과모드로 동작하여 양방향 투명OLED(100)의 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되도록 하며, 양방향 투명OLED(100)를 통해 화상을 구현할 때에는 표시영역(B)에 대응하는 영역이 반사모드로 동작하여, 제 1 투명 OLED(100a)와 제 2 투명 OLED(100b)로부터 각각 화상이 구현되는 반대측으로 나가게 되어 소멸되는 빛을 반사시켜, 제 1 및 제 2 투명 OLED(100a, 100b)의 표시영역(B)에서 구현하는 화상의 휘도를 향상시키는 역할을 하게 된다.

이를 통해, 본 발명의 양방향 투명 OLED(100)는 양방향으로 고휘도의 화상을 구현할 수 있다.

여기서, 간단히 광변환필름(200)의 구동에 대해 살펴보면, 상부 투명전극(205)으로 백색입자(210)의 극성과 반대의 극성을 갖는 전압을 인가하고, 하부 투명전극(207)으로 백색입자(210)의 극성과 동일한 극성을 갖는 전압을 인가하게 되면, 백색입자(210)는 상부 투명전극(205)의 표면으로 이동하여 넓게 퍼진형태를 이룸으로서, 백색입자(210)는 빛 반사막을 이루게 된다.

즉, 표시영역(B)은 반사모드로 동작하게 된다. 이를 통해, 제 1 및 제 2 투명 OLED(100a, 100b)의 각 표시영역(B)에서 화상을 구현하는 과정에서 광변환필름(200)을 향해 즉, 서로의 화상이 구현하는 반대측으로 발산되는 빛을 반사시켜, 휘도의 손실(loss)없이 화상을 구현하도록 함으로써, 화상의 휘도를 더욱 향상시키게 된다.

따라서 이러한 동작에 의해 광변환필름(200)은 빛을 선택적으로 반사시키고 투과시키는 동작을 수행함으로써, 양방향 투명OLED(100)는 스위치 오프(off)상태일 때 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되고, 스위치 온(on)상태일 때는 표시영역(B)을 통해 양방향으로 화상을 구현하게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 투명OLED는 화상이 구현되는 빛의 투과방향의 반대측에 빛을 선택적으로 반사시키고 투과시킬 수 있는 광변환필름을 더욱 구비함으로써, 투명OLED가 스위치 오프(off)상태일 때 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되도록 하고, 스위치 온(on)상태일 때는 화상이 구현되는 반대측으로 나가게 되어 소멸되는 빛을 반사시켜, 휘도의 손실(loss)없이 화상을 구현하도록 함으로써, 화상의 휘도를 향상시킬 수 있다.

이를 통해, 고품위의 표시품질을 제공할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

101 : 기판, 102 : 인캡기판
103 : 반도체층(103a, 103c: 소스 및 드레인영역, 103b : 액티브영역)
105 : 게이트절연막, 107 : 게이트전극, 109a, 109b : 제 1 및 제 2 층간절연막
111a, 111b : 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀
113 : 소스전극, 115 : 드레인전극, 117 : 드레인콘택홀
119 : 뱅크
E : 유기전계발광 다이오드(121 : 제 1 전극, 123 : 유기발광층, 125 : 제 2 전극)
200 : 광변환필름(202 : 하부투명필름, 203 : 격벽, 205, 207 : 상,하부 투명전극, 210 : 백색입자)
DTr : 구동 박막트랜지스터, SP : 서브화소영역
T : 투명영역, P : 화소영역

Claims

각각 투명영역과 화상을 표시하는 표시영역을 포함하는 다수의 서브화소영역 별로 제 1 구동 박막트랜지스터가 형성된 제 1 기판과;
상기 제 1 기판 상의 상기 다수의 서브화소영역 내에 형성된 제 1 유기전계 발광다이오드와;
상기 제 1 기판과 이격되어 합착되는 제 2 기판과;
상기 제 1 유기전계 발광다이오드로부터 빛이 방출되는 제 1 방향에 위치하며, 선택적으로 빛을 투과하거나 반사시키는 광변환필름(conversion film)
을 포함하며,
상기 광변환필름은 상기 투명영역에 대응하여 외부로부터 인가되는 빛을 투과시키는 동시에, 상기 표시영역에서는 선택적으로 상기 빛을 투과시키거나 상기 제 1 방향의 반대측인 제 2 방향으로 반사시키는 투명 유기발광소자.
제 1 항에 있어서,
상기 광변환필름은 상기 제 1 기판의 배면에 형성되는 상부 투명전극과 상기 제 1 기판과 격벽을 사이에 두고 이격되어 내측면에 하부 투명전극이 형성된 투명필름으로 이루어지며, 상기 제 1 기판과 상기 투명필름의 상기 격벽에 의해 둘러싸이는 영역에는 용매와 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 백색입자들이 분산된 전자잉크층이 구비되는 투명 유기발광소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판의 하부에는 다수의 서브화소영역 별로 제 2 구동 박막트랜지스터가 형성된 제 3 기판과, 상기 제 3 기판 상의 상기 다수의 서브화소영역 내에 형성된 제 2 유기전계 발광다이오드가 구비되며, 상기 광변환필름은 상기 제 1 기판의 배면에 형성되는 상부 투명전극과 상기 제 3 기판의 외면에 형성되는 하부 투명전극과, 상기 제 1 기판과 상기 제 3 기판의 격벽에 의해 둘러싸이는 영역에는 용매와 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 백색입자들이 분산된 전자잉크층이 구비되는 투명 유기발광소자.
제 3 항에 있어서,
상기 광변환필름은 상기 표시영역을 통해 화상을 구현하는 과정에서는, 상기 제 1 및 제 2 유기전계발광 다이오드로부터 빛이 방출되는 방향의 반대측 방향으로 방출되는 빛을 반사시키는 투명 유기발광소자.
제 2 항 및 제 3 항 중 선택된 한 항에 있어서,
상기 광변환필름은 상기 하부 투명전극이 상기 각 서브화소영역의 상기 투명영역과 상기 표시영역 별로 분리되어 형성되는 액티브(active) 타입이며,
상기 하부 투명전극은 상기 투명영역과 상기 표시영역의 중앙부에 각 상기 투명영역과 상기 표시영역의 면적대비 작은 면적을 갖도록 형성되거나, 또는 바(bar) 형태를 가지고 일정간격 이격하여 형성되는 투명 유기발광소자.
제 2 항 및 제 3 항 중 선택된 한 항에 있어서,
상기 광변환필름은 가로방향과 세로방향을 각각 선택하여 교차된 상기 각 서브화소영역들을 행렬단위로 빛을 반사시키거나 투과시키는 패시브(passive) 타입이며,
상기 하부 투명전극은 배선형태로서 일정간격 이격하여 형성되며, 상기 하부 투명전극은 상기 투명영역과 상기 표시영역의 중앙부에 각 상기 투명영역과 상기 표시영역의 면적대비 작은 면적을 갖도록 형성되거나, 또는 바(bar) 형태를 가지고 일정간격 이격하여 형성되는 투명 유기발광소자.
제 2 항 및 제 3 항 중 선택된 한 항에 있어서,
상기 백색입자는 티타늄옥사이드(TiO2)를 포함하는 반사율이 우수한 금속입자인 투명 유기발광소자.
제 5 항에 있어서,
상기 격벽은 상기 투명영역과 상기 표시영역의 경계에 대응하여 형성되는 투명 유기발광소자.
제 6 항에 있어서,
상기 하부 투명전극은 바(bar) 형상의 가로방향과 세로방향의 투명전극이 서로 직교하여 형성되거나, 바(bar) 형상의 가로방향과 세로방향의 투명전극이 다이아몬드형상을 이루도록 형성되거나, 투명전극이 아일랜드 형상으로 형성되는 투명 유기발광소자.
제 2 항 및 제 3 항 중 선택된 한 항에 있어서,
상기 표시영역은 상기 상부 투명전극으로 상기 백색입자에 하전된 전하와 반대극성을 갖는 제 1 전압이 인가되며, 상기 하부 투명전극으로는 상기 백색입자에 하전된 전하와 동일극성을 갖는 제 2 전압이 인가되어, 상기 제 1 유기전계 발광다이오드로부터 방출되는 상기 빛을 상기 제 2 방향으로 반사시키며, 상기 투명영역은 상기 하부 투명전극으로 상기 제 1 전압과 동일한 극성을 가지며, 상기 제 1 전압 보다 큰 제 3 전압이 인가되는 투명 유기발광소자.
제 10 항에 있어서,
상기 표시영역은 상기 제 1 유기전계 발광다이오드로부터 방출되는 상기 빛을 상기 제 2 방향으로만 방출시키는 투명 유기발광소자.
제 2 항 및 제 3 항 중 선택된 한 항에 있어서,
상기 표시영역은 상기 상부 투명전극으로 상기 백색입자에 하전된 전하와 동일극성을 갖는 제 4 전압이 인가되며, 상기 하부 투명전극으로는 상기 백색입자에 하전된 전하와 반대극성을 갖는 제 5 전압이 인가되어, 상기 빛을 투과시키는 투명 유기발광소자.
제 12 항에 있어서,
상기 표시영역은 상기 빛을 상기 제 1 방향과 상기 제 2 방향으로 모두 방출시키는 투명 유기발광소자.