KR20150129551A - 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 따른 외부광에 대한 반사율이 저감된 디스플레이 장치가 제공된다. 블랙매트릭스에 의해 정의되는 블랙매트릭스 영역에 컬러필터 중첩부가 형성되고, 컬러필터 중첩부는 블루 컬러필터, 레드 컬러필터, 그린 컬러필터 순으로 중첩 형성되어 혼색을 방지하면서 외부광에 대한 반사를 저감할 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 이의 제조 방법 {DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬림하면서 외부광에 대한 반사율을 낮게 하여 시인성을 높일 수 있는 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

근래 평판 디스플레이 장치로 LCD(Liquid crystal display; 액정 표시 장치)와 OLED(Organic light-emitting diode display; 유기 발광 다이오드 디스플레이)와 같은 디스플레이 장치들이 각광 받고 있다. 특히, 유기 발광 다이오드가 포함된 디스플레이 장치들은 별도의 광원이 필요없어 소비전력이 우수하고 더 선명한 화질을 구현할 수 있는 장점을 갖고 있다.

유기 발광 다이오드를 사용한 디스플레이 장치는 기판에 트랜지스터 및 유기 발광층을 형성하여 구현되는데, 유기 발광 소자로 화이트(white) 유기 발광 소자를 사용하는 경우 상판에 컬러 필터를 구비하여 색상을 표현 하게 된다.

이와 같이 화이트 유기 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 색상을 표현하기 위하여 컬러필터를 사용하여 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue)의 3 서브 픽셀의 구조로 형성 되거나, 3 서브 픽셀 구조에 화이트 서브 픽셀(white sub pixel)을 추가하여 4 서브 픽셀 구조도 형성될 수 있다.

레드, 그린, 블루의 3색의 서브 픽셀에 화이트 서브픽셀을 더하여 색상을 구현하는 경우 화이트 색상을 내기 위해 모든 서브 픽셀을 다 구동하지 않아도 되므로 디스플레이 장치의 소비전력을 저감하는데 유리하다.

또한, 일반적으로 디스플레이 장치의 외부광 반사율을 낮추어 외부 시인성을 향상시키기 위하여 편광판을 부착하게 된다.

그러나 편광판은 두께가 두껍고 잘 휘어지지 않는 특성이 있으므로 디스플레이 장치의 두께 및 제조비용을 증가시키는 문제가 있는 동시에 플렉서블 디스플레이를 구현하기 여러운 문제점이 있다.

[관련기술문헌]

1. 콜레스테릭 액정 컬러필터 및 그의 제조 방법 (특허출원번호 제 10-2001-0028401호)

화이트 유기발광 소자를 사용하는 디스플레이 장치에 있어서, 제1 기판측에 컬러필터 및 블랙매트릭스가 형성되고, 제2 기판측에 유기 발광 소자가 형성되며, 제1 기판 및 제2 기판의 합착으로 디스플레이 장치가 구현된다.

상세하게는, 제2 기판측에 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)를 형성하고 트랜지스터 상에 화소전극, 유기발광층 및 공통전극을 형성하며, 유기발광층은 공통전극과 화소전극을 통해 주입되는 정공과 전자에 의하여 발광을 한다.

한편, 제1 기판측에는 컬러필터층을 형성하여 유기 발광층으로부터 발광되는 빛을 컬러필터층에 투과시킴으로써 색상을 표현하게 된다.

이와 같은 디스플레이 장치는 외부광에 대한 반사율을 낮추어 시인성을 향상하고자 제1 기판의 외측면에 편광판을 부착하게 된다.

편광찬은 외부광에 대한 빛 반사를 1차 저감시키고 투과된 외부광이 내부 소자등에 의해 반사되는 빛을 2차로 저감시키는 효과가 있다.

그러나, 편광판을 사용하게 되는 경우 그 제조 단가가 높고 편광판의 잘 휘어지지 않는 특성으로 인하여 플렉서블하고 박형화된 디스플레이 장치를 구현하는데 문제가 있다.

이에 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 유기발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에 있어서 외부광에 대한 반사율을 저감할 수 있고 디스플레이 장치의 두께를 감소시키고 플렉서블한 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 개선된 디스플레이 장치 및 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1 기판상에 레드 컬러필터, 그린 컬러필터, 블루 컬러필터로 정의되는 컬러필터층을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.

블랙매트릭스는 컬러필터층 상에 형성되고, 블랙매트릭스와 대응하는 블랙매트릭스 영역의 컬러필터층은 레드 컬러필터, 그린 컬러필터, 블루 컬러필터가 중첩되는 컬러필터 중첩부를 포함한다.

컬러 필터 중첩부는 블루 컬러필터, 레드 컬러필터, 그린 컬러필터의 각각의 빛에 대한 반사율과 관련하여, 블루 컬러필터가 가장 반사율이 낮으며, 레드 컬러필터, 그린 컬러필터의 순으로 반사율이 증가한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 컬러 필터 중첩부는 제1 기판으로부터 반사율이 낮은 블루 컬러필터로부터, 레드 컬러필터, 그린 컬러필터의 순으로 중첩된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 컬러 필터 중첩부의 두께는 4~6 ㎛의 두께로 중첩된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 컬러필터층과 블랙매트릭스 사이를 충진하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 기판과 대향하는 복수의 발광 소자를 포함하는 제2 기판을 포함하고, 복수의 발광 소자는 유기 발광 소자인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 블랙매트릭스와 발광 소자로 정의되는 서브픽셀을 포함하고, 서브픽셀은 화이트 서브 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1 기판의 컬러필터 중첩부는 제1 기판으로 입사되는 외부광에 대한 반사율을 저감시키고 제2 기판에서 발광되는 빛에 대한 혼색을 방지하는 역할을 한다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예에 따라 레드 및 그린 컬러필터가 차지하는 영역보다 블루 컬러필터가 차지하는 영역을 증가시킴으로써 디스플레이 장치의 외부광에 대한 반사율이 저감될 수 있다. 또한, 블랙매트릭스 영역에 컬러필터 중첩부를 구비함으로써 외부광에 대한 반사율을 낮추고 디스플레이 장치의 혼색을 방지하는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터 중첩부를 포함하는 외부광에 대한 반사율이 저감된 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러필터 중첩부를 포함하는 RGB구조의 디스플레이 장치에 대한 개략적인 단면도이다.
도 3a 내지 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 개략적인 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.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에'등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 화이트 서브픽셀부의 외부광에 대한 반사율을 저감하기 위한 컬러필터 세그먼트 및 블랙매트릭스의 구조에 대해 설명한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터 중첩부를 포함하는 외부광에 대한 반사율이 저감된 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면 제1 기판(110)상에 컬러필터층(120)을 포함하는 디스플레이 장치(100)가 제공된다.

제2 기판(160)상에 TFT(170)가 형성되고, TFT(170)상에 절연층(180)과 뱅크(220) 및 화소전극(190)이 형성된다.

제2 기판(160)은 유리, 플라스틱, 및 금속 중 어느 하나를 포함할 수 있으며. 산소와 수분의 침투를 방지하는 보호층을 포함 할 수 있다.

화소전극(190)상에 유기발광층(200)이 형성되고 유기발광층(200)상에 공통전극(210)이 형성된다. 화소전극(190)은 디스플레이 장치(100)가 탑에미션(Top emission)방식인 경우 유기발광층(200)으로부터 생성되는 빛의 반사판 역할을 수행 할 수 있다.

유기발광층(200)은 공통전극(210)과 화소전극(190)을 통해 주입된 정공(hole)과 전자(electron)에 의해 발광을 한다.

도 1에는 유기발광층(200)이 생략되어 간략히 도시되어 있으나 유기발광층(200)의 발광 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어질 수가 있으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다.

제1 기판(110)에 컬러필터층(120)이 형성되며 제2 기판상의 유기발광층(200)으로부터 발광되는 빛이 컬러필터층(120)에 투과되어 디스플레이 장치(100)는 색상을 표현하게 된다.

도 1을 참조하면 디스플레이 장치(100)은 W, R, G, B 영역으로 구분되는 서브 픽셀을 구비한다.

컬러필터층(120)은 블루 컬러필터(121), 레드 컬러필터(122), 그린 컬러필터(123) 및 컬러필터 중첩부(130)를 포함한다.

컬러필터층(120) 상에 오버코트층(140)이 형성되고 오버코트층(140) 상에 블랙매트릭스(150)가 형성된다.

제1 기판(110)의 외부로부터 입사되는 외부광에 대한 반사율을 저감시키기 위하여 블랙매트릭스(150)에 의해 정의되는 블랙매트릭스영역(151)의 컬러필터층(120)은 컬러필터 중첩부(130)를 포함한다.

컬러필터 중첩부(130)는 컬러필터층(120)을 형성하는 과정에서 형성 가능하며 이는 추후 상세히 설명하도록 한다.

제1 기판(110)의 외부로부터 입사되는 광은 컬러필터층(120)을 투과하게 되고 제2 기판(160)상에 형성된 요소등에 의해 반사되어 제1 기판(110)의 외부로 나가게 된다.

특히, 블랙매트릭스영역(151)은 제1 기판(110)의 외부로부터 입사된 광에 대하여 다른 영역보다 반사율이 높기에 블랙매트릭스영역(151)의 외부광에 대한 반사율을 낮추기 위하여 블랙매트릭스 영영(151)에 컬러필터 중첩부(130)를 형성한다.

외부로부터 입사된 외부광은 제1 기판(110)을 투과하고 컬러필터 중첩부(130)를 투과하면서 광량이 감소되고 블랙매트릭스(150)에 반사된 빛은 다시 컬러필터 중첩부(130)를 투과하면서 감소 된다.

컬러필터 중첩부(130)는 제1 기판(110)으로부터 반사율이 낮은 순서로 적층하여 외부광의 반사율을 감소 시키도록 한다.

한편, 제2 기판(160)의 유기발광층(200)에서 발광되는 빛은 컬러필터층(120)을 투과하여 외부로 발산되는데, 컬러필터 중첩부(130)는 주변 서브 픽셀간의 간섭을 감소 시키어 디스플레이 장치(100)의 혼색을 저감 시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러필터 중첩부를 포함하는 RGB구조의 디스플레이 장치에 대한 개략적인 단면도이다.

도 2를 참조하면 제1 기판(110)에 R, G, B영역 및 컬러필터 중첩부(151)를 포함하여 컬러필터층(120)이 형성된다.

컬러필터층(120)상에 오버코트층(140) 및 블랙매트릭스(150)가 형성되며 블랙매트릭스(150)에 의해 정의되는 블랙매트릭스영역(151)에 대응하는 컬러필터층(120)에 컬러필터 중첩부(130)가 형성된다.

도 2를 참조하면 디스플레이 장치(100)는 RGB 3 서브 픽셀 구조의 디스플레이 장치로 제2 기판(160)에 TFT(170), 화소전극(190), 유기발광층(200), 뱅크(220) 및 공통전극(210)을 포함한다.

도 3a 내지 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 개략적인 단면도이다.

도 3a에 도시되어 있는 각각의 구성을 형성하는 과정은 생략하여 도시하였으나, 도 3a를 참조하면 제2 기판(160)상에 TFT(170), 절연층(180), 화소전극(190), 뱅크(220), 유기발광층(200) 및 공통전극(210)을 단계적으로 형성한다.

도 3b, 도c 및 도d를 참조하면 제2 기판(160)과 마주보는 제1 기판(110) 상에 블루 컬러필터(121), 레드 컬러필터(122) 및 그린 컬러필터(123)를 순차적으로 형성하여 컬러필터층(120)을 형성 하는데 컬러필터 중첩부(130)는 별도의 공정없이 컬러필터층(120)을 형성하는 각 단계에서 형성 될 수 있다.

컬러필터층(120)을 형성하는 방법으로는 제1 기판상에 블루 컬러필터(121), 레드 컬러필터(121) 또는 그린 컬러필터(123)를 도포한 뒤 마스크(미도시)를 이용하여 드라이 에칭(Dry etching)등의 식각하는 방법으로 설계자가 지정한 위치에 형성하도록 할 수 있다.

상세하게는, 제1 기판(110)상에 블루 컬러필터(121)를 도포한 뒤 마크스를 사용한 드라이 에칭 공정을 통해 불필요한 부분을 없앰으로서 블루 컬러필터(121)를 형성한다.

블루 컬러필터(121)을 형성할 때 컬러필터 중첩부(130)를 포함하여 블루 컬러필터(121)를 형성하도록 한다.

이어서, 레드 컬러필터(122)를 동일한 방법으로 형성하는데 컬러필터 중첩부(130)에 형성된 블루 컬러필터(121)상에 중첩하여 레드 컬러필터(122)를 형성하도록 한다.

이어서, 그린 컬러필터(123)를 동일한 방법으로 형성한다.

그린 컬러필터(123)을 형성할 때 컬러필터 중첩부(130)에 중첩하여 형성된 블루 컬러필터(121) 및 레드 컬러필터(122)상에 중첩하여 그린 컬러필터(123)을 형성한다.

도 3e를 참조하면, 컬러필터층(120)상에 오버코트층(140)을 형성하고 블랙매트릭스(150)를 형성한다. 이때, 블랙매트릭스(150)는 컬러필터 중첩부(130)와 일치하도록 형성한다.

오버코트층(140)은 평탄하도록 형성하기 위하여 스핀코팅 등의 방법으로 형성 할 수 있으며 생략 가능하다.

도 3f를 참조하면 합착공정등에 대한 세부내용은 생략하여 도시하였으나, 제1 기판(110)과 제2 기판(160)은 합착공정을 통해 디스플레이 장치(100)를 완성한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 디스플레이 장치 110 제1 기판
120 컬러필터층 121 블루 컬러필터
122 레드 컬러필터 123 그린 컬러필터
130 컬러필터 중첩부 140 오버코트층
150 블랙매트릭스 151 블랙매트릭스영역
160 제2 기판 170 TFT
180 절연층 190 화소전극
200 유기발광층 210 공통전극
220 뱅크

Claims (13)

1. 제1 기판상에 형성된, 적어도 레드 컬러필터, 그린 컬러필터, 블루 컬러필터를 포함하는 컬러필터층;
   상기 컬러필터층상에 형성된 블랙매트릭스;
   상기 블랙매트릭스와 대응하는 블랙매트릭스 영역은 상기 레드 컬러필터, 상기 그린 컬러필터, 상기 블루 컬러필터가 중첩 형성되는 컬러 필터 중첩부를 포함하고,
   상기 컬러 필터 중첩부의 외부광에 대한 반사율은 다른 컬러필터 보다 낮은 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 컬러필터 중첩부는 상기 제1 기판에서부터 상기 블루 컬러필터, 상기 레드 컬러필터, 및 상기 그린 컬러필터가 반사율이 높아지는 순으로 중첩된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 컬러필터 중첩부는 상기 제1 기판에서부터 상기 블루 컬러필터, 상기 레드 컬러필터, 상기 그린 컬러필터 순으로 중첩된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 컬러필터 중첩부의 두께는 4~6 ㎛ 인것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 컬러필터층과 상기 블랙매트릭스 사이를 충진하는 오버코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 기판에 대향하는 복수의 발광소자를 포함하는 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 발광소자는 화이트 발광소자인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
8. 제6 항에 있어서,
   상기 블랙 매트릭스와 상기 발광소자로 정의되는 복수의 서브픽셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 복수의 서브픽셀은 화이트 서브픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
10. 제1 기판상에 블루 컬러필터를 블랙매트릭스 영역을 포함하여 형성하는 단계;
    상기 제1 기판상에 레드 컬러필터를 블랙매트릭스 영역을 포함하여 형성하는 단계;
    상기 제1 기판상에 그린 컬러필터를 블랙매트릭스 영역을 포함하여 형성하는 단계;
    상기 제1 기판상에 오버코트층을 형성하는 단계;
    상기 오버코트층 상에 블랙매트릭스를 형성하는 단계;
    제2 기판상에 트렌지스터 및 유기 발광 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치 제조방법.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 블루 컬러필터, 레드 컬러필터, 및 그린 컬러필터를 형성하는 단계는 마스크를 이용하는 식각공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치 제조방법
12. 제11 항에 있어서,
    상기 식각공정은 드라이 에칭 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치 제조방법.
13. 제10 항에 있어서,
    상기 오버코트층을 형성하는 단계는 스핀코딩 공정으로 상기 오버코트 층을 평탄하게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치 제조방법.

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