JP2021015597A - 表示装置 - Google Patents

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ウンシク キム
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ジンス ビョン
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サンヒョン イ
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グァンミン チャ
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Abstract

【課題】高品質のイメージを提供することができる表示装置を提供する。【解決手段】基板と、基板上に配置された表示要素と、表示要素上に配置されながら、少なくとも1層の無機封止層、及び少なくとも1層の有機封止層を含む封止層と、封止層上に配置されるタッチセンシング層と、を含むが、該タッチセンシング層は、封止層の上面に対して傾いた側面を具備し、有機物を含む第1絶縁層と、センシング電極を含む導電層と、導電層をカバーし、第1絶縁層と異なる屈折率の第2絶縁層と、含む表示装置である。【選択図】図7

Description

本発明は、表示装置に関する。
最近、表示装置の用途が多様になっている。また、表示装置の厚さが薄くなり、重さが軽く、その使用の範囲が広範囲になっている、表示装置が多様な分野に活用されることにより、高品質のイメージを提供する表示装置の需要が高まっている。
表示装置に具備されたイメージを提供するために、所定色相の光を放出する表示要素を含む。表示要素上には、表示要素を保護する、または、表示装置に所定機能を付加するための構成要素が配置され、表示要素上の構成要素により、表示要素それぞれから放出された光は、その効率が低下してしまう。
韓国公開特許第10−2019−0004863号公報 米国特許出願公開第2019/0013495号明細書 米国特許第7535646号明細書 米国特許第9142802号明細書 米国特許出願公開第2015/0333108号明細書 米国特許第6072450号明細書 米国特許出願公開第2016/0043145号明細書 米国特許出願公開第2016/0064694号明細書 米国特許出願公開第2018/0012940号明細書 韓国公開特許第10−2014−0143916号公報 米国特許第9368757号明細書 韓国公開特許第10−2013−0008660号公報 米国特許第8823254号明細書 韓国公開特許第10−2014−0135568号公報 米国特許出願公開第2014/0339509号明細書 特開2012−109214号公報 米国特許出願公開第2012/0104368号明細書 米国特許出願公開第2019/0198782号明細書 韓国公開特許第10−2019−0087689号公報 米国特許出願公開第2019/0221778号明細書 韓国公開特許第10−2018−0005327号公報 米国特許第10338449号明細書 韓国公開特許第10−2018−0014398号公報 米国特許出願公開第2018/0033830号明細書 韓国公開特許第10−2018−0005323号公報 米国特許第10224377号明細書 特開2009−110873号公報 特許第5523354号公報 米国特許第8901587号明細書 特許第4933553号公報 米国特許第8687273号明細書 特許第5373054号公報 米国特許第8823254号明細書
本発明は、前述の問題点を含み、さまざまな問題点を解決するためのものであり、高品質のイメージを提供することができる表示装置を提供するものである。しかし、そのような課題は、例示的なものであり、それにより、本発明の範囲が限定されるものではない。
本発明の一実施形態は、基板と、前記基板上に配置された表示要素と、前記表示要素上に配置され、少なくとも1層の無機封止層、及び少なくとも1層の有機封止層を含む封止層と、前記封止層上に配置されるタッチセンシング層と、を含み、前記タッチセンシング層は、前記封止層の上面に対して傾いた側面を具備し、有機物を含む第1絶縁層と、センシング電極を含む導電層と、前記導電層をカバーし、前記第1絶縁層と異なる屈折率の第2絶縁層と、を含む表示装置を開示する。
前記第1絶縁層の少なくとも一部は、前記封止層の上面と直接接触してもよい。
前記封止層は、順次に積層された第1無機封止層、有機封止層及び第2無機封止層を含み、前記第1絶縁層の少なくとも一部は、前記第2無機封止層と直接接触してもよい。
前記第1絶縁層は、フォトレジストを含んでもよい。
前記第1絶縁層は、前記表示要素の発光領域と重畳し、前記側面によって定義される第1開口を含み、前記第2絶縁層は、前記第1開口を少なくとも部分的に充填してもよい。
前記第2絶縁層の屈折率は、前記第1絶縁層の屈折率よりも大きい。
前記表示要素は、画素電極と、前記画素電極のエッジをカバーし、前記画素電極と重畳する第2開口を含む画素定義膜と、前記第2開口に位置する発光層と、前記発光層をカバーする対向電極と、を含み、前記第1絶縁層のボディ部分は、前記画素定義膜と重畳してもよい。
前記第1開口の幅は、前記発光領域の幅より広くてもよい。
前記第1絶縁層は、前記表示要素の発光領域と重畳し、前記発光領域の幅より広幅を有してもよい。
前記第1絶縁層の前記側面は、前記封止層から遠くなる方向に逆テーパ状の傾斜面を含んでもよい。
前記表示要素は、画素電極と、前記画素電極のエッジをカバーし、前記画素電極と重畳する第2開口を含む画素定義膜と、前記第2開口と重畳するように位置する発光層と、前記発光層をカバーする対向電極と、を含み、前記第1絶縁層の中央部分は、前記第2開口に重畳し、エッジ部分は、前記画素定義膜と重畳してもよい。
前記第1絶縁層の屈折率は、前記第2絶縁層の屈折率よりも大きくてもよい。
本発明の他の実施形態は、基板と、前記基板上の画素電極と、前記画素電極と重畳する開口を含み、発光領域を定義する画素定義膜と、前記開口に位置する発光層と、前記発光層上の対向電極と、前記対向電極上に位置し、少なくとも1層の無機封止層、及び少なくとも1層の有機封止層を含む封止層と、前記封止層上に位置し、センシング電極を含む導電層と、前記封止層の上面と傾斜をなす側面を含む第1有機絶縁層と、前記第1有機絶縁層及び前記導電層をカバーし、前記第1有機絶縁層と屈折率が異なる第2有機絶縁層と、を含む表示装置を開示する。
第1有機絶縁層は、フォトレジストを含んでもよい。
前記封止層は、順次に積層された第1無機封止層、有機封止層及び第2無機封止層を含み、前記第1有機絶縁層の少なくとも一部は、前記第2無機封止層と直接接触してもよい。
前記第1有機絶縁層は、前記画素定義膜の前記開口と重畳する第1開口と、前記画素定義膜のボディ部分と重畳するボディ部分と、を含んでもよい。
前記第1開口の幅は、前記画素定義膜の前記開口の幅よりも広くてもよい。
前記第2有機絶縁層は、前記第1開口を少なくとも部分的に充填し、前記第2有機絶縁層の屈折率は、前記第1有機絶縁層の屈折率よりも大きくてもよい。
前記第1有機絶縁層は、前記画素定義膜の開口と重畳するボディ部分を含み、前記第1有機絶縁層の前記側面は、前記封止層から遠くなる方向に逆テーパ状の傾斜面を含み、前記第2有機絶縁層の屈折率は、前記第1有機絶縁層の屈折率よりも小さくてもよい。
前記第1有機絶縁層のエッジ部分は、前記画素定義膜のボディ部分の一部と重畳してもよい。
本発明の実施形態は、封止層上に位置する機能層の第1絶縁層及び第2絶縁層を利用するので、層数を減らすことができ、工程を単純にすることができる。また、層数が少なくなることにより、表示要素から放出された光が外部ユーザに視認されるまでの光学的性能、例えば、表示装置自体の透過率を向上させることができる。また、タッチセンシングの機能、及び光学的性能を向上させる機能を備えた機能層を具備することにより、製造効率及びコストを大きく改善させることができる。
ここで、そのような効果により、本発明の範囲が限定されるものではないということは言うまでもない。
本発明の一実施形態による表示装置を概略的に示した平面図である。 本発明の一実施形態による表示装置のいずれか1つの画素に具備された表示要素、及びそれに接続された画素回路を示す図面である。 本発明の一実施形態による表示装置を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態による機能層の平面図であり、機能層に含まれたタッチ電極を概略的に示す図面である。 本発明の一実施形態による機能層の平面図であり、図4のV部分を拡大した平面図である。 本発明の一実施形態による機能層の平面図であり、図4のV部分を拡大した平面図である。 本発明の一実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を示した平面図である。 本発明の一実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を示した断面図である。 本発明の他の実施形態による表示装置を図示した断面図である。 本発明の他の実施形態による表示装置を図示した断面図である。 本発明の他の実施形態による表示装置を図示した断面図である。 本発明の他の実施形態による表示装置を示した断面図である。 本発明の他の実施形態による表示装置を示した平面図である。 本発明の一実施形態による表示装置を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態による表示装置を概略的に示した断面図である。
本発明は、多様な変更を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができる。以下において、複数の実施形態を図面に例示し、詳細に説明する。本発明の効果、特徴、及びそれらを達成する装置または方法は、以下において図面と共に詳細に説明されている実施形態を参照することで、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態で具現可能である。
以下において、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面を参照して説明するとき、同一または対応する構成要素は、同一の符号を付し、それについての重複する説明は、省略する。
以下の実施形態において、第1、第2のような用語は、限定的な意味ではなく、1つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用される。
以下の実施形態において、単数の表現は、文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。
以下の実施形態において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴または構成要素が存在するということを意味するものであり、一以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性をあらかじめ排除するものではない。
以下の実施形態において、膜、領域、構成要素のような部分が異なる部分の上または上部にあるとするとき、他の部分の真上にある場合だけではなく、間に、他の膜、領域、構成要素などが介在されている場合も含む。
図面においては、説明の便宜上、構成要素の大きさが誇張または縮小される場合がある。例えば、図面に示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜上、任意に示されているので、本発明は、必ずしも図示されたところに限定されるものではない。
ある実施形態が異なって具現可能である場合、特定の工程順序は、説明される順序と異なるように行われてもよい。例えば、連続して説明される2つの工程が実質的に同時に行われてもよく、説明される順序と反対の順序に進められてもよい。
以下の実施形態において、膜、領域、構成要素などが接続されているとするとき、膜、領域、構成要素が直接接続されている場合だけではなく、膜、領域、構成要素の間に、他の膜、領域、構成要素が介在し、間接的に接続されている場合も含む。例えば、本明細書において、膜、領域、構成要素などが電気的に接続されているとするとき、膜、領域、構成要素などが直接電気的に接続されている場合だけではなく、間に、他の膜、領域、構成要素などが介在され、間接的に電気的接続されている場合も含む。
以下の実施形態において、x軸、y軸及びz軸は、直交座標系上の三軸に限定されず、それを含む広い意味にも解釈される。例えば、x軸、y軸及びz軸は、互いに直交してもよいが、互いに直交せずに、互いに異なる方向を指すこともある。
本明細書において、「A及び/またはB」は、Aであるか、Bであるか、あるいはAとBとである場合を示す。
図1は、本発明の一実施形態による表示装置を概略的に示した平面図である。
図1を参照すれば、表示装置10は、表示領域DA、及び表示領域DAに隣接した非表示領域NDAを含んでもよい。非表示領域NDAは、表示領域DAを取り囲むことができる。
表示装置10は、表示領域DAに配置された複数の画素Pを含む。各画素Pには、所定の色相の光を放出することができる表示要素が具備され、該表示要素は、スキャンラインSL及びデータラインDLにも電気的に接続される。図1は、表示装置10において、基板100の様子とも理解される。例えば、基板100が、表示領域DA及び非表示領域NDAを有するとも理解される。
非表示領域NDAには、スキャンラインSLを介して、各画素Pにスキャン信号を提供するスキャンドライバ1100、データラインDLを介して、各画素Pに具備された表示要素にデータ信号を提供するデータドライバ1200、及び第1電源電圧及び第2電源電圧を提供するための第1メイン電源配線及び第2メイン電源配線が配置されてもよい。
図1は、データドライバ1200が、基板100上に配置されたところを図示するが、他の実施形態として、データドライバ1200は、表示装置10の一側に配置されたパッドと電気的に接続されたFPCB(flexible printed circuit board)上にも配置される。
本発明の実施形態による表示装置10は、有機発光表示装置(organic light emitting display)、無機EL表示装置(inorganic electroluminescent display)、量子ドット表示装置(quantum dot display)、液晶表示装置(liquid crystal display)などを含んでもよい。以下では、本発明の一実施形態による表示装置として、有機発光表示装置を例に挙げて説明するが、本発明の表示装置は、それに制限されるものではなく、後述する特徴は、前述のような多様な方式の表示装置にも適用される。
図2は、本発明の一実施形態による表示装置のいずれか1つの画素に具備された表示要素、及びそれに接続された画素回路を示す。
図2を参照すれば、表示要素である有機発光ダイオードOLEDは、回路PCに接続される。回路PCは、第1薄膜トランジスタT1、第2薄膜トランジスタT2及びストレージキャパシタCstを含んでもよい。有機発光ダイオードOLEDは、例えば、赤色、緑色または青色の光を放出するか、あるいは赤色、緑色、青色または白色の光を放出することができる。
第2薄膜トランジスタT2は、スイッチング薄膜トランジスタであり、スキャンラインSL及びデータラインDLに接続され、スキャンラインSLから入力されるスイッチング電圧により、データラインDLから入力されたデータ電圧を、第1薄膜トランジスタT1に伝達することができる。ストレージキャパシタCstは、第2薄膜トランジスタT2と駆動電圧線PLとに接続され、第2薄膜トランジスタT2から伝達された電圧と、駆動電圧線PLに供給される第1電源電圧ELVDDとの差に該当する電圧を保存することができる。
第1薄膜トランジスタT1は、駆動薄膜トランジスタであり、駆動電圧線PLとストレージキャパシタCstとに接続され、ストレージキャパシタCstに保存された電圧値に対応し、駆動電圧線PLから有機発光ダイオードOLEDに流れる駆動電流を制御することができる。有機発光ダイオードOLEDは、駆動電流により、所定輝度を有する光を放出することができる。有機発光ダイオードOLEDの対向電極(例:カソード)は、第2電源電圧ELVSSを供給される。
図2は、回路PCが、2個の薄膜トランジスタと、1個のストレージキャパシタとを含むように説明しているが、他の実施形態において、薄膜トランジスタの個数、またはストレージキャパシタの個数は、回路PCの設計により、多様に変更されるということは言うまでもない。
図3は、本発明の一実施形態による表示装置を概略的に示した断面図であり、図1のIII−III’線による断面に該当する。
図3を参照すれば、基板100上に、表示層200が配置され、表示層200上には、封止層300及び機能層400が配置される。
基板100は、高分子樹脂またはガラス材を含んでもよい。高分子樹脂を含む基板100は、フレキシブル、ローラブルまたはベンダブルな特性を有することができる。表示層200は、複数の表示要素を含む表示要素層220、及び表示要素それぞれに接続された画素回路を含む画素回路層210を含んでもよい。表示要素層220に具備された表示要素それぞれは、画素を定義することができ、画素回路層210は、複数のトランジスタ及びストレージキャパシタを含んでもよい。
封止層300は、表示層200上に配置される。封止層300は、表示要素が、水分のような外部異物によって損傷されることを防止することができる。封止層300は、少なくとも1層の無機封止層、及び少なくとも1層の有機封止層を含んでもよい。
機能層400は、封止層300上に配置される。機能層400は、タッチ入力をセンシングするタッチセンシング層(touch-sensing layer)であり、機能層400に含まれた絶縁層は、表示要素から放出された光の出光効率を向上させるための構造を含む。すなわち、機能層400は、タッチ入力をセンシングすることができるタッチセンシング層であると共に、光学的性能を向上させることができる光学層でもある。機能層400は、タッチ入力をセンシングするために、センシング電極を具備することができ、光学的性能を向上させるために、屈折率が異なる2層を含んでもよい。
図4は、本発明の一実施形態による機能層の平面図であり、機能層400に含まれたタッチ電極を概略的に示し、図5A及び図5Bは、それぞれ本発明の一実施形態による機能層の平面図であり、図4のV部分を拡大したものである。
図4を参照すれば、機能層400は、第1方向(例:x方向)に沿って配列された複数の第1センシング電極SP1、及び第1方向に交差する第2方向(例:y方向)に沿って配列された複数の第2センシング電極SP2を含む。第1方向と第2方向は、垂直に交差することができる。隣接第1センシング電極SP1は、第1接続電極CP1を介して、互いに電気的に接続され、隣接第2センシング電極SP2は、第2接続電極CP2を介して、互いに電気的にも接続される。
第1センシング電極SP1及び第2センシング電極SP2は、導電層を含むが、該導電層は、金属層または透明導電層を含んでもよい。該金属層は、モリブデン(Mo)、マグネシウム(Mg)、銀(Ag)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、及びそれらの合金を含んでもよい。該透明導電層は、ITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、ZnO(zinc oxide)、ITZO(indium tin zinc oxide)のような透明な伝導性酸化物を含んでもよい。それ以外に、該透明導電層は、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)のような伝導性高分子、金属ナノワイヤ、炭素ナノチューブ、グラフェン(graphene)などを含んでもよい。第1接続電極CP1及び第2接続電極CP2も、それぞれ前述のような金属層または透明導電層のような導電層を含んでもよい。
センシング電極及び接続電極は、それぞれ複数の開口を含むメッシュ構造を有することができる。例えば、図5A及び図5Bに図示されているように、それぞれの第1センシング電極SP1は、導電層CTLにも形成される。導電層CTLは、複数の開口CTL−OP、及びそれぞれの開口CTL−OPを少なくとも部分的に取り囲み、それぞれの開口CTL−OPを定義するボディ部分を含み、該ボディ部分が互いに接続されながら、メッシュ構造を形成することができる。同様に、それぞれの第2センシング電極SP2、それぞれの第1接続電極CP1、及びそれぞれの第2接続電極CP2も、メッシュ構造を有することができる。
導電層CTLの各開口CTL−OPは、各画素の発光領域と重畳することができる。例えば、それぞれの開口CTL−OPは、赤色光が放出される発光領域EA−R、緑色光が放出される発光領域EA−G、または青色光が放出される発光領域EA−Bと重畳するようにも配置される。
開口CTL−OPそれぞれは、図5Aに図示されているように、導電層CTLのボディ部分によって全体的に取り囲まれ、互いに空間的に接続されていなくともよい。または、複数の開口CTL−OPのうち少なくともいずれか1つの開口CTL−OPは、導電層CTLのボディ部分によって部分的に取り囲まれ、その場合、図5Bに図示されているように、隣接開口CTL−OPは、互いに空間的にも接続される。
機能層400は、導電層CTLの上及び/または下に配置される第1絶縁層420を含んでもよく、図5A及び図5Bは、導電層CTLと重畳する第1絶縁層420を図示する。第1絶縁層420は、それぞれ発光領域と対応する第1開口420OPを含む。第1絶縁層420の第1開口420OPは、第1絶縁層420の一部分を露光して現像する工程を介して除去して形成することができる。第1開口420OPは、第1絶縁層420の上面と底面とを貫通して形成することができる。平面上において、第1開口420OPそれぞれは、それぞれの第1開口420OPと対応する発光領域の形状と同様でもある。例えば、赤色発光領域EA−R及び青色発光領域EA−B、及びそれらと対応する第1開口420OPは、それぞれが四角形または略四角形の形状を有することができ、緑色発光領域EA−G、及びそれと対応する第1開口420OPは、それぞれが六角形または八角形の形状を有するというように、互いに同様な形状を有することができる。本明細書において、対応するというのは、重畳するとも理解することができる。他の実施形態において、平面上において、第1開口420OPは、発光領域の形状と互いに異なってもよい。例えば、赤色発光領域EA−R、青色発光領域EA−B及び緑色発光領域EA−Gが多角形状であるのに対し、第1開口420OPそれぞれは、円形であるというように、互いに異なる形状を有することができる。
図6は、本発明の一実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を示した平面図であり、図7は、本発明の一実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を示した断面図であり、図6のVII−VII’線による断面に該当する。
図6を参照すれば、導電層CTLの開口CTL−OP、第1絶縁層420の第1開口420OP、及び発光領域EAは、互いに重畳する。導電層CTLの開口CTL−OPの大きさは、第1絶縁層420の第1開口420OPの大きさよりも大きく、第1絶縁層420の第1開口420OPの大きさは、発光領域EAの大きさよりも大きい。例えば、発光領域EAの第1幅W1は、第1絶縁層420の第1開口420OPの第2幅W2より狭く、第2幅W2は、導電層CTLの開口CTL−OPの第3幅W3より狭い。
導電層CTLのボディ部分は、第1絶縁層420、例えば、第1絶縁層420のボディ部分と重畳することができる。導電層CTLは、複数のサブ層を含んでもよいが、一実施形態として、図7は、導電層CTLが、第1サブ導電層CTL1及び第2サブ導電層CTL2を含むように図示する。
第1サブ導電層CTL1及び第2サブ導電層CTL2は、それぞれ第1絶縁層420を挟み、下と上とに配置され、第1サブ導電層CTL1及び第2サブ導電層CTL2の下には、基板100、有機発光ダイオードOLEDを具備する表示層、及び封止層300が配置される。
図7を参照すれば、基板100は、ガラス材の単一層でもある。または、基板100は、高分子樹脂を含んでもよい。該高分子樹脂を含む基板100は、高分子樹脂を含む層、及び無機層が積層された構造を有することができる。該高分子樹脂は、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリアクリレート(Polyacrylate)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアリレート(PAR)、ポリイミド(PI)、ポリカーボネート(PC)またはセルロースアセテートプロピオネート(CAP)などを含んでもよい。
薄膜トランジスタTFTは、非晶質シリコン、多結晶シリコンまたは有機半導体物質を含む半導体層ACT、ゲート電極GE、ソース電極SE及びドレイン電極DEを含んでもよい。半導体層ACTとゲート電極GEとの絶縁性を確保するために、シリコン酸化物、シリコン窒化物及び/またはシリコン酸窒化物などの無機物を含むゲート絶縁層203が半導体層ACTとゲート電極GEとの間にも介在される。同時に、ゲート電極GEの上部には、シリコン酸化物、シリコン窒化物及び/またはシリコン酸窒化物などの無機物を含む層間絶縁層205が配置され、ソース電極SE及びドレイン電極DEは、前述の層間絶縁層205上にも配置される。無機物を含む絶縁層は、CVD(chemical vapor deposition)またはALD(atomic layer deposition)を用いて形成される。
ゲート電極GE、ソース電極SE及びドレイン電極DEは、多様な導電性物質からも形成される。ゲート電極GEは、モリブデンまたはアルミニウムを含んでもよく、必要であれば、多層構造を取ることもできる。例えば、ゲート電極GEは、モリブデンの単一層でもあり、モリブデン層、アルミニウム層及びモリブデン層を含む3層構造でもある。ソース電極SE及びドレイン電極DEは、チタンまたはアルミニウムを含んでもよく、必要であれば、多層構造を取ることもできる。例えば、ソース電極SE及びドレイン電極DEは、チタン層、アルミニウム層及びチタン層を含む3層構造でもある。
そのような構造の薄膜トランジスタTFTと基板100との間には、シリコン酸化物、シリコン窒化物及び/またはシリコン酸窒化物のような無機物を含むバッファ層201が介在されてもよい。そのようなバッファ層201は、基板100の上面の平滑性を高め、基板100などからの不純物が、薄膜トランジスタTFTの半導体層ACTに浸透することを防止し、基板100などからの不純物を最小化させる役割を行うことができる。
薄膜トランジスタTFT上には、平坦化絶縁層207が配置されてもよい。平坦化絶縁層207は、例えば、アクリル、ベンゾシクロブテン(BCB)またはヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)のような有機物を用いて形成される。図7においては、平坦化絶縁層207が単層に図示されているが、多層であってもよい。
画素電極221は、平坦化絶縁層207上に配置される。画素電極221は、各画素に配置される。隣接画素それぞれに対応する画素電極221は、相互に離隔されて配置される。
画素電極221は、反射電極でもある。一部の実施形態において、画素電極221は、Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、及びそれらの化合物などによって形成された反射膜と、該反射膜上に形成された透明または半透明の電極層と、を具備することができる。透明または半透明の電極層は、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、亜鉛酸化物(ZnO)、インジウム酸化物(In)、インジウムガリウム酸化物(IGO)及びアルミニウム亜鉛酸化物(AZO)を含むグループのうちから選択された少なくとも1以上を具備することができる。一部の実施形態において、画素電極221は、ITO層、Ag層、ITO層の3層構造でもよい。
画素電極221上には、画素定義膜209が配置される。画素定義膜209は、各画素電極221の中心部分を露出させる第2開口209OPを有する。画素定義膜209は、画素電極221のエッジをカバーし、画素電極221のエッジと、対向電極223との距離を増大させ、画素電極221のエッジにおけるアークなどの発生を防止することができる。画素定義膜209は、ポリイミド、ポリアミド(polyamide)、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン(BCB)、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)及びフェノール樹脂のような有機絶縁物質を材料として用いて、スピンコーティングのような方法によって形成されてもよい。または、画素定義膜209は、無機絶縁物質から形成されてもよい。または、画素定義膜209は、無機絶縁物質と有機絶縁物質とを含む多層構造を有することができる。
スペーサ211は、画素定義膜209上にも配置される。スペーサ211は、後述する発光層222bを形成する工程で使用されるマスクにより、基板100とスペーサ211との間に介在される層が損傷されることを防止することができる。スペーサ211は、画素定義膜209と同一物質を含んでもよい。
画素定義膜209の第2開口209OPには、発光層222bが配置されてもよい。発光層222bは、赤色光、緑色光または赤色光を放出することができる蛍光物質またはリン光物質を含む有機物でもよい。前述の有機物は、低分子有機物または高分子有機物でもよい。
発光層222bの下及び上には、それぞれ第1機能層222a及び第2機能層222cが配置されてもよい。第1機能層222aは、例えば、ホール輸送層(HTL:hole transport layer)を含むか、あるいはホール輸送層及びホール注入層(HIL:hole injection layer)を含んでもよい。第2機能層222cは、発光層222b上に配置される構成要素であり、電子輸送層(ETL:electron transport layer)及び/または電子注入層(EIL:electron injection layer)を含んでもよい。第2機能層222cは、選択的(optional)に設けられてもよい。一部の実施形態において、第2機能層222cは、具備されない。
発光層222bが、画素定義膜209の第2開口209OPに対応するように、各画素に配置されるのに対し、第1機能層222a及び第2機能層222cは、それぞれ後述する対向電極223と同様に、基板100を全体的にカバーするように、例えば、基板100の表示領域を全体的にカバーするように一体に形成された共通層でもよい。
対向電極223は、第1機能層222a、発光層222b及び第2機能層222cを含む中間層222上にも配置される。
対向電極223は、銀(Ag)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、金(Au)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、イリジウム(Ir)、クロミウム(Cr)、リチウム(Li)、カルシウム(Ca)、またはそれらの合金などを含む(半)透明層を含んでもよい。または、対向電極223は、前述の物質を含む(半)透明層上に、ITO、IZO、ZnOまたはInのような層をさらに含んでもよい。一実施形態において、対向電極223は、銀(Ag)、マグネシウム(Mg)、または銀(Ag)とマグネシウム(Mg)との合金を含んでもよい。
封止層300は、少なくとも1層の無機封止層、及び少なくとも1層の有機封止層を含んでもよい。例えば、封止層300は、図7に図示されているように、第1無機封止層310、有機封止層320及び第2無機封止層330を含んでもよい。
第1無機封止層310及び第2無機封止層330は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化亜鉛、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物のうちから選択された1以上の無機絶縁物を含んでもよい。第1無機封止層310及び第2無機封止層330は、前述の無機絶縁物を含む単一層構造または多層構造を有することができる。
有機封止層320は、第1無機封止層310及び/または第2無機封止層330の内部ストレスを緩和させることができる。有機封止層320は、ポリマー系の物質を含んでもよい。該ポリマー系の素材においては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレンソルホネート、ポリオキシメチレン、ポリアリレート、ヘキサメチルジシロキサン、アクリル系樹脂(例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル酸など)、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
有機封止層320は、フロー性を有するモノマーを塗布した後、熱や、紫外線のような光を利用し、モノマー層を硬化させることによって形成することができる。または、有機封止層320は、前述のポリマー系の物質を塗布して形成することができる。
機能層400は、封止層300上に配置される。機能層400は、第1サブ導電層CTL1及び第2サブ導電層CTL2、第1絶縁層420、並びに第2絶縁層440を含むが、第1サブ導電層CTL1と第2サブ導電層CTL2は、第1絶縁層420の下及び上にも配置される。第1サブ導電層CTL1と第2サブ導電層CTL2は、第1絶縁層420に形成されたコンタクトホール420ctを介しても接続される。先に、図5A及び図5Bを参照して説明した第1センシング電極SP1及び第2センシング電極SP2それぞれは、図7に図示されているように、コンタクトホール420ctを介して接続された第1サブ導電層CTL1と第2サブ導電層CTL2との2層構造によって形成されてもよい。
第1サブ導電層CTL1と第2サブ導電層CTL2は、金属層または透明導電層を含んでもよく、該金属層は、モリブデン(Mo)、マグネシウム(Mg)、銀(Ag)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、及びそれらの合金を含んでもよい。該透明導電層は、ITO、IZO、ZnO、ITZOのような透明な伝導性酸化物を含んでもよい。それ以外に、透明導電層は、PEDOTのような伝導性高分子、金属ナノワイヤ、炭素ナノチューブ、グラフェンなどを含んでもよい。一実施形態において、第1サブ導電層CTL1と第2サブ導電層CTL2とのそれぞれは、チタン層、アルミニウム層及びチタン層の3層構造を有することができる。
第1絶縁層420は、発光領域EAと重畳する第1開口420OPを含んでもよい。発光領域EAは、画素定義膜209の第2開口209OPによって定義される。例えば、画素定義膜209の第2開口209OPの幅が、発光領域EAの幅(第1幅)W1である。第1絶縁層420の第1開口420OPは、画素定義膜209の第2開口209OPと重畳するが、第1開口420OPの第2幅W2は、画素定義膜209の第2開口209OPの幅(第1幅)W1より広い。第1開口420OPを定義する第1絶縁層420のボディ部分は、画素定義膜209のボディ部分と重畳することができる。例えば、第1絶縁層420のボディ部分は、画素定義膜209のボディ部分にだけ重畳することができる。第1絶縁層420のボディ部分は、第1絶縁層420の第1開口420OPと区別される部分であり、所定ボリュームを有している部分を意味する。同様に、画素定義膜209のボディ部分は、画素定義膜209の第2開口209OPと区別されるものであり、所定のボリュームを有している部分を示す。
第1絶縁層420は、フォトレジストを含んでもよい。第1絶縁層420は、封止層300上に、フォトレジストを全体的に塗布した後、露光して現像することによって形成されてもよい。
第2絶縁層440は、第1絶縁層420上に配置され、第1絶縁層420の第1開口420OPを、少なくとも部分的に充填することができる。例えば、第2絶縁層440は、第1開口420OPを全体的に充填することができる。第2絶縁層440は、偏平または略偏平な上面を含み、第1開口420OPに重畳する第2絶縁層440部分の厚みは、他の部分(例えば、第1絶縁層420の上面と重畳する部分)の厚みよりも厚い。
第2絶縁層440は、第1開口420OPを定義する第1絶縁層420の側面420S及び上面と直接接触することができる。また、第2絶縁層440は、第1開口420OPを介して、封止層300と直接接触することができ、一実施形態において、図7は、第2絶縁層440が第1開口420OPを介して、第2無機封止層330と直接接触しているところを図示する。
第1絶縁層420の側面420Sは、傾斜面を含んでもよい。封止層300の上面(例えば、第2無機封止層の上面)と、第1絶縁層420の側面420Sとの間の劣角(minor angle)θ(以下、傾斜角という)は、少なくとも70°以上でもよい。例えば、傾斜角度θは、70°≦θ<90°でもよい。または、傾斜角度θは、70°≦θ≦87°でもよく、70°≦θ≦85°でもよく、70°≦θ≦83°でもよく、70°≦θ≦80°でもよい。
第1絶縁層420の側面420Sが封止層300の上面に対して順方向にテーパ状傾斜面を含むことにより、第1開口420OPは、基板100の上面に垂直である方向(z方向)に沿って、基板100から遠くなるほど、その幅が徐々に増大する。第1開口420OPの上部(upper portion)の幅は、下部(lower portion)の幅よりも広く、このとき、前述の第1開口420OPの第2幅W2は、下部幅に該当する。
第2絶縁層440は、機能層400に含まれた導電層、例えば、第1サブ導電層CTL1及び第2サブ導電層CTL2をカバーすることにより、前述の導電層を保護することができる。
第2絶縁層440は、第1絶縁層420より屈折率が大きい材料、例えば、高屈折率の有機物を含んでもよい。第2絶縁層440は、UVによって硬化される物質を含んでもよい。有機発光ダイオードOLEDから放出され、基板100の上面に、垂直方向(z方向)に対して斜めな方向に進む光Lは、第1絶縁層420の側面420Sで全反射され、表示装置の外部に進むことができるため、有機発光ダイオードOLEDの出光効率が向上され、輝度が上昇する。
図7においては、機能層400に含まれた導電層が、第1サブ導電層CTL1及び第2サブ導電層CTL2のコンタクトホールを介して接続された二重層構造を含み、第1センシング電極SP1及び第2センシング電極SP2(図4)がそれぞれ前述の二重層構造の導電層によっても形成されたと説明したが、本発明は、それに限定されるものではない。機能層400は、第1絶縁層420の下または上に配置される単一(single body)の導電層を含んでもよく、第1センシング電極SP1及び第2センシング電極SP2は、それぞれ単一の導電層によって形成されてもよい。
図8ないし図10は、それぞれ本発明の他の実施形態による表示装置を図示した断面図である。図8ないし図10の表示装置を参照すれば、基板100から封止層300までの積層構造は、先に図7を参照して説明したところと同様であるので、以下では、機能層400の構造を中心に説明する。
図8ないし図10を参照すれば、機能層400は、単一の導電層CTLを含んでもよい。導電層CTLは、第1絶縁層420の上、例えば、第1絶縁層420と第2絶縁層440との間にも配置される(図8)。または、導電層CTLは、第1絶縁層420の下にも配置され、例えば、図9に図示されているように、第1絶縁層420にカバーされるように、封止層300と第1絶縁層420との間にも配置される。または、図10に図示されているように、導電層CTLは、封止層300上に配置され、第1絶縁層420によってカバーされない。機能層400において、導電層CTLの位置を除いた他の特徴は、先に図7を参照して説明した通りである。
図11は、本発明の他の実施形態による表示装置を示した断面図であり、図12は、本発明の他の実施形態による表示装置を示した平面図である。
図11の表示装置において、基板100から封止層300までの構造は、先に図7を参照して説明したところと同一であるので、以下では、機能層400’を中心に説明する。
機能層400’は、導電層CTL、第1絶縁層420’及び第2絶縁層440’を含み、第1絶縁層420’は、封止層300の上面、例えば、第2無機封止層330の上面と接触することができる。
第1絶縁層420’は、図11及び図12に図示されているように、発光領域EAをカバーすることができる。第1絶縁層420’は、各画素の発光領域EAに対応しても配置される。例えば、隣接発光領域EAにそれぞれ配置された第1絶縁層420’は、互いに離隔されて配置されてもよい。言い換えれば、第1絶縁層420’のボディ部分は、各画素の発光領域EAと重畳するように位置し、隣接画素に配置されたボディ部分の間には、第1絶縁層420’の一部が除去されながら形成された除去部分(または、開口部分)が位置すると理解することができる。
先に図7を参照して説明した第1絶縁層420は、画素定義膜209と重畳するように配置され、順方向テーパ状側面420Sを有する台形の断面を有していたが、図11に図示された第1絶縁層420’は、発光領域EAと重畳するように配置され、逆テーパ状側面420’Sを有する逆台形の断面を有することができる。
第1絶縁層420’の側面420’Sは、傾斜面、例えば、封止層300から遠くなる方向に沿って、逆テーパ状の傾斜面を含んでもよい。封止層300の上面(例えば、第2無機封止層の上面)と第1絶縁層420’の側面420’Sとの劣角θ(傾斜角度)は、少なくとも70°以上でもよい。例えば、傾斜角度θは、70°≦θ<90°でもよい。または、傾斜角度θは、70°≦θ≦87°でもよく、70°≦θ≦85°でもよく、70°≦θ≦83°でもよく、70°≦θ≦80°でもよい。
第1絶縁層420’の幅W2’は、発光領域EAの第1幅W1’よりも広い。ここで、発光領域EAの第1幅W1’は、前述のように、画素定義膜209の第2開口209OPの幅に該当する。第1絶縁層420’の側面420’Sが逆テーパ状の傾斜面を含むことにより、第1絶縁層420’、例えば、第1絶縁層420’のボディ部分は、基板100の上面に垂直である方向(z方向)に沿って、基板100から遠くなるほど、その幅が徐々に増大し、このとき、前述の第1絶縁層420’の幅W2’は、下部の幅に該当する。先に図5A及び図5Bを参照して説明したように、導電層CTLは、開口CTL−OPを含むが、開口CTL−OPの第3幅W3は、第1絶縁層420’の幅W2’よりも広い。
第1絶縁層420’は、露光工程及び現象工程などを介しても形成され、フォトレジストを含んでもよい。第1絶縁層420’は、第2絶縁層440’にカバーされるが、第2絶縁層440’は、第1絶縁層420’の側面420’S及び上面にそれぞれ接触することができる。
第2絶縁層440’は、第1絶縁層420’より屈折率が小さい材料、例えば、低屈折率の有機物を含んでもよい。有機発光ダイオードOLEDから放出され、基板100の上面に垂直した方向(z方向)に対し、斜めな方向に進行する光は、第1絶縁層420’の側面420’Sで反射され、表示装置の外部に進むことができるが、有機発光ダイオードOLEDの出光効率が向上し、輝度が上昇することができる。
図13は、本発明の一実施形態による表示装置を概略的に示した断面図である。
表示領域DAには、各画素に表示要素が配置される。例えば、図13に図示されているように、基板100上の表示層200は、第1有機発光ダイオードOLED1及び第2有機発光ダイオードOLED2を含む。第1有機発光ダイオードOLED1及び第2有機発光ダイオードOLED2は、それぞれ薄膜トランジスタTFTに電気的に接続され、表示層200の具体的構造は、先に図7を参照して説明した通りである。
第1有機発光ダイオードOLED1は、第1色相の光を放出し、第2有機発光ダイオードOLED2は、第2色相の光が放出される。第1発光領域EA1から放出された定義された第1色相の光Lc1、及び第2発光領域EA2から放出された第2色相の光Lc2は、それぞれ、第1絶縁層420の側面420Sで全反射され、外部に向けて進むことができる。第1色相と第2色相は、互いに異なる色相である。
図13は、機能層400が、図7を参照して説明した構造を有するように図示されているが、本発明は、それに限定されるものではない。他の実施形態において、機能層400は、図8ないし図10を参照して説明した実施形態において、いずれか1つの実施形態、または図11を参照して説明した実施形態、または前述の実施形態から派生される実施形態による構造を有することができるということは言うまでもない。
図14は、本発明の一実施形態による表示装置を概略的に示した断面図である。
図14を参照すれば、表示領域DAは、所定の色相を光を放出する発光領域EA及び透過領域TAを含んでもよい。発光領域EAに対応して配置された有機発光ダイオードOLEDから放出された光Lcは、機能層400に具備された第1絶縁層420及び第2絶縁層440の構造を介して、出光効率が向上するということは、前述の通りである。
透過領域TAは、表示装置では生じない外部の光Leが、基板100の背面から機能層400に向ける方向に沿い(または、その反対方向に沿う)、表示装置を貫通して進む領域である。透過領域TAの透過度を向上させるために、表示層200に含まれた層のうち少なくとも1層は、透過領域TAに対応する部分が除去される。例えば、対向電極223は、透過領域TAに位置する開口部223OPを含み、透過領域TAにおける透過度を向上させることができる。
透過領域TAには、有機発光ダイオードのような表示要素が配置されないので、有機発光ダイオードOLEDから放出された光の出光効率を向上させるための構造、例えば、傾いた側面420Sを有する第1絶縁層420の構造が透過領域TAに配置されない。
図14は、機能層400が図7を参照して説明した構造を有するように図示されているが、本発明は、それに限定されるものではない。他の実施形態において、機能層400は、図8ないし図10を参照して説明した実施形態において、いずれか1つの実施形態、または図11を参照して説明した実施形態、または前述の実施形態から派生される実施形態による構造を有することができるということは言うまでもない。
以上、本発明は、図面に図示された一実施形態を参照して説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、当該分野において当業者であるならば、それらから多様な変更、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。
100 基板
200 表示層
209 画素定義膜
209OP 画素定義膜の開口(第2開口)
221 画素電極
222 中間層
223 対向電極
300 封止層
310 第1無機封止層
320 有機封止層
330 第2無機封止層
400,400’ 機能層(タッチセンシング層)
420,420’ 第1絶縁層(第1有機絶縁層)
420S,420’S 側面
420OP,420’OP 第1開口
440,440’ 第2絶縁層(第2有機絶縁層)

Claims (20)

  1. 基板と、
    前記基板上に配置された表示要素と、
    前記表示要素上に配置され、少なくとも1層の無機封止層、及び少なくとも1層の有機封止層を含む封止層と、
    前記封止層上に配置されるタッチセンシング層と、を含み、
    前記タッチセンシング層は、
    前記封止層の上面に対して傾いた側面を具備し、有機物を含む第1絶縁層と、
    センシング電極を含む導電層と、
    前記導電層をカバーし、前記第1絶縁層と異なる屈折率の第2絶縁層と、を含む表示装置。
  2. 前記第1絶縁層の少なくとも一部は、前記封止層の上面と直接接触することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記封止層は、順次に積層された第1無機封止層、有機封止層及び第2無機封止層を含み、前記第1絶縁層の少なくとも一部は、前記第2無機封止層と直接接触することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記第1絶縁層は、フォトレジストを含むことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  5. 前記第1絶縁層は、前記表示要素の発光領域と重畳し、前記側面によって定義される第1開口を含み、
    前記第2絶縁層は、前記第1開口を少なくとも部分的に充填することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  6. 前記第2絶縁層の屈折率は、前記第1絶縁層の屈折率より大きいことを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
  7. 前記表示要素は、
    画素電極と、
    前記画素電極のエッジをカバーし、前記画素電極と重畳する第2開口を含む画素定義膜と、
    前記第2開口に位置する発光層と、
    前記発光層をカバーする対向電極と、を含み、
    前記第1絶縁層のボディ部分は、前記画素定義膜と重畳することを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
  8. 前記第1開口の幅は、前記第2開口の幅より広いことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記第1絶縁層は、前記表示要素の発光領域と重畳し、前記発光領域の幅より広幅を有することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  10. 前記第1絶縁層の前記側面は、前記封止層から遠くなる方向に逆テーパ状の傾斜面を含むことを特徴とする請求項9に記載の表示装置。
  11. 前記表示要素は、
    画素電極と、
    前記画素電極のエッジをカバーし、前記画素電極と重畳する第2開口を含む画素定義膜と、
    前記第2開口と重畳するように位置する発光層と、
    前記発光層をカバーする対向電極と、を含み、
    前記第1絶縁層の中央部分は、前記第2開口に重畳し、エッジ部分は、前記画素定義膜と重畳することを特徴とする請求項9に記載の表示装置。
  12. 前記第1絶縁層の屈折率は、前記第2絶縁層の屈折率より大きいことを特徴とする請求項9に記載の表示装置。
  13. 基板と、
    前記基板上の画素電極と、
    前記画素電極と重畳する開口を含み、発光領域を定義する画素定義膜と、
    前記開口に位置する発光層と、
    前記発光層上の対向電極と、
    前記対向電極上に位置し、少なくとも1層の無機封止層、及び少なくとも1層の有機封止層を含む封止層と、
    前記封止層上に位置し、センシング電極を含む導電層と、
    前記封止層の上面と傾斜をなす側面を含む第1有機絶縁層と、
    前記第1有機絶縁層及び前記導電層をカバーし、前記第1有機絶縁層と屈折率が異なる第2有機絶縁層と、を含む表示装置。
  14. 第1有機絶縁層は、フォトレジストを含むことを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  15. 前記封止層は、順次に積層された第1無機封止層、有機封止層及び第2無機封止層を含み、前記第1有機絶縁層の少なくとも一部は、前記第2無機封止層と直接接触することを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  16. 前記第1有機絶縁層は、
    前記画素定義膜の前記開口と重畳する第1開口と、
    前記画素定義膜のボディ部分と重畳するボディ部分と、を含むことを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  17. 前記第1開口の幅は、前記画素定義膜の前記開口の幅より広いことを特徴とする請求項16に記載の表示装置。
  18. 前記第2有機絶縁層は、前記第1開口を少なくとも部分的に充填し、前記第2有機絶縁層の屈折率は、前記第1有機絶縁層の屈折率より大きいことを特徴とする請求項16に記載の表示装置。
  19. 前記第1有機絶縁層は、前記画素定義膜の開口と重畳するボディ部分を含み、前記第1有機絶縁層の前記側面は、前記封止層から遠くなる方向に逆テーパ状の傾斜面を含み、
    前記第2有機絶縁層の屈折率は、前記第1有機絶縁層の屈折率より小さいことを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  20. 前記第1有機絶縁層のエッジ部分は、前記画素定義膜のボディ部分の一部と重畳することを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
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