KR20230017968A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20230017968A
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김웅식
홍종범
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변진수
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 표시기판; 상기 표시기판 상에 배치되며, 광을 방출하는 복수의 표시요소; 상기 표시기판에 대향하여 상기 복수의 표시요소 상부에 배치된 밀봉기판; 상기 밀봉기판의 하면에 배치되며, 제1굴절률을 가진 제1절연층 및 상기 제1굴절률 보다 큰 제2굴절률을 가진 제2절연층을 포함하는 굴절층; 및 상기 굴절층의 하면에 배치되는 차광층;을 포함하며, 상기 제1절연층 및 상기 차광층은 상기 복수의 표시요소 사이의 비발광영역에 대응하여 배치되고, 상기 제2절연층은 상기 복수의 표시요소 각각의 발광영역에 대응하여 배치되며, 상기 제2절연층의 상면의 폭은 하면의 폭보다 작은, 표시 장치를 제공한다.

Description

표시 장치{Display Apparatus}
본 발명의 실시예들은 표시 장치에 관한 것이다.
근래에 표시 장치는 그 용도가 다양해지고 있다. 또한, 표시 장치의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워 그 사용의 범위가 광범위해지고 있는 추세이며, 표시 장치가 다양한 분야에 활용됨에 따라 고품질의 이미지를 제공하는 표시 장치의 수요가 증가하고 있다.
본 발명의 실시예들은 광효율 및 시인성이 향상되어 고품질의 이미지를 제공할 수 있는 표시 장치를 제공한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예는, 표시기판; 상기 표시기판 상에 배치되며, 광을 방출하는 복수의 표시요소; 상기 표시기판에 대향하여 상기 복수의 표시요소 상부에 배치된 밀봉기판; 상기 밀봉기판의 하면에 배치되며, 제1굴절률을 가진 제1절연층 및 상기 제1굴절률 보다 큰 제2굴절률을 가진 제2절연층을 포함하는 굴절층; 및 상기 굴절층의 하면에 배치되는 차광층;을 포함하며, 상기 제1절연층 및 상기 차광층은 상기 복수의 표시요소 사이의 비발광영역에 대응하여 배치되고, 상기 제2절연층은 상기 복수의 표시요소 각각의 발광영역에 대응하여 배치되며, 상기 제2절연층의 상면의 폭은 하면의 폭보다 작은, 표시 장치를 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 제2절연층의 측면이 상기 밀봉기판의 하면에 대해서 기울어진 각도는 50 내지 60 도일 수 있다.
일부 실시예에서, 제1굴절률은 1.45 내지 1.55이고, 제2굴절률은 1.55 내지 1.7일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2절연층은 컬러필터로 구비될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2절연층은 가시광선 대역 중 제1파장 영역 및 제2파장 영역을 선택적으로 흡수하는 반사 조정층으로 구비될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1파장 영역은 480 nm 내지 505 nm 이고, 상기 제2파장 영역은 585 nm 내지 605 nm일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 차광층은 상기 발광영역에 대응하는 개구를 구비하며, 상기 차광층의 개구는 상기 제2절연층의 상면의 폭보다 클 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 차광층의 두께는 상기 제1절연층의 두께보다 작을 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 밀봉기판과 상기 제1절연층 사이에 배치된 상부-차광층;을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 상부-차광층은 상기 발광영역에 대응한 제1개구를 구비하고, 상기 차광층은 상기 발광영역에 대응한 제2개구를 구비하며, 상기 제1개구의 폭은 상기 제2개구의 폭보다클 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 표시기판; 상기 표시기판 상에 배치되며, 서로 다른 광을 방출하는 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소; 상기 표시기판에 대향하여 상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소의 상부에 배치된 밀봉기판; 상기 밀봉기판 하부에 배치되며, 상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소의 각 발광영역에 대응한 개구를 구비한 차광층; 및 상기 밀봉기판과 상기 차광층 사이에 배치되며, 제1굴절률을 가진 제1절연층 및 상기 제1굴절률 보다 큰 제2굴절률을 가진 제2절연층을 포함하는 굴절층;을 포함하며, 상기 제2절연층은 상기 복수의 표시요소 각각의 발광영역에 대응하여 배치되며, 상기 제2절연층의 상면의 폭은 하면의 폭보다 작은, 표시 장치을 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 제2절연층의 측면이 상기 밀봉기판의 하면에 대해서 기울어진 각도는 50 내지 60 도일 수 있다.
일부 실시예에서, 제1굴절률은 1.45 내지 1.55이고, 제2굴절률은 1.55 내지 1.7일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2절연층은 서로 다른 색상을 내는 제1컬러필터, 제2컬러필터, 및 제3컬러필터를 구비하며, 상기 제1컬러필터, 제2컬러필터, 및 제3컬러필터는 각각 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소에 대응되어 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2절연층은 가시광선 대역 중 제1파장 영역 및 제2파장 영역을 선택적으로 흡수하는 반사 조정층으로 구비될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1파장 영역은 480 nm 내지 505 nm 이고, 상기 제2파장 영역은 585 nm 내지 605 nm일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2절연층은 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소에 동일하게 구비될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2절연층은 상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소와 상기 차광층 사이까지 연장되어 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 차광층의 개구는 상기 제2절연층의 상면의 폭보다 클 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 밀봉기판과 상기 제1절연층 사이에 배치된 상부-차광층;을 더 포함할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예들은 밀봉기판의 하면에 굴절층과 차광층을 구비하고 있어, 광 추출 효율과 시인성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 I-I'를 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 어느 하나의 화소에 구비된 표시요소 및 그에 연결된 화소회로를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b는 도 3의 A 영역에 포함될 수 있는 일 실시예의 일부 구성을 확대한 평면도로,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도로, 도 5a의 II-II'에 따른 단면에 해당한다.
도 7은 제2절연층이 반사 조정층으로 구비된 경우의 광투과율 특성을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
이하의 실시예에서 x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 I-I'를 따른 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 표시영역(DA) 및 주변영역(PA)을 포함할 수 있다. 주변영역(PA)은 표시영역(DA)의 외곽에 표시영역(DA)을 둘러싸도록 배치된다. 주변영역(PA)은 표시영역(DA)에 인가할 전기적 신호를 전달하는 다양한 배선들 및 구동회로부가 위치할 수 있다. 표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소들에서 방출되는 광을 이용하여 소정의 영상을 제공할 수 있다.
표시 장치(1)는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display), 무기 발광 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display 또는 무기EL 표시 장치), 또는 양자점 발광 표시 장치(Quantum dot Light Emitting Display)와 같은 표시 장치일 수 있다. 이하에서는 유기 발광 표시 장치를 예로 하여 설명하겠다. 표시 장치(1)는 휴대폰(mobile phone), 노트북, 스마트 워치와 같은 다양한 종류의 전자 기기로 구현될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 표시 장치(1)는 제3방향(z방향)으로 차례로 적층된 표시기판(100) 및 표시기판(100)을 밀봉하는 밀봉기판(300)을 포함할 수 있다.
표시기판(100)은 글래스재를 포함하거나 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시기판(100)은 SiO2를 주성분으로 하는 글래스재를 포함하거나, 강화 플라스틱과 같은 수지를 포함할 수 있다.
표시기판(100) 상에는 화소층(PXL)이 배치될 수 있다. 화소층(PXL)은 화소마다 배치되는 표시요소들을 포함하는 표시요소층(DPL)과 화소마다 배치되는 화소회로와 절연층들을 포함하는 화소회로층(PCL)을 포함할 수 있다. 표시요소층(DPL)은 화소회로층(PCL)의 상부 층에 배치되고, 화소회로와 표시요소 사이에 복수의 절연층들이 배치될 수 있다. 화소회로층(PCL)의 일부 배선들 및 절연층들은 주변영역(PA)까지 연장될 수 있다.
밀봉기판(300)은 표시기판(100)에 대향하여 배치되며, 밀봉부재(400)에 의해서 표시기판(100)과 접합될 수 있다. 밀봉기판(300)과 밀봉부재(400)는 표시요소들을 포함하는 화소층(PXL)을 외부의 수분, 공기 등으로부터 차단하는 역할을 할 수 있다. 밀봉기판(200)은 글래스재를 포함하거나 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 밀봉기판(200)은 SiO2를 주성분으로 하는 글래스재를 포함하거나, 강화 플라스틱과 같은 수지를 포함할 수 있다. 밀봉부재(400)는 주변영역(PA)에서 표시영역(DA)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 밀봉부재(400)는 실런트 또는 프릿(frit)으로 구비되어 열 및/또는 레이저에 의해서 경화되면서 표시기판(100)과 밀봉기판(300)을 접합시킬 수 있다.
밀봉기판(300)의 하면, 즉, 표시기판(100)과 마주하는 면에는 광학층(500)이 배치될 수 있다. 광학층(500)은 외부에서 표시 장치(10)를 향해 입사하는 빛(외부광)의 반사율을 감소시키고, 표시요소들에서 방출된 빛의 출광 효율을 향상시키기 위한 구성을 포함할 수 있다.
광학층(500)은 블랙매트릭스를 포함하는 차광층(510)과 굴절층(530)으로 구비될 수 있다. 차광층(510)은 가시광선 영역의 대부분의 광을 차단할 수 있으며, 굴절층(530)은 광 추출 효율을 높이기 위해 굴절률이 서로 다른 부재들을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 표시 장치는 광학층(500)을 도입함에 따라, 편광필름을 사용하지 않을 수 있다. 이에 따라, 휘도가 증가하거나 전력소비가 줄어들 수 있다.
충전부재(600)는 표시기판(100)과 밀봉기판(300) 사이에는 충전부재(600)가 배치될 수 있다. 충전부재(600)는 화소층(PXL)과 밀봉기판(300) 사이에 배치될 수 있다. 충전부재(600)는 외부로부터 가해질 수 있는 충격에 대하여 화소층(PXL)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 충전부재(600)는 투명한 절연물질로 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 충전부재(600)는 유기 실런트인 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 또는 무기 실런트인 실리콘 등으로 이루어질 수 있다. 우레탄계 수지로서는, 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 아크릴계 수지로는, 예를 들어, 부틸아크릴레이트, 에틸헥실아크레이트 등을 사용할 수 있다. 일부 실시예에서, 충전부재(600)는 폴리이미드(polyimide)일 수 있다. 일부 실시예에서, 충전부재(600)는 생략될 수 있다. 충전부재(600)가 생략되는 경우, 화소층(PXL)과 밀봉기판(300) 사이에는 공기(air)로 채워질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(10)의 기판(100)은 표시영역(DA) 및 표시영역(DA) 주변의 주변영역(PA)으로 구획될 수 있다. 표시 장치는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들에서 방출되는 빛을 이용하여 소정의 이미지를 제공할 수 있다.
각 화소(P)는 유기발광다이오드(organic light emitting diode) 또는 무기발광다이오드와 같은 표시요소를 포함하며, 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 즉, 각 화소(P)는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT), 스토리지 커패시터(Capacitor) 등을 포함하는 화소회로와 연결될 수 있다. 이러한 화소회로는 스캔선(SL) 및 상기 스캔선(SL)과 교차하는 데이터선(DL), 및 구동전압선(PL)과 연결될 수 있다. 스캔선(SL)은 x 방향으로 연장되며, 데이터선(DL) 및 구동전압선(PL)은 y 방향으로 연장되어 구비될 수 있다.
화소회로의 구동에 의해서 각 화소(P)는 빛을 방출할 수 있으며, 표시영역(DA)은 화소(P)들에서 방출되는 빛을 통해 소정의 이미지를 제공한다. 본 명세서에서의 화소(P)라 함은 전술한 바와 같이 적색, 녹색, 청색 또는 백색 중 어느 하나의 색상의 빛을 방출하는 발광영역으로 정의될 수 있다.
주변영역(PA)은 화소(P)들이 배치되지 않은 영역으로, 이미지를 제공하지 않는다. 주변영역(PA)에는 화소(P)들의 구동을 위한 내장 구동회로부, 전원공급배선, 및 구동회로부를 포함하는 인쇄회로기판이나 드라이버 IC가 연결되는 단자부 등이 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 어느 하나의 화소에 구비된 표시요소 및 그에 연결된 화소회로를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 표시요소인 유기발광다이오드(OLED)는 화소회로(PC)에 연결된다. 화소회로(PC)는 제1박막트랜지스터(T1), 제2박막트랜지스터(T2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 예컨대, 적색, 녹색, 또는 청색의 빛을 방출하거나, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다.
제2박막트랜지스터(T2)는 스위칭 박막트랜지스터로서, 스캔선(SL) 및 데이터선(DL)에 연결되며, 스캔선(SL)으로부터 입력되는 스위칭 전압에 따라 데이터선(DL)으로부터 입력된 데이터 전압을 제1박막트랜지스터(T1)로 전달할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제2박막트랜지스터(T2)와 구동전압선(PL)에 연결되며, 제2박막트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 제1전원전압(ELVDD)의 차이에 해당하는 전압을 저장할 수 있다.
제1박막트랜지스터(T1)는 구동 박막트랜지스터로서, 구동전압선(PL)과 스토리지 커패시터(Cst)에 연결되며, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압 값에 대응하여 구동전압선(PL)으로부터 유기발광다이오드(OLED)를 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동 전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)의 대향전극(예, 캐소드)는 제2전원전압(ELVSS)을 공급받을 수 있다.
도 4는 화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터와 1개의 스토리지 커패시터를 포함하는 것을 설명하고 있으나, 다른 실시예에서 박막트랜지스터의 개수 또는 스토리지 커패시터의 개수는 화소회로(PC)의 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
도 5a 및 도 5b는 도 3의 A 영역에 포함될 수 있는 일 실시예의 일부 구성을 확대한 평면도로, 복수의 화소 및 각 화소의 발광영역(EA)과 대응되도록 배치된 차광층(510)의 개구(510_OP)의 배치관계를 개략적으로 나타내고 있다.
도 5a를 참조하면, 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하며, 복수의 화소들은 서로 다른 색상을 내는 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1화소(P1)는 청색, 제2화소(P2)는 녹색, 제3화소(P3)는 적색의 빛을 방출할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1화소(P1)는 적색, 제2화소(P2)는 녹색, 제3화소(P3)는 청색을 방출할 수 있는 등 다양한 변형이 가능할 수 있다.
제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 다각형의 형태 중 사각형의 형태를 가질 수 있다. 본 명세서에서는 다각형 내지 사각형은 꼭지점이 라운드진 형태도 포함한다. 즉, 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 꼭지점이 라운드진 사각형의 형태를 가질 수 있다. 다른 실시예로써, 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 원형 또는 타원형의 형상을 가질 수 있다.
제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)의 크기는 서로 다르게 구비될 수 있다. 예컨대, 제2화소(P2)의 면적은 제1화소(P1) 및 제3화소(P3)의 면적에 비해서 작게 구비될 수 있으며, 제1화소(P1)의 면적은 제3화소(P3)의 면적에 비해서 크게 구비될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)의 크기는 실질적으로 동일하게 구비될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
본 명세서에서 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)의 크기는 각 화소를 구현하는 표시요소의 발광영역(EA)의 크기를 의미하며, 상기 발광영역(EA)은 화소정의막(209, 도 6a 참조)의 개구(OP)에 의해서 정의될 수 있다.
한편, 표시요소층 상부에 배치된 차광층(510)은 각 화소에 대응하는 개구(510_OP)를 구비한다. 상기 개구(510_OP)는 차광층(510)의 일부가 제거된 영역으로, 상기 개구(510_OP)를 통해서 표시요소에서 발광하는 빛이 외부로 출사될 수 있다. 차광층(510)의 몸체(body)는 외부광을 흡수하는 물질로 구비되며, 이에 따라 표시 장치의 시인성이 향상될 수 있다.
평면도 상에서 봤을 때, 차광층(510)의 개구(510_OP)는 각 화소(P1, P2, P3)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 차광층(510)의 개구(510_OP)는 모서리가 둥근 사각형의 형상으로 구비될 수 있다. 각 화소(P1, P2, P3)에 대응하는 각 차광층(510)의 개구(510_OP)의 면적은 각 화소(P1, P2, P3)의 면적에 비해서 크게 구비될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 각 차광층(510)의 개구(510_OP)의 면적은 각 화소(P1, P2, P3)의 면적과 실질적으로 동일하게 구비될 수도 있다.
제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 펜타일(PenTileTM)구조의 화소 배열로 배치될 수 있다. 즉, 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 제2화소(P2)의 중심점(CP)을 사각형의 중심점으로 하는 가상의 사각형(VS)의 제1꼭지점(Q1)에 제1화소(P1)가 위치하며, 가상의 사각형(VS)의 제2꼭지점(Q2)에 제3화소(P3)가 위치할 수 있다. 상기 사각형(VS)는 정사각형일 수 있다.
제1화소(P1)은 제2화소(P2)와 이격되어 있으며, 가상의 사각형(VS)의 제1꼭지점(Q1)에 중심점이 위치할 수 있다. 제1화소(P1)는 복수이며, 복수의 제1화소(P1)는 제2화소(P2)를 사이에 두고 상호 이격되어 있다.
제3화소(P3)는 제1화소(P1) 및 제2화소(P2)와 이격되어 있으며, 가상의 사각형(VS)의 제1꼭지점(Q1)과 이웃하는 제2꼭지점(Q2)에 중심점이 위치하고 있다. 제3화소(P3)는 복수이며, 복수의 제3화소(P3)는 제1화소(P1)를 두고 상호 이격되어 있다.
복수의 제1화소(P1) 및 복수의 제3화소(P3) 각각은 x 방향 및, x 방향과 교차하는 y 방향을 따라 상호 교호적으로 배열될 수 있다. 제1화소(P1)는 복수의 제2화소(P2) 및 복수의 제3화소(P3)에 의해서 둘러싸일 수 있다.
도 5a에 있어서는 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)의 배치가 펜타일(PenTileTM) 구조를 가지는 것으로 도시되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 도 5b와 같이 스트라이프 구조로 배치될 수 있음은 물론이다. 즉, 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)가 x 방향을 따라 순서대로 배열될 수 있다. 다른 실시예로써, 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 모자익 구조, 델타 구조 등 다양한 화소 배열 구조로 배치될 수 있다. 본 실시예에 따른 표시 장치는 서로 다른 색상을 내는 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)를 포함하며, 차광층(510)은 각 화소(P1, P2, P3)에 대응되는 개구(510_OP)를 구비한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도로, 도 5a의 II-II'에 따른 단면에 해당한다.
도 6a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시기판(100) 상의 발광영역(EA)을 구비한 표시요소써 유기발광다이오드(OLED), 표시요소를 밀봉하는 밀봉기판(300), 및 밀봉기판(300) 하면에 배치된 광학층(500)을 포함한다.
표시기판(100) 및 밀봉기판(300)은 글래스재 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 표시기판(100) 및 밀봉기판(300)은 SiO2를 주성분으로 하는 글래스(glass)를 포함하거나, 강화 플라스틱과 같은 수지를 포함할 수 있으며, 리지드(rigid)한 성질을 가질 수 있다.
박막트랜지스터(TFT)는 비정질실리콘, 다결정실리콘 또는 유기반도체물질을 포함하는 반도체층(Act), 게이트전극(GE), 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)을 포함할 수 있다. 반도체층(Act)과 게이트전극(GE)과의 절연성을 확보하기 위해, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등의 무기물을 포함하는 게이트절연층(203)이 반도체층(Act)과 게이트전극(GE) 사이에 개재될 수 있다. 아울러 게이트전극(GE)의 상부에는 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등의 무기물을 포함하는 층간절연층(205)이 배치될 수 있으며, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 전술한 층간절연층(205) 상에 배치될 수 있다. 무기물을 포함하는 절연층은 CVD 또는 ALD(atomic layer deposition)를 통해 형성될 수 있다.
게이트전극(GE), 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 다양한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 게이트전극(GE)은 몰리브덴, 알루미늄, 구리, 티타늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 필요하다면 다층 구조를 취할 수도 있다. 예컨대 게이트전극(GE)은 몰리브덴의 단일층이거나, 몰리브덴층, 알루미늄층 및 몰리브덴층을 포함하는 3층 구조일 수 있다. 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 구리, 티타늄, 알루미늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 필요하다면 다층 구조를 취할 수도 있다. 예컨대 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 티타늄층, 알루미늄층 및 티타늄층을 포함하는 3층 구조일 수 있다.
이러한 구조의 박막트랜지스터(TFT)와 표시기판(100) 사이에는 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등과 같은 무기물을 포함하는 버퍼층(201)이 개재될 수 있다. 이러한 버퍼층(201)은 표시기판(100)의 상면의 평활성을 높이거나 표시기판(100) 등으로부터의 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(Act)으로 침투하는 것을 방지하거나 최소화하는 역할을 할 수 있다.
박막트랜지스터(TFT) 상에는 평탄화절연층(207)이 배치될 수 있다. 평탄화절연층(207)은 예컨대 아크릴, BCB(Benzocyclobutene) 또는 HMDSO(hexamethyldisiloxane) 등과 같은 유기물로 형성될 수 있다. 도 5에서는 평탄화절연층(140)이 단층으로 도시되어 있으나, 다층일 수 있다.
화소전극(221)은 평탄화절연층(207) 상에 배치될 수 있다. 화소전극(221)은 각 화소마다 배치된다. 이웃한 화소들 각각에 대응하는 화소전극(221)들은 상호 이격되어 배치될 수 있다.
화소전극(221)은 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 화소전극(221)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 일부 실시예에서, 화소전극(221)은 ITO층, Ag층, ITO층의 3층 구조일 수 있다.
화소전극(221) 상에는 화소정의막(209)이 배치된다. 화소정의막(209)은 각 화소전극(221)의 중심부분을 노출하는 개구(OP)를 갖는다. 화소정의막(209)은 화소전극(221)의 에지를 커버하며 화소전극(221)의 에지와 대향전극(223) 사이의 거리를 증가시켜, 화소전극(221)의 에지에서 아크 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 화소정의막(209)은 폴리이미드, 폴리아마이드(Polyamide), 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐, HMDSO 및 페놀 수지 등과 같은 유기 절연 물질로, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 또는, 화소정의막(209)은 무기 절연 물질로 형성될 수 있다. 또는, 화소정의막(209)은 무기 절연 물질과 유기 절연 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 화소정의막(209)은 광차단 물질을 포함하며, 블랙으로 구비될 수 있다. 광차단 물질은 카본 블랙, 탄소나노튜브, 블랙 염료를 포함하는 수지 또는 페이스트, 금속 입자, 예컨대 니켈, 알루미늄, 몰리브덴 및 그의 합금, 금속 산화물 입자(예를 들어, 크롬 산화물), 또는 금속 질화물 입자(예를 들어, 크롬 질화물) 등을 포함할 수 있다. 화소정의막(209)이 광차단 물질을 포함하는 경우, 화소정의막(209)의 하부에 배치된 금속 구조물들에 의한 외광 반사를 줄일 수 있다.
화소정의막(209)의 개구(OP) 내부에는 발광층(222)이 배치될 수 있다. 발광층(222)은 적색, 녹색 또는 적색의 빛을 방출할 수 있는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물일 수 있다. 전술한 유기물은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있다.
발광층(222)의 아래와 위에는 각각 제1공통층(미도시) 및/또는 제2공통층(미도시)이 배치될 수 있다. 제1공통층은 발광층(222) 아래에 배치되는 구성요소로서, 예컨대, 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)을 포함하거나, 홀 수송층 및 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제2공통층은 발광층(222) 위에 배치되는 구성요소로서, 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 제2공통층은 구비되지 않을 수 있다.
발광층(222)이 화소정의막(209)의 개구(OP)에 대응하도록 각 화소마다 배치되는데 반해, 제1공통층 및 제2공통층은 각각 후술할 대향전극(223)과 마찬가지로 표시기판(100)을 전체적으로 커버하도록, 예컨대 표시기판(100)의 표시영역을 전체적으로 커버하도록 일체로 형성된 공통층일 수 있다.
대향전극(223)은 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 대향전극(223)용 물질로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 사용할 수 있다. 대향전극(223)은 투과형 전극, 반투과형 전극, 또는 반사형 전극일 수 있다.
상기 대향전극(223)은 리튬(Li), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag), 이터븀 (Yb), 은-이터븀(Ag-Yb), ITO, IZO, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 대향전극(223)은 단일층인 단층 구조 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
대향전극(223) 상부에는 캡핑층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 캡핑층은 보강 간섭의 원리에 의하여 유기 발광 소자의 외부 발광 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 캡핑층은 1.6 이상의 굴절률(at 589nm)을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 상기 캡핑층의 두께는 1 nm 내지 200 nm, 예를 들어 5 nm 내지 150 nm, 또는 10 nm 내지 100 nm일 수 있다. 캡핑층은 유기물을 포함한 유기 캡핑층, 무기물을 포함한 무기 캡핑층, 또는 유기물 및 무기물을 포함한 복합 캡핑층일 수 있다.
밀봉기판(300)은 표시기판(100)에 대향되어, 표시요소인 유기발광다이오드(OLED)의 상부에 배치된다. 본 실시예에서, 밀봉기판(300)의 하면에는 광학층(500)이 배치되며, 광학층(500)은 차광층(510) 및 굴절층(530)을 포함한다.
굴절층(530)은 제1굴절률을 가지는 제1절연층(531) 및 상기 제1굴절률 보다 큰 제2굴절률을 가지는 제2절연층(533)을 포함할 수 있다. 제1절연층(531) 및 제2절연층(533)은 밀봉기판(300)의 하면에 직접 접촉될 수 있다.
제2절연층(533)은 유기발광다이오드(OLED)의 발광영역(EA)와 대응하며 배치될 수 있다. 제1절연층(531)은 발광영역(EA)의 주변의 비발과영역(NEA)에 대응하여 배치될 수 있다.
제2절연층(533)의 상면의 폭(W3u)은 하면의 폭(W3d)보다 작게 구비될 수 있다. 제2절연층(533)의 측면은 밀봉기판(300)의 하면에 대해서 경사면을 구비할 수 있으며, 제2절연층(533)의 외측면과 밀봉기판(300)의 하면이 이루는 각도(θ)는 약 50 ~ 60°일 수 있다. 제2절연층(533)의 하면의 폭(W3d)은 발광영역(EA)의 폭(W1)보다 크게 구비될 수 있다.
제1절연층(531)은 발광영역(EA) 외측의 비발광영역(NEA)에 대응하여 배치될 수 있다. 제1절연층(531)의 굴절률인 제1굴절률은 제2절연층(533)의 굴절률인 제2굴절률 보다 작게 구비될 수 있다. 즉, 제1절연층(531)은 저굴절률의 재료로 구비되고, 제2절연층(533)은 고굴절률의 재료로 구비될 수 있다. 제2절연층(533)의 굴절률은 제1절연층(531)의 굴절률과 약 0.05 내지 0.2 차이가 나는 물질로 구비될 수 있다.
제1절연층(531)과 제2절연층(533)의 굴절률이 차이가 나게 되면, 유기발광다이오드(OLED)에서 방출되어 표시기판(100)의 상면에 수직한 방향(z방향)에 대하여 비스듬한 방향으로 진행하는 빛(L)은 제1절연층(531)의 측면 또는 제2절연층(533)의 측면에서 굴절되어 표시 장치의 외부로 진행할 수 있는바, 유기발광다이오드(OLED)의 출광 효율이 향상되고 휘도가 증가할 수 있다.
일부 실시예로서, 제1절연층(531)에 사용될 수 있는 저굴절률의 재료의 굴절률은 약 1.45 내지 1.55의 범위일 수 있다. 이 때, 저굴절률의 재료는 아크릴계 수지(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등), 에틸헥실 아크릴레이트 (Ethylh)exyl Acrylate), 펜타플루오르프로필 아크릴레이트(Pentafluoropropyl Acrylate), 폴리에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트(Poly(ethylene glycol) dimethacrylate) 또는 에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate) 등으로 구비될 수 있다.
제1절연층(531)의 굴절률은 밀봉기판(300)의 굴절률과 동일, 유사하게 구비될 수 있다. 제1절연층(531)의 굴절률이 밀봉기판(300)과 동일 유사하게 구비됨에 따라 제1절연층(531)을 통과한 빛이 밀봉기판(300)에 의해서 광경로가 변경되지 않는 바, 출광 경로를 예측하기 용이할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1절연층(531) 및 밀봉기판(300)의 굴절률은 약 1.45 내지 1.55 사이의 값을 가질 수 있다.
일부 실시예로서, 제2절연층(533)에 사용될 수 있는 고굴절률의 재료의 굴절률은 약 1.55 내지 1.7의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 고굴절률로 이루어진 제2절연층(533)에는 고굴절률화를 위한 분산 입자가 포함될 수 있다.　상기 분산 입자는 산화 아연(ZnOx), 산화 티타늄(TiO2), 산화 지르코늄(ZrO2), 티탄산바륨(BaTiO3) 등의 금속 산화물 입자일 수 있다. 이러한 고굴절률로 이루어진 제2절연층(533)은 잉크젯을 이용하여 금속 산화물 입자가 포함된 유기물질을 도포하는 것으로 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2절연층(533)은 고굴절률 재료로 이루어지는 동시에 소정의 색상을 가지는 컬러 필터로 구비될 수 있다. 제2절연층(533)이 컬러 필터로 구비됨에 따라, 색순도 및 시인성이 향상될 수 있다. 제2절연층(533)은 유기발광다이오드(OLED)에서 방출되는 광으로부터 소정의 색에 해당하는 광을 추출하기 위한 것일 수 있다. 제2절연층(533)은 대응되는 유기발광다이오드(OLED)가 방출하는 파장영역 대의 색을 구현할 수 있다. 예컨대, 적색광을 방출하는 유기발광다이오드(OLED)에 상부에는 적색을 구현하는 제2절연층(533), 녹색광을 방출하는 유기발광다이오드(OLED)에 상부에는 녹색을 구현하는 제2절연층(533), 및 청색광을 방출하는 유기발광다이오드(OLED)에 상부에는 청색을 구현하는 제2절연층(533)이 배치될 수 있다.
다른 실시예로서, 제2절연층(533)은 고굴절률 재료로 이루어지는 동시에 특정 파장 대역대의 광을 흡수하는 반사 조정층(reflection control layer)으로 구비될 수 있다. 제2절연층(533)은 표시 장치 내부에서 반사된 빛 또는 표시 장치 외부에서 입사하는 빛 중 일부 대역의 파장의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있다.
도 7은 제2절연층(533)이 반사 조정층으로 구비된 경우의 광투과율 특성을 나타낸다. 도 7을 참조하면, 제2절연층(533)은 480 nm 내지 505 nm 의 제1파장 영역 및 585 nm 내지 605 nm의 제2파장 영역을 흡수하여, 상기 제1파장 영역 및 제2파장 영역에서의 광투과율이 50% 이하로 구비될 수 있다. 즉, 제2절연층(533)은 유기발광다이오드(OLED)의 적색, 녹색 또는 청색의 발광 파장 범위를 벗어난 파장의 빛을 흡수할 수 있다. 상기 제2절연층(533)은 염료, 안료 또는 이들의 조합을 포함하는 유기물층으로 구비될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2절연층(533)은 옥사진계 화합물, 시아닌계 화합물, 테트라아조포르핀계 화합물, 스쿠아릴륨계 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2절연층(533)은 하기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시된 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 1>
Figure pat00001
<화학식 2>
Figure pat00002
<화학식 3>
Figure pat00003
<화학식 4>
Figure pat00004
상기 화학식 1 내지 4 중,
M은 금속이고,
X-는 1가의 음이온이고,
R은 서로 같거나 상이하고, 각각 수소, 중수소(-D), -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 또는 니트로기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C3-C60카보시클릭 그룹, C1-C60헤테로시클릭 그룹, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, -Si(Q11)(Q12)(Q13), -N(Q11)(Q12), -B(Q11)(Q12), -C(=O)(Q11), -S(=O)2(Q11), -P(=O)(Q11)(Q12), 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, 또는 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C60카보시클릭 그룹, C1-C60헤테로시클릭 그룹, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, -Si(Q21)(Q22)(Q23), -N(Q21)(Q22), -B(Q21)(Q22), -C(=O)(Q21), -S(=O)2(Q21), -P(=O)(Q21)(Q22), 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C3-C60카보시클릭 그룹, C1-C60헤테로시클릭 그룹, C6-C60아릴옥시기, 또는 C6-C60아릴티오기; 또는
-Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31), 또는 -P(=O)(Q31)(Q32);일 수 있다.
상기 Q1 내지 Q3, Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, 수소; 중수소; -F; -Cl; -Br; -I; 히드록실기; 시아노기; 니트로기; C1-C60알킬기; C2-C60알케닐기; C2-C60알키닐기; C1-C60알콕시기; 또는 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹;일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 X-는 할라이드 이온, 카보실레이트 이온, 니트레이트 이온, 설포네이트 이온 또는 바이설페이트 이온일 수 있다.
예를 들어, 상기 X-는 F-, Cl-, Br-, I-, CH3COO-, NO3 -, HSO4 -, 프로피오네이트 이온, 벤젠 설포네이트 이온 등일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2절연층(533) 표면에서 SCI (Specular Component Included) 모드로 측정된 반사율이 10% 이하일 수 있다. 즉, 상기 제2절연층(533)이 표시 장치의 외광 반사를 흡수하여 시인성이 향상될 수 있다.
본 실시예들에 따른 표시 장치는 외광 반사를 줄이기 위해서 편광필름을 사용하지 않고 컬러필터나 반사 조정층으로 구비된 제2절연층(533)을 도입하고 있다.
한편, 굴절층(530)을 형성하기 위해서 다음과 같은 공정을 수행할 수 있다.
먼저, 제1절연층(531)을 형성하기 위해서 밀봉기판(300)의 하면에 저굴절률의 유기물질을 도포한 후, 제1절연층(531)의 개구(531_OP)를 형성하기 위한 포토 패터닝 공정을 수행할 수 있다. 그 이후, 고온에서 경화하여 제1절연층(531)을 형성할 수 있다.
그 다음, 제1절연층(531)의 개구(531_OP)에 고굴절률의 유기물질을 채우고 경화시켜 제2절연층(533)을 형성할 수 있다. 이 때, 제2절연층(533)은 포토 공정 또는 잉크젯 공정으로 형성될 수 있다.
이 경우, 제1절연층(531)의 개구(531_OP)의 상부(upper portion)의 폭(W3u)은 제2절연층(533)의 상부의 폭(W3u)과 동일하게 구비될 수 있다. 제1절연층(531)의 개구(531_OP)의 상부(upper portion)의 폭(W3u)은 제1절연층(531)의 개구(531_OP)의 하부(lower portion)의 폭 보다 작을 수 있다.
굴절층(530)의 형성 방법은 이에 한정되지 않는다. 도 6b에서와 같이, 제2절연층(533)을 먼저 밀봉기판(300)의 하면에 패터닝하여 형성 한 후, 제2절연층(533)이 배치되지 않은 공간에 제1절연층(531) 채워지도록 형성할 수도 있는 등 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
차광층(510)은 제1절연층(520)의 하면에 직접 접촉될 수 있다. 차광층(510)은 가시광선 영역의 대부분의 광을 차단하는 물질로 구비될 수 있다. 즉, 차광층(510)은 가시광선 대역, 약 380 nm 내지 780 nm 대역의 파장을 전반적으로 흡수하는 파장 스펙트럼을 가질 수 있다. 차광층(510)은 블랙으로 구비될 수 있다. 예컨대, 차광층(510)은 카본 블랙, 탄소나노튜브, 블랙 염료를 포함하는 수지 또는 페이스트, 금속 입자, 예컨대 니켈, 알루미늄, 몰리브덴 및 그의 합금, 금속 산화물 입자(예를 들어, 크롬 산화물), 또는 금속 질화물 입자(예를 들어, 크롬 질화물) 등을 포함할 수 있다.
차광층(510)은 제1절연층(520)의 하면에 광 차단 물질을 도포한 후, 차광층(510)의 개구(510_OP)가 형성되도록 포토 패터닝 공정을 수행하고 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
차광층(510)은 유기발광다이오드(OLED)의 발광영역(EA)에 중첩하는 개구(510_OP)를 구비한다. 발광영역(EA)은 화소정의막(209)의 개구(OP)에 의해서 정의될 수 있다. 차광층(510)의 개구(510_OP)는 제1절연층(531)의 개구(531_OP)와 중첩한다.
일부 실시예에서, 차광층(510)의 개구(510_OP)는 화소정의막(209)의 개구(OP)와 중첩하되, 차광층(510)의 개구(510_OP)의 폭인 제2폭(W2)은 화소정의막(209)의 개구(OP)의 폭인 제1폭(W1) 보다 크게 구비될 수 있다. 또한, 제2폭(W2)은 제2절연층(533)의 상부 폭인 제3폭(W3u)보다 작게 구비될 수 있다. 도면에서, 제3폭(W3u)이 제1폭(W1) 보다 크게 구비된 것으로 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제3폭(W3u)는 제1폭(W1)과 동일하거나 이보다 작게 구비될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
일부 실시예에서, 표시기판(100)과 밀봉기판(300) 사이에는 충전부재(600)가 배치될 수 있다. 즉, 충전부재(600)는 유기발광다이오드(OLED)와 광학층(500) 사이의 공간을 채울 수 있다. 충전부재(600)의 굴절률은 제2절연층(533)의 굴절률과 유사하게 구비될 수 있다. 일부 실시예에서, 충전부재(600)의 굴절률은 약 1.55 내지 1.7의 범위일 수 있다. 충전부재(600)의 굴절률이 제2절연층(533)의 굴절률과 유사하게 구비됨에 따라, 광경로의 예측이 용이해질 수 있다. 충전부재(600)는 유기발광다이오드(OLED)가 형성된 표시기판(100)과 광학층(500)이 형성된 밀봉기판(300)을 합착하기 전에 도포된 후, 표시기판(100)과 밀봉기판(300)이 합착될 수 있다.
그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않느나. 표시기판(100)과 밀봉기판(300) 사이에는 제2절연층(533)의 굴절률보다 낮은 굴절률의 충전부재(600)가 채워지거나, 충전부재(600)가 채워지지 않을 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 8에 있어서, 도 6a과 동일한 참조부호는 동일 부재를 일컫는 바, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시기판(100) 상의 발광영역(EA)을 구비한 표시요소써 유기발광다이오드(OLED), 표시요소를 밀봉하는 밀봉기판(300), 및 밀봉기판(300) 하면에 배치된 광학층(500)을 포함한다.
광학층(500)은 밀봉기판(300) 하면에 배치된 제1절연층(531) 및 제2절연층(533)을 포함하는 굴절층(530),과 상기 제1절연층(531) 하면에 배치된 차광층(510)을 포함한다.
제1절연층(531)은 저굴절률의 재료로 형성되고, 제2절연층(533)은 고굴절률의 재료로 형성될 수 있다. 제1절연층(531)은 비발광영역(NEA)에 대응하여 배치되고, 제2절연층(533)은 발광영역(EA)에 대응하여 배치될 수 있다. 제2절연층(533)의 단면 형상은 사다리꼴 형상으로 구비될 수 있다. 제2절연층(533)의 면적은 표시기판(100)과 가까워질수록 점점 크게 구비될 수 있다. 제2절연층(533)의 측면은 밀봉기판(300)의 하면에 대해서 경사면으로 구비될 수 있다. 제2절연층(533)의 측면은 밀봉기판(300)의 하면에 대해서 약 50 ~ 60 °의 경사각(θ)을 구비할 수 있다.
제2절연층(533)은 유기발광다이오드(OLED)가 방출하는 파장 영역 대의 색상을 내는 컬러 필터로 구비될 수 있다. 또는, 제2절연층(533)은 일부 대역의 파장의 빛을 선택적으로 흡수하는 반사 조정층으로 구비될 수 있다.
본 실시예에서, 광학층(500)은 밀봉기판(300)과 제1절연층(531) 사이에 배치된 상부-차광층(520)을 더 포함할 수 있다. 상부-차광층(520)은 밀봉기판(300) 하면에 직접 접촉하여 구비될 수 있다. 상부-차광층(520)은 외광 반사 및 시야각을 고려하여 배치될 수 있다. 상부-차광층(520)은 발광영역(EA)에 대응하는 개구(520_OP)를 구비할 수 있다. 상기 개구(520_OP)의 폭인 제4폭(W4)은 제1폭(W1)보다는 크고, 제2폭(W2)보다는 작게 구비될 수 있다.
상부-차광층(520)이 구비됨에 따라, 각 화소에서 방출되는 빛의 혼색이 방지되고, 외부 반사광을 현저히 줄일 수 있다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 9에 있어서, 도 6a과 동일한 참조부호는 동일 부재를 일컫는 바, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 표시기판(100, 도 6a 참조) 상에는 서로 다른 색을 방출하는 제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)가 배치될 수 있다.
밀봉기판(300) 하면에는 광학층(500)이 배치될 수 있다. 광학층(500)은 저굴절률의 제1절연층(531), 고굴절률의 제2절연층(533), 제1절연층(531)의 하면에 배치된 차광층(510)을 포함할 수 있다. 제2절연층(533)은 발광영역(EA)에 대응하여 배치되며, 제1절연층(531)은 발광영역(EA)들 사이의 비발광영역(NEA)에 대응하여 배치될 수 있다. 제1절연층(531)은 550nm의 파장에 대해서 약 1.5의 굴절률을 가질 수 있다.
본 실시예에서, 제2절연층(533)은 고굴절률의 컬러필터로 구비될 수 있다. 제2절연층(533)은 서로 다른 색의 제1컬러필터(CF1), 제2컬러필터(CF2), 제3컬러필터(CF3)를 포함할 수 있다.
제1컬러필터(CF1)는 제1유기발광다이오드(OLED1)에 대응하여 배치될 수 있다. 제1유기발광다이오드(OLED1)이 적색 광을 방출하는 경우, 제1컬러필터(CF1)는 적색 컬러필터일 수 있다. 제1컬러필터(CF1)은 630nm의 파장에 대해서 약 1.65의 굴절률을 가질 수 있다.
제2컬러필터(CF2)는 제2유기발광다이오드(OLED2)에 대응하여 배치될 수 있다. 제2유기발광다이오드(OLED2)이 녹색 광을 방출하는 경우, 제2컬러필터(CF2)는 녹색 컬러필터일 수 있다. 제2컬러필터(CF2)은 550nm의 파장에 대해서 약 1.57의 굴절률을 가질 수 있다.
제3컬러필터(CF3)는 제3유기발광다이오드(OLED3)에 대응하여 배치될 수 있다. 제3유기발광다이오드(OLED3)이 청색 광을 방출하는 경우, 제3컬러필터(CF3)는 청색 컬러필터일 수 있다. 제3컬러필터(CF3)은 410nm의 파장에 대해서 약 1.61의 굴절률을 가질 수 있다.
차광층(510) 제1절연층(531)의 하면에서 비발광영역(NEA)에 대응하여 배치될 수 있다. 차광층(510)은 가시광선 대역, 약 380 nm 내지 780 nm 대역의 파장을 전반적으로 흡수하는 파장 스펙트럼을 가질 수 있다. 차광층(510)은 블랙으로 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 저굴절률의 제1절연층(531) 및 고굴절률의 제2절연층(533)을 구비함에 따라 출광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2절연층(533)을 컬러필터로 구비하고, 차광층(510)을 도입함에 따라 편광필름을 도입하지 않고 외광 반사 방지 및 시인성을 개선할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예들에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 10 및 도 11에 있어서, 도 6a과 동일한 참조부호는 동일 부재를 일컫는 바, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 표시기판(100, 도 6a 참조) 상에는 서로 다른 색을 방출하는 제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)가 배치될 수 있다.
밀봉기판(300) 하면에는 광학층(500)이 배치될 수 있다. 광학층(500)은 저굴절률의 제1절연층(531), 고굴절률의 제2절연층(533'), 제1절연층(531)의 하면에 배치된 차광층(510)을 포함할 수 있다. 제2절연층(533')은 발광영역(EA)에 대응하여 배치되며, 제1절연층(531)은 발광영역(EA)들 사이의 비발광영역(NEA)에 대응하여 배치될 수 있다. 제1절연층(531)은 550nm의 파장에 대해서 약 1.5의 굴절률을 가질 수 있다. 제2절연층(533')은 550nm의 파장에 대해서 약 1.6 내지 1.7의 굴절률을 가질 수 있다.
본 실시예에서, 제2절연층(533')은 반사 조정층으로 구비될 수 있다. 제2절연층(533')은 480 nm 내지 505 nm 의 제1파장 영역 및 585 nm 내지 605 nm의 제2파장 영역을 흡수하여, 상기 제1파장 영역 및 제2파장 영역에서의 광투과율이 50% 이하로 구비될 수 있다. 즉, 제2절연층(533')은 유기발광다이오드(OLED)의 적색, 녹색 또는 청색의 발광 파장 범위를 벗어난 파장의 빛을 흡수할 수 있다.
제2절연층(533')이 반사 조정층으로 구비되는 경우, 제2절연층(533')은 제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)에 공통적으로 배치될 수 있다.
제2절연층(533')은 상기 제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)에 동일한 구성으로 배치되는 바, 시인성을 향상시키는 동시에 공정의 단순화를 도모할 수 있다.
마찬가지로, 차광층(510) 및 제1절연층(531)은 상기 제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)에 동일한 구성으로 배치될 수 있다.
차광층(510)은 가시광선 대역, 약 380 nm 내지 780 nm 대역의 파장을 전반적으로 흡수하는 파장 스펙트럼을 가질 수 있다. 차광층(510)은 블랙으로 구비될 수 있다.
제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)와 광학층(500) 사이에는 충전부재(600)가 배치될 수 있다. 충전부재(600)는 광투과율이 높고 투명한 유기물질로 구비될 수 있다. 일부 실시예에서, 충전부재(600)는 굴절률이 1.6 내지 1.7인 고굴절률의 물질로 구비될 수 있다.
도 10에 있어서, 유기발광다이오드(OLED1, 2, 3)와 광학층(500) 사이에 제2절연층(533')과 별도로 충전부재(600)가 배치된 것으로 도시되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 11에서와 같이, 충전부재(600)가 별도로 구비되지 않고, 제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)와 차광층(510) 사이의 공간까지 모두 채울 수 있다. 즉, 제2절연층(533')이 충전부재의 역할을 할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 표시기판
209: 화소정의막
221: 화소전극
222: 발광층
223: 대향전극
300: 밀봉기판
500: 광학층
510: 차광층
531: 제1절연층
533: 제2절연층
600: 충전부재

Claims (20)

  1. 표시기판;
    상기 표시기판 상에 배치되며, 광을 방출하는 복수의 표시요소;
    상기 표시기판에 대향하여 상기 복수의 표시요소 상부에 배치된 밀봉기판;
    상기 밀봉기판의 하면에 배치되며, 제1굴절률을 가진 제1절연층 및 상기 제1굴절률 보다 큰 제2굴절률을 가진 제2절연층을 포함하는 굴절층; 및
    상기 굴절층의 하면에 배치되는 차광층;을 포함하며,
    상기 제1절연층 및 상기 차광층은 상기 복수의 표시요소 사이의 비발광영역에 대응하여 배치되고,
    상기 제2절연층은 상기 복수의 표시요소 각각의 발광영역에 대응하여 배치되며, 상기 제2절연층의 상면의 폭은 하면의 폭보다 작은, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2절연층의 측면이 상기 밀봉기판의 하면에 대해서 기울어진 각도는 50 내지 60 도인, 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    제1굴절률은 1.45 내지 1.55이고, 제2굴절률은 1.55 내지 1.7인, 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2절연층은 컬러필터로 구비된, 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2절연층은 가시광선 대역 중 제1파장 영역 및 제2파장 영역을 선택적으로 흡수하는 반사 조정층으로 구비된, 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1파장 영역은 480 nm 내지 505 nm 이고, 상기 제2파장 영역은 585 nm 내지 605 nm인, 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차광층은 상기 발광영역에 대응하는 개구를 구비하며,
    상기 차광층의 개구는 상기 제2절연층의 상면의 폭보다 큰, 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차광층의 두께는 상기 제1절연층의 두께보다 작은, 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉기판과 상기 제1절연층 사이에 배치된 상부-차광층;을 더 포함하는, 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부-차광층은 상기 발광영역에 대응한 제1개구를 구비하고, 상기 차광층은 상기 발광영역에 대응한 제2개구를 구비하며, 상기 제1개구의 폭은 상기 제2개구의 폭보다 큰, 표시 장치.
  11. 표시기판;
    상기 표시기판 상에 배치되며, 서로 다른 광을 방출하는 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소;
    상기 표시기판에 대향하여 상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소의 상부에 배치된 밀봉기판;
    상기 밀봉기판 하부에 배치되며, 상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소의 각 발광영역에 대응한 개구를 구비한 차광층; 및
    상기 밀봉기판과 상기 차광층 사이에 배치되며, 제1굴절률을 가진 제1절연층 및 상기 제1굴절률 보다 큰 제2굴절률을 가진 제2절연층을 포함하는 굴절층;을 포함하며,
    상기 제2절연층은 상기 복수의 표시요소 각각의 발광영역에 대응하여 배치되며, 상기 제2절연층의 상면의 폭은 하면의 폭보다 작은, 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2절연층의 측면이 상기 밀봉기판의 하면에 대해서 기울어진 각도는 50 내지 60 도인, 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    제1굴절률은 1.45 내지 1.55이고, 제2굴절률은 1.55 내지 1.7인, 표시 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제2절연층은 서로 다른 색상을 내는 제1컬러필터, 제2컬러필터, 및 제3컬러필터를 구비하며, 상기 제1컬러필터, 제2컬러필터, 및 제3컬러필터는 각각 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소에 대응되어 배치된, 표시 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제2절연층은 가시광선 대역 중 제1파장 영역 및 제2파장 영역을 선택적으로 흡수하는 반사 조정층으로 구비된, 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1파장 영역은 480 nm 내지 505 nm 이고, 상기 제2파장 영역은 585 nm 내지 605 nm인, 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2절연층은 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소에 동일하게 구비된, 표시 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2절연층은 상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소와 상기 차광층 사이까지 연장되어 배치된, 표시 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 차광층의 개구는 상기 제2절연층의 상면의 폭보다 큰, 표시 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 밀봉기판과 상기 제1절연층 사이에 배치된 상부-차광층;을 더 포함하는, 표시 장치.

KR1020210099437A 2021-07-28 2021-07-28 표시 장치 KR20230017968A (ko)

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