KR102297348B1 - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 현존하는 잉크 방울 크기와 정밀도의 한계 내에서 4배 큰 고해상도 화소 인쇄를 할 수 있도록 하기 위하여 사각형 구조로 화소를 구현하여 해상도가 향상된 표시장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 표시장치는, 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제1 부화소로 구성된 제1 발광그룹; 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제2 부화소로 구성된 제2 발광그룹; 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제3 부화소로 구성된 제3 발광그룹; 및 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제4 부화소로 구성된 제4 발광그룹;을 포함하며, 서로 가장 가깝게 배치되는 4개의 제1 부화소, 제2 부화소, 제3 부화소 및 제4 부화소가 하나의 화소를 이루도록 구성된다.

Description

표시장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 해상도가 향상된 표시장치에 관한 것이다.
표시장치는 이미지를 표시하는 장치로서, 최근 유기발광 표시장치가 주목받고 있다.
유기발광 표시장치는 캐소드, 애노드 및 유기발광층으로 이루어진 유기발광다이오드(organic light emitting device, OLED)를 포함하는 복수의 화소를 포함하며, 각 화소에는 유기발광다이오드를 구동하기 위한 복수의 트랜지스터 및 커패시터(Capacitor)가 형성되어 있다. 복수의 트랜지스터는 기본적으로 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 포함한다. 또한, 캐소드의 상부에 습기와 산소로부터 유기발광층을 보호하기 위하여 무기막들과 유기막이 혼합 구성된 박막봉지층이 형성된다.
이러한 유기발광표시장치는 자체 발광 특성을 가지며, 액정 표시장치(liquid crystal display device)와 달리 별도의 광원이 필요하지 않으므로 두께와 무게를 줄일 수 있는 장점이 있으며, 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다.
일반적으로 유기발광 표시장치는 각각이 서로 다른 색의 빛을 발광하는 복수의 화소들을 포함하며, 이 복수의 화소들이 발광하여 이미지를 표시한다.
여기서, 화소(Pixel)란 이미지를 표시하는 최소 단위를 의미하며, 이웃하는 화소 사이에는 각 화소를 구동하기 위한 게이트 라인, 데이터 라인, 구동 전원 라인 등의 전원 라인 및 각 화소의 면적 또는 형태 등을 정의하기 위한 화소 정의막 등의 절연층 등이 위치할 수 있다.
종래의 유기발광 표시장치의 화소를 구성하는 유기 발광층은 파인메탈마스크(fine metal mask, FMM) 등의 마스크를 이용하여 증착 형성하였는데, 화소의 개구율 확보를 위해 이웃하는 화소 간의 간격을 짧게 형성할 경우 증착 신뢰도가 저하되는 문제점이 있었으며, 증착 신뢰도 향상을 위해 화소 간의 간격을 멀게 형성할 경우 화소의 개구율이 저하되는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 유기발광 표시장치의 제조에 잉크젯 인쇄 기술이 사용되고 있다.
예를 들어, LCD용 컬러 필터(Color Filter: CF)의 제조 분야, OLED용 정공주입층(HIL, Hole Injection Layer), 정공수송층(HTL, Hole Transporting Layer), RGB 발광층(EML, Emission Material Layer)의 제조 분야, 폴리머 OLED에서 정공주입층(HIL), 중간층(IL, Interlayer), 폴리머 RGB 발광층의 제조 분야 등에 잉크젯 인쇄 기술이 사용되고 있다.
현재, 잉크젯 인쇄 기술을 이용한 RGB 픽셀 인쇄는 양산 적용이 가능한 300PPI(Pixels per Inch) 이하의 대형 TV용 컬러필터나 QD색변환(QDCC)층을 인쇄하는데 주로 개발 및 적용이 되고, 폴리머 OLED 인쇄 기술은 마찬가지로 300PPI 이하의 4K 모니터나 중형 표시장치를 제조하는데 적용되고 있다.
현재, 자발광형으로 또는 색변환용으로 개발되고 있는 페로브스카이트(Perovskite) 잉크, 인광(Phosphor) 잉크 그리고 청색, 적색, 녹색 나노 LED를 포함한 잉크들을 이용하여 RGB 픽셀 인쇄에 적용하는데도 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 현재 잉크젯 인쇄 기술이 300PPI 이하의 표시장치에만 적용되고 있는 가장 큰 원인은, 픽셀 크기, 잉크 방울의 크기, 장비의 공차 및 헤드의 인쇄 정밀도 등을 고려한 실제 잉크 방울들의 인쇄 정밀도를 고려하여 안정적으로 양산을 수행할 수 있는 범위 내에서 RGB 잉크젯 인쇄를 수행하기 때문이다.
구체적으로, 잉크젯 인쇄 기술은 잉크젯 헤드가 토출할 수 있는 잉크 방울의 크기를 0.5pl(직경9.85㎛) 이하로 작게 할 수 없어서 잉크 방울보다 작은 픽셀에 잉크 방울을 도포하는 것이 불가능하다.
또한, 잉크 방울 토출 시 발생하는 사행, 속도 오차, 장비의 정밀도 오차, 기판의 정렬 오차 등 다양한 정밀도 오차 때문에 실제로 잉크 방울의 정밀도 오차를 고려하여 잉크 방울 크기보다 더 큰 픽셀에 인쇄할 수밖에 없다.
이러한 문제로 실제로 잉크젯 방식으로 구현할 수 있는 표시장치의 해상도는 이론적으로는 최고 800PPI, 실제적으로 최고 500PPI로 제한되고 있다.
그러나, 5G 고속 통신이 가능해지면서 현재 최고 577PPI(3K) 해상도 휴대폰용 표시장치도 800PPI(4K) 수준으로 더 높은 해상도를 갖는 표시장치가 요구되고 있고, 또한, 가까운 미래에 휴대폰을 대신할 것으로 전망되어 개발되고 있는 증강현실(AR), 가상현실(VR), 혼합현실(MR), 확장현실(XR)용 글라스에 적용되는 표시장치의 해상도는 2000PPI 이상의 초고해상도 표시장치가 요구되고 있는 실정이다.
공개특허공보 제10-2020-0133095호(2020. 11. 26.)
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 현존하는 잉크 방울 크기와 정밀도의 한계 내에서 4배 큰 고해상도 화소 인쇄를 할 수 있도록 하기 위하여 사각형 구조로 화소를 구현하여 해상도가 향상된 표시장치를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 표시장치는, 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제1 부화소로 구성된 제1 발광그룹; 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제2 부화소로 구성된 제2 발광그룹; 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제3 부화소로 구성된 제3 발광그룹; 및 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제4 부화소로 구성된 제4 발광그룹;을 포함하며, 서로 가장 가깝게 배치되는 4개의 제1 부화소, 제2 부화소, 제3 부화소 및 제4 부화소가 하나의 화소를 이루도록 구성된 표시장치.
일실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제4 발광그룹은 각각 복수개로 형성되어, 박막 트랜지스터 기판 상에 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 매트릭스 형태로 배열되며, 상기 제1 내지 제4 발광그룹의 단위 면적당 개수는 모두 동일하도록 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제4 발광그룹은 서로 동일한 간격으로 이격되어 배치되고, 상기 제1 내지 제4 발광그룹 중 서로 이웃하는 2개의 발광그룹의 중심 사이는 제1 거리만큼 이격되고, 서로 가장 가까운 동일 발광그룹 사이는 상기 제1 거리의 2배인 제2 거리만큼 이격되도록 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 하나의 화소를 이루는 상기 제1 내지 제4 부화소는 사각형 형태로 배치되도록 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제4 부화소의 중심각이 90°로 형성되고, 90°이하로 형성된 코너부는 둥글게 라운드 처리되어 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제4 발광그룹은 적색, 녹색, 청색 및 백색 중의 어느 하나의 색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제1 내지 제4 발광그룹은 서로 다른 색광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제4 발광그룹은 적색, 녹색, 청색 및 백색 중의 어느 하나의 색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제1 내지 제4 발광그룹 중 2개의 발광그룹이 동일 색광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 동일 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 동시에 제어되도록 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 서로 다른 박막 트랜지스터와 각각 전기적으로 연결되어 개별 제어되도록 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 청색광을 방출하도록 구성되고, 나머지 중 하나의 발광그룹은 적색광을 방출하며, 나머지 중 다른 하나의 발광그룹은 녹색광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 녹색광을 방출하도록 구성되고, 나머지 중 하나의 발광그룹은 적색광을 방출하며, 나머지 중 다른 하나의 발광그룹은 청색광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 적색광을 방출하도록 구성되고, 나머지 중 하나의 발광그룹은 녹색광을 방출하며, 나머지 중 다른 하나의 발광그룹은 청색광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제4 발광그룹 각각은, 4개의 부화소에 각각 대응하는 4개의 화소 전극; 상기 4개의 화소 전극 각각 적층되는 4개의 발광층; 및 상기 4개의 발광층에 각각 적층되는 4개의 대향 전극;을 포함하여 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제4 발광그룹 각각은, 4개의 부화소에 각각 대응하는 4개의 화소 전극; 상기 4개의 화소 전극과 모두 중첩하는 하나의 발광층; 및 상기 4개의 화소 전극에 각각 대응하여 상기 발광층에 각각 적층되는 4개의 대향 전극;을 포함하여 구성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 제1 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제2 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제3 발광그룹에 형성된 발광층 및 상기 제4 발광그룹에 형성된 발광층은 각각 서로 다른 잉크로 잉크젯 프린팅에 의해 형성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 제1 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제2 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제3 발광그룹에 형성된 발광층 및 상기 제4 발광그룹에 형성된 발광층은 잉크젯 프린팅에 의해 형성되고, 상기 제1 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제2 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제3 발광그룹에 형성된 발광층 및 상기 제4 발광그룹에 형성된 발광층 중 적어도 2개의 발광층은 동일 잉크로 잉크젯 프린팅에 의해 형성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 제1 발광그룹, 상기 제2 발광그룹, 상기 제3 발광 그룹 및 제4 발광그룹 중 적어도 어느 하나의 발광그룹은 크기가 다르게 형성될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 박막 트랜지스터 기판 상에 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 하나의 열로 배열될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 현존하는 잉크 방울 크기와 정밀도로 4배 큰 고해상도 화소 인쇄를 할 수 있고, 이를 통해 현존하는 잉크젯 기술로 최소 2000PPI 더 나아가 2400PPI까지 구현할 수 있는 이점이 있다. 즉, 4K 휴대폰 그리고 AR, VR, MA, XR 등 고해상도 표시장치를 잉크젯 방식으로 제조할 수 있게 하는 이점이 있다.
또한, 사각형 구조로 화소를 구현함으로써, 부화소의 중심각이 90°를 이루게 되어 부화소 내의 모든 모서리가 예각이 없는 구조로 형성됨과 함께 각 모서리 부분을 둥글게 라운드 처리함에 따라 잉크젯 잉크의 인쇄 품질을 높일 수 있음과 더불어 개구율의 손실을 최소화할 수 있으며, 같은 면적에서 더 넓은 색의 광을 방출할 수 있어서 표시장치의 밝기를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 경쟁 기술 대비 적은 수의 화소로 4배 큰 고해상도를 달성하여 관련 박막 트랜지스터 구조를 단순하게 할 수 있는 이점이 있다.
또한, 4배 큰 고해상도의 RGB 픽셀 인쇄를 수행하여 컬러필터가 없는 마이크로 OLED을 구현할 수 있어서 기존 컬러필터 방식 대비 더 높은 광효율을 얻을 수 있다.
또한, 낮은 해상도의 TV용 OLED도 쉽게 고해상도를 만들 수 있으며, 특히, 고해상도 TV 제조 시 MMG(Multi Model Glass) 방식으로 하나의 Mother Glass에서 다양한 크기의 표시장치를 만들 때 Glass를 회전하지 않고도 다른 방향의 화소 배치를 가진 표시장치 제조가 가능한 이점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 화소 배열의 일부를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 화소 배열의 일부를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치의 화소 배열의 일부를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치의 화소 배열의 일부를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 표시장치의 화소 배열의 일부를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시장치의 화소 배열의 일부를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시장치의 화소 배열의 일부를 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제1 발광그룹을 구성하는 제1 부화소를 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제1 발광그룹에 대응하는 단면도이다.
도 11은 폴리머 OLED 구조를 도시한 개략도이다.
도 12는 잉크젯 인쇄 방법을 이용하여 RGB 폴리머 OLED를 제조하는 과정을 도시한 개략도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수 항목들의 조합 또는 복수 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘연결되어’있다거나 ‘접속되어’있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘직접 연결되어’있다거나 ‘직접 접속되어’있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, ‘포함하다’또는 ‘구비하다’, ‘가지다’등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치(10)는 박막 트랜지스터 기판 상의 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 복수의 화소(Px)가 매트릭스 형태로 반복하여 배열되며, 상기 제1 방향은 X축 방향이 될 수 있고, 상기 제2 방향은 Y축 방향이 될 수 있다.
각각의 상기 화소(Px)는, 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 적색광, 녹색광, 청색광 및 백색광 중 어느 하나의 색광을 방출하는 제1 부화소(100sp), 제2 부화소(200sp), 제3 부화소(300sp) 및 제4 부화소(400sp)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2의 예시에서, 제1 부화소(100sp)는 녹색광을 방출하고, 제2 부화소(200sp)는 적색광을 방출하며, 제3 부화소(300sp)와 제4 부화소(400sp)는 청색광을 방출하도록 구성되며, 이러한 색광의 조합은 다양하게 변경이 가능하며, 다양한 실시예에 대해 설명하도록 한다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치에 대하여 설명하도록 한다.
제1 실시예에 따른 표시장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 제1 부화소(100sp)로 구성된 제1 발광그룹(100), 4개의 제2 부화소(200sp)로 구성된 제2 발광그룹(200), 4개의 제3 부화소(300sp)로 구성된 제3 발광그룹(300) 및 4개의 제4 부화소(400sp)로 구성된 제4 발광그룹(400)을 포함하여 구성된다.
상기 제1 발광그룹(100)을 구성하는 4개의 제1 부화소(100sp)는 동일 색광을 방출하도록 구성되고, 각각의 상기 제1 부화소(100sp)는 서로 다른 화소(Px)에 포함되도록 구성된다.
상기 제2 발광그룹(200)을 구성하는 4개의 제2 부화소(200sp)는 동일 색광을 방출하도록 구성되고, 각각의 상기 제2 부화소(200sp)는 서로 다른 화소(Px)에 포함되도록 구성된다.
상기 제3 발광그룹(300)을 구성하는 4개의 제3 부화소(300sp)는 동일 색광을 방출하도록 구성되고, 각각의 상기 제3 부화소(300sp)는 서로 다른 화소(Px)에 포함되도록 구성된다.
상기 제4 발광그룹(400)을 구성하는 4개의 제4 부화소(400sp)는 동일 색광을 방출하도록 구성되고, 각각의 상기 제4 부화소(400sp)는 서로 다른 화소(Px)에 포함되도록 구성된다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 표시장치를 구성하는 상기 제1 발광그룹(100)을 구성하는 4개의 제1 부화소(100sp)는 녹색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제2 발광그룹(200)을 구성하는 4개의 제2 부화소(200sp)는 적색광을 방출하도록 구성되며, 상기 제3 발광그룹(300)을 구성하는 4개의 제3 부화소(300sp)는 청색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제4 발광그룹(400)을 구성하는 4개의 제4 부화소(400sp)도 청색광을 방출하도록 구성된다.
상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)은 각각 복수개로 형성되어, 박막 트랜지스터 기판 상에 X축 방향 및 Y축 방향을 따라 매트릭스 형태로 반복하여 배열된다.
상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)은 X축 방향과 Y축 방향을 기준으로 서로 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)의 단위 면적당 개수는 모두 동일하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)은 원형의 형태로 형성될 수 있다.
X축 방향을 기준으로, 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400) 중 서로 이웃하는 2개의 발광그룹의 중심 사이는 제1 거리(dx)만큼 이격되고, 서로 가장 가까운 동일 발광그룹 사이는 상기 제1 거리의 2배인 제2 거리(2dx)만큼 이격되도록 구성된다.
Y축 방향을 기준으로, 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400) 중 서로 이웃하는 2개의 발광그룹의 중심 사이는 제1 거리(dy)만큼 이격되고, 서로 가장 가까운 동일 발광그룹 사이는 상기 제1 거리의 2배인 제2 거리(2dy)만큼 이격되도록 구성된다.
한편, 상기 X축 방향의 제1 거리(dx)와 상기 Y축 방향의 제1 거리(dy)는 동일한 거리일 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)에 의하여, 서로 가장 가깝게 배치되는 4개의 제1 부화소(100sp), 제2 부화소(200sp), 제3 부화소(300sp) 및 제4 부화소(400sp)가 하나의 화소(Px)를 이루게 된다.
즉, 서로 가장 가깝게 배치되는 제1 부화소(100sp), 제2 부화소(200sp), 제3 부화소(300sp) 및 제4 부화소(400sp)가 사각형 형태로 배치되어 하나의 화소(Px)를 이루는 것이다.
구체적으로, 하나의 화소(Px)에는 녹색광을 방출하는 제1 부화소(100sp), 적색광을 방출하는 제2 부화소(200sp), 청색광을 방출하는 제3 부화소(300sp) 및 청색광을 방출하는 제4 부화소(400sp)로 구성되며, 제3 부화소(300sp)와 제4 부화소(400sp)가 모두 청색광을 방출하도록 구성됨에 따라 녹색광이나 적색광의 방출 면적의 2배에 해당하는 면적에서 청색광이 방출될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 일반적으로 효율이 낮은 청색광을 방출하는 유기 발광 물질인 청색소자의 수명이 다른 색광을 방출하는 유기발광 물질 대비 짧은 수명을 가지는 단점을 보완할 수 있다.
한편, 상기에서는 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)이 원형의 형태로 형성된 경우에 대해 예시하였지만, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)은 원형의 형태 이외에 다각형 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 9의 (a)에 도시된 원형, (b)에 도시된 정팔각형, (c)에 도시된 마름모, (d)에 도시된 정사각형 등 다양한 형태로 형성될 수도 있으며, 도 8에는 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)이 정팔각형 형상으로 형성된 경우에 대해 예시하였다.
상기 제1 발광그룹(100)을 기준으로 설명하면, 상기 제1 발광그룹(100)이 정팔각형 형상으로 형성됨에 따라 4개의 제1 부화소(100sp)의 중심 코너 부분이 90°인 형태로 형성되어 잉크젯 잉크 인쇄에 유리하다. 또한, 원형의 형상보다 정팔각형의 형상이 더 큰 발광 면적을 확보할 수 있는 장점이 있다.
특히, 상기 제1 발광그룹(100)을 구성하는 제1 부화소(100sp)의 각 코너 부분은 둥글게 라운드 처리되어 구성된다.
상술한 바와 같이, 제1 부화소(100sp)의 각 코너 부분을 둥글게 라운드 처리하는 것은 잉크 자체의 표면 장력으로 잉크가 좁은 모서리 틈새를 채우기 어렵고 또한 실제 이렇게 좁은 틈새가 발광 특성에 문제를 야기하기 때문이다.
이러한 점을 고려할 때, 도 9의 (c)에 도시된 마름모 형태는 각 코너부에서의 면적 손실이 커지게 되고, (d)에 도시된 정사각형 형태는 발광 면적이 크기만 다른 색광을 방출하는 부화소와 충분한 간격을 유지할 수 없게 된다. 따라서, 발광 면적을 크게 하면서도 다른 색광을 방출하는 부화소와 충분한 간격을 유지할 수 있는 도 9의 (a)에 도시된 원형 형태와 (b)에 도시된 정팔각형 형태가 가장 바람직한 형태이며, 실제 OLED 개구율 등을 고려하여 적용이 가장 적합한 형태이다.
상술한 바와 같은 제1 부화소(100sp)의 상세 구조는 제2 부화소(200sp), 제3 부화소(300sp) 및 제4 부화소(400sp)에도 동일하게 적용된다.
상술한 바와 같이, 상기 제1 부화소(100sp), 제2 부화소(200sp), 제3 부화소(300sp) 및 제4 부화소(400sp)의 중심각이 예각이 아닌 90°를 이룸과 함께 각 코너부가 라운드 처리된 형상에 의해, 상기 제1 부화소(100sp), 제2 부화소(200sp), 제3 부화소(300sp) 및 제4 부화소(400sp)의 각 코너 부분 끝까지 잉크젯 잉크가 완전히 양호하게 채워지기 용이한 구조가 된다.
잉크젯 잉크는 일반적으로 30 dyne/cm 정도의 표면 장력(잉크젯 잉크는 헤드에 따라서 다르지만 일반적으로 25 ~35 dyne/cm의 범위를 가짐)을 가질 수밖에 없기 때문에, 잉크젯 잉크의 표면 장력이 다소 큰 편에 속한다.
이러한 이유로, 부화소의 모서리 각도가 너무 뾰족한 예각의 형태로 형성되는 경우에는 기판의 표면 특성이나 PDL(Pattern Definition Layer)의 표면 특성을 고친수성 처리를 하더라도 부화소(Px)의 각 코너 부분 끝까지 잉크젯 잉크가 완전히 양호하게 채워질 수 없는 것이다.
따라서, 잉크젯 방식으로 각각의 잉크를 부화소에 채워 인쇄를 하는 경우에, 부화소에 잉크를 완전히 양호하게 채우기 위해서는 부화소의 형상이 매우 중요하며, 잉크젯 잉크의 표면 장력 특성을 고려한다면 제1 실시예의 제1 부화소(100sp), 제2 부화소(200sp), 제3 부화소(300sp) 및 제4 부화소(400sp)와 같이 중심각이 예각이 아닌 90°로 형성된 경우에 각 코너 부분 끝까지 잉크젯 잉크가 완전히 양호하게 채워질 수 있는 것이다.
좀 더 구체적 설명하면, 모든 유체는 물리적으로 가장 에너지가 작아지는 방향으로 모양이 만들어지고 또한 표면 상태와 주변 대기의 대하여 안정되는 상태를 유지하려고 한다.
즉, 잉크 방울이 가장 안정적인 상태는 구의 형태를 형성하는 것이고, 평평한 표면에 탄착된 후에는 잉크의 표면 장력과 주변의 표면 에너지에 따라서 다양한 접촉각을 갖는 반구의 탄착 형태를 가질 수 있다.
따라서, 평평한 표면에 탄착된 잉크 방울은 표면에 대하여 원모양을 가질 수밖에 없다.
RGB 픽셀 인쇄에 있어서, 인쇄 영역에 탄착된 잉크 방울들은 인쇄 영역의 형상에 의해 다양한 모양을 만들게 된다.
예를 들어, 컬러 필터를 인쇄할 때는 픽셀 면이 높은 친액성을 가지고 있어서 90°모서리까지 잉크로 채워지는 표면 상태를 만들기 용이하다.
그러나, OLED 표시 장치의 화소에서는 HIL, HTL 등 추가 기능층들이 형성되어야 하기 때문에, 이를 친액성에 맞게 처리하는 것이 쉽지 않아서 90° 모서리를 채우는 것은 어려운 표면 상태가 된다.
따라서, 직각의 모서리를 만들지 못하고 모서리를 일정한 반경을 갖는 둥근 모양의 모서리를 만들어주면 잉크가 둥근 모서리까지 더 쉽게 채워지게 된다.
OLED 화소는 표면을 컬러 필터의 화소 같이 아주 낮은 친액성으로 만들어주기 쉽지 않아서 현실적으로 90° 모서리를 채우기도 어려운 상황이다.
따라서, 90° 이하의 예각을 갖는 화소 모양을 만들어 인쇄하는 것은 실제 화소를 채우기 더 어렵고 예각을 둥근 모서리 모양으로 만들어 주기 위해서는 더 큰 면적을 손해를 봐야 해서 OLED 특성을 높이는데 중요한 개구율을 높이는데 문제가 발생한다.
그리고, OLED 화소의 모서리를 둥근 모양으로 만들어주어야 하는 이유는 자체적으로 발광을 해야 하는OLED 특성과도 관련이 있어서 모서리는 반드시 둥근 모양으로 만들어 주어야 하는 필수적이다.
이하, 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)의 적층구조에 대해 설명하도록 하며, 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)이 모두 동일한 적층구조로 이루어져 있으므로, 제1 발광그룹(100)에 대해 예시적으로 설명하도록 한다.
상기 제1 발광그룹(100)을 구성하는 4개의 제1 부화소(100sp)는 각각 개별적으로 스위칭 소자 및 스위칭 소자에 전기적으로 연결되는 발광 구조물인 화소 전극(110), 발광층(120), 대향 전극(130)이 적층된 구조를 가지며, 상기 대향 전극(130)의 상부에 무기막(140, 160)과 유기막(150)이 혼합 구성된 박막봉지층이 형성된다.
구체적으로, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 발광그룹(100)은 박막 트랜지스터 기판(S), 4개의 제1 부화소(100sp)에 각각 대응하도록 상기 박막 트랜지스터 기판(S) 상에 배치되는 4개의 화소 전극(110), 발광그룹 정의막(PDL1), 부화소 정의막(PDL2), 상기 4개의 화소 전극(110)에 각각 적층되는 4개의 발광층(120) 및 상기 4개의 발광층(120)에 각각 적층되는 4개의 대향 전극(130)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 10의 (a)는 단면도로서 2개의 화소 전극(110), 2개의 발광층(120), 2개의 대향 전극(130)만 도시하였다.
상기 박막 트랜지스터 기판(S)은 배선층 및 복수의 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 배선층은 복수의 게이트 라인들, 상기 게이트 라인들과 교차하는 복수의 데이터라인들을 포함할 수 있고, 상기 박막 트랜지스터들은 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 게이트 라인들은 X축 방향으로 연장되고, 상기 데이터 라인들은 Y축 방향으로 연장될 수 있다.
하나의 화소(Px)를 구성하는 제1 부화소(100sp), 제2 부화소(200sp), 제3 부화소(300sp) 및 제4 부화소(400sp)는 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들 각각에 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 실시예의 표시장치를 구성하는 제3 부화소(300sp)와 제4 부화소(400sp)가 동일한 청색광을 방출하도록 구성됨에 따라 제3 부화소(300sp)와 제4 부화소(400sp)의 게이트 라인과 데이터 라인을 공유하도록 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 상기 제3 부화소(300sp)와 제4 부화소(400sp)의 제어를 동시에 함께할 수 있는 것이다.
한편, 제3 부화소(300sp)와 제4 부화소(400sp)가 동일한 청색광을 방출하도록 구성되었다 하더라도 제3 부화소(300sp)와 제4 부화소(400sp)의 게이트 라인과 데이터 라인을 공유하지 않고 각각 개별적으로 제어할 수 있음을 배제하지 않는다.
상기 발광그룹 정의막(PDL1)은 상기 박막 트랜지스터 기판 상에 배치되고, 제1 발광그룹(100)에 대응하는 개구가 형성될 수 있다. 상기 발광그룹 정의막(PDL1) 내에 4개의 화소 전극(110)이 등각도로 배치될 수 있다.
상기 발광그룹 정의막(PDL1) 내에는 상기 부화소 정의막(PDL2)이 더 배치될 수 있다. 상기 부화소 정의막(PDL2)은 상기 4개의 화소 전극(110) 사이에 배치될 수 있다. 상기 부화소 정의막(PDL2)은 상기 4개의 화소 전극(110)의 상면들을 노출시키도록 형성된다.
상기 발광그룹 정의막(PDL1)은 상기 부화소 정의막(PDL2)과 같은 공정으로 동시에 형성되거나, 상기 발광그룹과 상기 부화소 정의막(PDL2)이 다른 특성의 재료를 적용하여 다른 공정으로 다른 높이의 구조물로 별도 형성이 될 수도 있다. 상기 발광그룹 정의막(PDL1)의 두께는 상기 부화소 정의막(PDL2)의 보다 높게 형성될 수 있다.
상기 발광그룹 정의막(PDL1)의 상면은 높은 발액성 특성이 있도록 형성되고, 상기 부화소 정의막(PDL2)와 다른 특성의 재료를 적용하여 다른 공정으로 형성될 때 상기 발광그룹 정의막(PDL1)의 측면은 도포되는 잉크보다 높은 발액성 특성이 있도록 형성될 수 있다.
상기 부화소 정의막(PDL2)의 상면은 발액성 특성이 있도록 형성되고, 상기 부화소 정의막(PDL2)와 같은 특성의 재료를 적용하여 같은 공정으로 형성될 때 상기 부화소 정의막(PDL2)의 측면은 친액성 특성이 있도록 형성되며, 상기 부화소 정의막(PDL2) 높이는 상기 화소 전극(110), 발광층(120) 및 대향 전극(130)의 적층 높이보다 높게 형성된다.
따라서, 잉크젯 프린팅 등의 방법에 의해 발광층(120)을 형성할 때, 각 표면들의 표면 장력의 차이에 의하여 발광그룹 정의막(PDL1) 내에서만 잉크 방울이 도포될 수 있으며, 또한, 발광층(120)이 부화소 정의막(PDL2)의 사이에 화소 전극(110) 상에 균일하게 형성될 수 있다.
상기 발광층(120)은 상기 발광그룹 정의막(PDL1)의 상기 개구 내에 상기 4개의 화소 전극(110)에 각각 적층되어 배치될 수 있다.
한편, 상기 발광층(120)에 포함되는 물질은 특별히 제한되지 않으며. 형광 혹은 인광 메커니즘 등에 의해 적색, 녹색 또는 청색 파장을 방사할 수 있는 유기 발광 물질들을 사용하여 상기 발광층(120)을 형성할 수 있다. 또는, 컬러 필터층을 형성하기 위한 적색, 녹색 또는 청색 레지스트 재료일 수도 있다. 또는, 컬러 변화층을 형성하기 위한 적색, 녹색 또는 청색 양자점(Quantum Dot) 또는 페로브스카이트(Perovskite) 재료가 포함된 잉크일 수 있다. 또한, 자발광 양자점(Quantum Dot) 또는 페로브스카이트(Perovskite) 표시 장치를 위한 적색, 녹색 또는 청색 양자점 (Quantum Dot) 또는 페로브스카이트(Perovskite) 잉크일 수 있다.
구체적으로, 상기 발광층(120)은 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅 방식, OVJP(Organic Vapor Jet Printing) 그리고 OVPD(Organic Vapor Phase Deposition: 유기기상증착법)을 이용하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 발광층(120)은 방울 증착 또는 잉크젯 프린팅 기법에 의해 선택적으로 도포될 수 있으며, 하나의 구체적인 예로서, 상기 제1 발광그룹(100)에 형성된 발광층(120), 상기 제2 발광그룹(200)에 형성된 발광층(120), 상기 제3 발광그룹(300)에 형성된 발광층(120) 및 상기 제4 발광그룹(400)에 형성된 발광층(120)이 잉크젯 프린팅에 의해 동시에 또는 각각 개별적으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 발광그룹(100)에 형성된 발광층(120), 상기 제2 발광그룹(200)에 형성된 발광층(120), 상기 제3 발광그룹(300)에 형성된 발광층(120) 및 상기 제4 발광그룹(400)에 형성된 발광층(120)이 방출하는 색광이 모두 다르다면 각각의 발광층(120)이 각각 서로 다른 잉크로 잉크젯 프린팅에 의해 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1 발광그룹(100)에 형성된 발광층(120), 상기 제2 발광그룹(200)에 형성된 발광층(120), 상기 제3 발광그룹(300)에 형성된 발광층(120) 및 상기 제4 발광그룹(400)에 형성된 발광층(120) 중 제3 발광그룹(300)에 형성된 발광층(120) 및 상기 제4 발광그룹(400)에 형성된 발광층(120)의 색광이 동일한 경우라면 제3 발광그룹(300)에 형성된 발광층(120) 및 상기 제4 발광그룹(400)에 형성된 발광층(120)은 동일 잉크로 잉크젯 프린팅에 의해 형성될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 발광그룹(100)은 4개의 화소(Px)에 각각 포함되는 4개의 발광부를 포함하며, 제1 발광그룹(100)의 발광층(120)을 인쇄하는 데 있어서의 해상도보다 4배 높은 해상도로 발광부들, 즉, 부화소(Px)들을 구성할 수 있으므로, 발광층(120)의 인쇄 해상력보다 고해상도의 표시장치를 구현할 수 있다.
상기 대향 전극(130)은 상기 발광그룹 정의막(PDL1)의 상기 개구 내에 상기 4개의 형광층에 각각 적층되어 배치될 수 있다.
상기 박막봉지층은 외부의 습기 및 산소의 침투를 방지하는 층으로서, 적어도 하나의 유기막(150)과 적어도 하나의 무기막(140, 160)을 구비할 수 있고, 상기 유기막(150)과 무기막(140, 160)은 서로 교번적으로 적층될 수 있다.
예를 들어, 상기 박막 봉지층은 제1 무기막(140), 유기막(150), 제2 무기막(160)이 순차적으로 적층되도록 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예에 있어서, 상기 박막 봉지층 대신 외기 및 수분이 상기 표시 장치 내부로 침투하는 것을 차단하기 위한 밀봉기판이 제공될 수 있다.
상술한 바와 같은 제1 발광그룹(100)의 적층구조는 상기 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)에 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 상기 제1 발광그룹(100)의 다른 적층구조로서, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 발광그룹(100)은 4개의 부화소(Px)에 각각 대응하는 4개의 화소 전극(110), 상기 4개의 화소 전극(110)과 모두 중첩하는 하나의 발광층(120) 및 상기 4개의 화소 전극(110)에 각각 대응하여 상기 발광층(120)에 각각 적층되는 4개의 대향 전극(130)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 10의 (b)의 구조에서는 4개의 화소 전극(110)과 모두 중첩하도록 상기 발광층(120)이 하나로 연결되어 형성되는 점에서 차이가 있으며, 다른 부분은 동일하다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치에 대하여 설명하도록 한다.
제2 실시예에 따른 표시장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 4개의 제1 부화소(100sp)로 구성된 제1 발광그룹(100), 4개의 제2 부화소(200sp)로 구성된 제2 발광그룹(200), 4개의 제3 부화소(300sp)로 구성된 제3 발광그룹(300) 및 4개의 제4 부화소(400sp)로 구성된 제4 발광그룹(400)을 포함하여 구성된다.
제2 실시예에 따른 표시장치는 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)이 방출하는 색상을 제외하고 제1 실시예의 표시장치와 실질적으로 동일하며, 반복되는 설명은 생략한다.
제2 실시예에 따른 표시장치를 구성하는 상기 제1 발광그룹(100)을 구성하는 4개의 제1 부화소(100sp)는 청색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제2 발광그룹(200)을 구성하는 4개의 제2 부화소(200sp)는 적색광을 방출하도록 구성되며, 상기 제3 발광그룹(300)을 구성하는 4개의 제3 부화소(300sp)는 녹색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제4 발광그룹(400)을 구성하는 4개의 제4 부화소(400sp)도 녹색광을 방출하도록 구성된다.
상술한 바와 같이 구성된 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)에 의하여, 서로 가장 가깝게 배치되는 4개의 부화소(Px), 즉, 청색광을 방출하는 제1 부화소(100sp), 적색광을 방출하는 제2 부화소(200sp), 녹색광을 방출하는 제3 부화소(300sp) 및 녹색광을 방출하는 제4 부화소(400sp)가 하나의 화소(Px)를 이루게 된다.
상술한 바와 같이, 청색광을 방출하는 제1 부화소(100sp), 적색광을 방출하는 제2 부화소(200sp), 녹색광을 방출하는 제3 부화소(300sp) 및 녹색광을 방출하는 제4 부화소(400sp)가 모여서 하나의 화소(Px)를 구성함에 따라 청색광이나 적색광의 방출 면적의 2배에 해당하는 면적에서 녹색광이 방출될 수 있는 구조가 된다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치에 대하여 설명하도록 한다.
제3 실시예에 따른 표시장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 4개의 제1 부화소(100sp)로 구성된 제1 발광그룹(100), 4개의 제2 부화소(200sp)로 구성된 제2 발광그룹(200), 4개의 제3 부화소(300sp)로 구성된 제3 발광그룹(300) 및 4개의 제4 부화소(400sp)로 구성된 제4 발광그룹(400)을 포함하여 구성된다.
제3 실시예에 따른 표시장치는 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)이 방출하는 색상을 제외하고 제1 실시예의 표시장치와 실질적으로 동일하며, 반복되는 설명은 생략한다.
제3 실시예에 따른 표시장치를 구성하는 상기 제1 발광그룹(100)을 구성하는 4개의 제1 부화소(100sp)는 녹색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제2 발광그룹(200)을 구성하는 4개의 제2 부화소(200sp)는 청색광을 방출하도록 구성되며, 상기 제3 발광그룹(300)을 구성하는 4개의 제3 부화소(300sp)는 적색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제4 발광그룹(400)을 구성하는 4개의 제4 부화소(400sp)도 적색광을 방출하도록 구성된다.
상술한 바와 같이 구성된 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)에 의하여, 서로 가장 가깝게 배치되는 4개의 부화소(Px), 즉, 녹색광을 방출하는 제1 부화소(100sp), 청색광을 방출하는 제2 부화소(200sp), 적색광을 방출하는 제3 부화소(300sp) 및 적색광을 방출하는 제4 부화소(400sp)가 하나의 화소(Px)를 이루게 된다.
상술한 바와 같이, 녹색광을 방출하는 제1 부화소(100sp), 청색광을 방출하는 제2 부화소(200sp), 적색광을 방출하는 제3 부화소(300sp) 및 적색광을 방출하는 제4 부화소(400sp)가 모여서 하나의 화소(Px)를 구성함에 따라 녹색광이나 청색광의 방출 면적의 2배에 해당하는 면적에서 적색광이 방출될 수 있는 구조가 된다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치에 대하여 설명하도록 한다.
제4 실시예에 따른 표시장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 4개의 제1 부화소(100sp)로 구성된 제1 발광그룹(100), 4개의 제2 부화소(200sp)로 구성된 제2 발광그룹(200), 4개의 제3 부화소(300sp)로 구성된 제3 발광그룹(300) 및 4개의 제4 부화소(400sp)로 구성된 제4 발광그룹(400)을 포함하여 구성된다.
제4 실시예에 따른 표시장치는 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)이 방출하는 색상을 제외하고 제1 실시예의 표시장치와 실질적으로 동일하며, 반복되는 설명은 생략한다.
제4 실시예에 따른 표시장치를 구성하는 상기 제1 발광그룹(100)을 구성하는 4개의 제1 부화소(100sp)는 녹색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제2 발광그룹(200)을 구성하는 4개의 제2 부화소(200sp)는 청색광을 방출하도록 구성되며, 상기 제3 발광그룹(300)을 구성하는 4개의 제3 부화소(300sp)도 청색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제4 발광그룹(400)을 구성하는 4개의 제4 부화소(400sp)는 적색광을 방출하도록 구성된다.
상술한 바와 같이 구성된 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)에 의하여, 서로 가장 가깝게 배치되는 4개의 부화소(Px), 즉, 녹색광을 방출하는 제1 부화소(100sp), 청색광을 방출하는 제2 부화소(200sp), 청색광을 방출하는 제3 부화소(300sp) 및 적색광을 방출하는 제4 부화소(400sp)가 하나의 화소(Px)를 이루게 된다.
상술한 바와 같이, 녹색광을 방출하는 제1 부화소(100sp), 청색광을 방출하는 제2 부화소(200sp), 청색광을 방출하는 제3 부화소(300sp) 및 적색광을 방출하는 제4 부화소(400sp)가 모여서 하나의 화소(Px)를 구성함에 따라 녹색광이나 적색광의 방출 면적의 2배에 해당하는 면적에서 청색광이 방출될 수 있는 구조가 된다. 이러한 구성을 통해, 일반적으로 효율이 낮은 청색광을 방출하는 유기 발광 물질인 청색소자의 수명이 다른 색광을 방출하는 유기발광 물질 대비 짧은 수명을 가지는 단점을 보완할 수 있다.
특히, 제4 실시예의 표시장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 부화소(200sp)와 제3 부화소(300sp)가 동일한 청색광을 방출하도록 구성됨에 따라 청색광을 방출하는 부화소(Px)들이 X축 방향으로 일렬로 배치되는 구조가 된다.
상술한 바와 같이, 청색광을 방출하는 부화소(Px)들이 X축 방향으로 일렬로 배치됨에 따라 잉크젯 방식을 통한 제조 시, 인쇄해야 할 청색 잉크의 라인 수가 반으로 줄어들게 되어 잉크젯 공정이 더 쉬울 뿐만 아니라 전체적인 잉크젯 인쇄 속도를 2배 빠르게 할 수 있는 장점이 있다.
상술한 바와 같이, 제4 실시예의 표시장치를 구성하는 제3 부화소(300sp)와 제4 부화소(400sp)가 동일한 청색광을 일렬로 배치하여 방출하도록 구성됨에 따라 제3 부화소(300sp)와 제4 부화소(400sp)의 게이트 라인과 데이터 라인을 공유하도록 전기적으로 연결하여 제어를 동시에 함께할 수 있는 것이 용이한 구조가 된다.
한편, 제3 부화소(300sp)와 제4 부화소(400sp)가 동일한 청색광을 방출하도록 구성되더라도 제3 부화소(300sp)와 제4 부화소(400sp)의 게이트 라인과 데이터 라인을 공유하지 않고 각각 개별적으로 제어할 수 있음을 배제하지 않는다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 표시장치에 대하여 설명하도록 한다.
제5 실시예에 따른 표시장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 4개의 제1 부화소(100sp)로 구성된 제1 발광그룹(100), 4개의 제2 부화소(200sp)로 구성된 제2 발광그룹(200), 4개의 제3 부화소(300sp)로 구성된 제3 발광그룹(300) 및 4개의 제4 부화소(400sp)로 구성된 제4 발광그룹(400)을 포함하여 구성된다.
제5 실시예에 따른 표시장치는 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)의 면적을 제외하고 제1 실시예의 표시장치와 실질적으로 동일하며, 반복되는 설명은 생략한다.
제5 실시예에 따른 표시장치를 구성하는 상기 제1 발광그룹(100)을 구성하는 4개의 제1 부화소(100sp)는 녹색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제2 발광그룹(200)을 구성하는 4개의 제2 부화소(200sp)는 적색광을 방출하도록 구성되며, 상기 제3 발광그룹(300)을 구성하는 4개의 제3 부화소(300sp)는 청색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제4 발광그룹(400)을 구성하는 4개의 제4 부화소(400sp)도 청색광을 방출하도록 구성된다.
한편, 표시장치(10)의 색과 밝기를 최적화하기 위하여, 상기 제3 부화소(300sp)와 상기 제4 부화소(400sp)의 면적은 동일하며, 상기 제1 부화소(100sp)의 면적은 상기 제3 부화소(300sp) 또는 상기 제4 부화소(400sp)의 면적보다 작게 형성되고, 상기 제2 부화소(200sp)의 면적은 상기 제3 부화소(300sp) 또는 상기 제4 부화소(400sp)의 면적보다 크게 형성될 수 있다.
다른 관점으로 설명하면, 효율이 낮은 청색광은 제3 발광그룹(300)과 제4 발광그룹(400)에서 방출되도록 하여 단위 면적당 개수가 2배가 되도록 하여 다른 색광의 방출 면적보다 크게 하고, 효율이 높은 녹색광을 방출하는 제1 발광그룹(100)의 크기를 좀 더 작게 함과 아울러 효율이 중간인 적색광을 방출하는 제2 발광그룹(200)의 크기는 좀 더 크게 함으로써 전체적인 색광의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)의 면적 및 색상은 적, 녹, 청색광의 효율에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시장치에 대하여 설명하도록 한다.
제6 실시예에 따른 표시장치는, 도 7에 도시된 바와 같이, 4개의 제1 부화소(100sp)로 구성된 제1 발광그룹(100), 4개의 제2 부화소(200sp)로 구성된 제2 발광그룹(200), 4개의 제3 부화소(300sp)로 구성된 제3 발광그룹(300) 및 4개의 제4 부화소(400sp)로 구성된 제4 발광그룹(400)을 포함하여 구성된다.
제6 실시예에 따른 표시장치는 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)이 방출하는 색상을 제외하고 제1 실시예의 표시장치와 실질적으로 동일하며, 반복되는 설명은 생략한다.
제6 실시예에 따른 표시장치를 구성하는 상기 제1 발광그룹(100)을 구성하는 4개의 제1 부화소(100sp)는 녹색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제2 발광그룹(200)을 구성하는 4개의 제2 부화소(200sp)는 적색광을 방출하도록 구성되며, 상기 제3 발광그룹(300)을 구성하는 4개의 제3 부화소(300sp)는 청색광을 방출하도록 구성되고, 상기 제4 발광그룹(400)을 구성하는 4개의 제4 부화소(400sp)는 백색광을 방출하도록 구성된다.
상술한 바와 같이 구성된 상기 제1 발광그룹(100), 제2 발광그룹(200), 제3 발광그룹(300) 및 제4 발광그룹(400)에 의하여, 서로 가장 가깝게 배치되는 4개의 부화소(Px), 즉, 녹색광을 방출하는 제1 부화소(100sp), 적색광을 방출하는 제2 부화소(200sp), 청색광을 방출하는 제3 부화소(300sp) 및 백색광을 방출하는 제4 부화소(400sp)가 하나의 화소(Px)를 이루게 된다.
상술한 바와 같이, 녹색광을 방출하는 제1 부화소(100sp), 적색광을 방출하는 제2 부화소(200sp), 청색광을 방출하는 제3 부화소(300sp) 및 백색광을 방출하는 제4 부화소(400sp)가 모여서 하나의 화소(Px)를 구성함에 따라 표시장치의 전체 밝기를 향상시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 백색광에 의해 표시장치의 전체 밝기가 향상되는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 잉크젯 인쇄 방법을 통해 이루어지며, 상술한 잉크젯 인쇄 기술은 상기 실시예에서 설명한 고해상도 OLED 표시장치 이외에도 고해상도 RGB 픽셀 인쇄 공정이 필요한 분야에 적용될 수 있다.
예를 들어, RGB 픽셀 인쇄 분야인 컬러 필터, 양자점 색변환(Quantum Dot Color Conversion: QDCC)층, 페로브스카이트 색변환(Perovskite Color Conversion)층, 자발광 RGB QD (QLED) 표시장치의 인쇄에 적용될 수 있다.
또는, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 3개의 층이 잉크젯으로 인쇄되어 제조되고 있는 폴리머 OLED 표시장치의 경우에는, HIL(Hole Injection Layer), IL(Inter Layer), Polymer RGB EML 재료를 이용한 RGB 화소(Px) 인쇄에도 적용될 수 있다.
또한, 아주 높은 신축성을 갖는 미래의 스트레처블(stretchable) OLED의 경우에는, 신축성이 있는 박막 봉지막(Thin Film Encapsulation: TFE)도 화소(Px) 단위로 구현이 되어야 하기 때문에 고해상도 화소(Px) 단위로 인쇄가 되어야 하며, 이러한 이유로 하나의 유기물 잉크를 이용한 고해상도 RGB 화소(Px)의 유기 박막봉지층 인쇄에도 적용될 수 있다.
또한, QNED(Quantum Dot Nano LED) 표시장치에서도 청색 Nano LED를 잉크에 넣어서 잉크젯 인쇄가 가능하며, 이런 잉크를 모바일 폰의 400ppi 이상의 고해상도 화소(Px) 인쇄에도 적용될 수 있다. 청색 Nano LED로만 구성된 표시장치는 청색광을 녹색광과 적색광으로 변환하기 위하여 컬러필터 층 및 QDCC(퀀텀닷 색상 변환기, Quantum Dot Color Converter) 층의 인쇄가 필요하며, 이러한 경우의 인쇄에도 적용될 수 있다.
또한, 청색뿐아니라 효율적인 적색, 녹색 Nano LED가 개발되면 자발광 QNED 표시장치를 구현할 수 있으며, 이러한 청색, 적색, 녹색 광의 Nano LED를 각각의 잉크에 넣어서 잉크젯 인쇄가 가능하다. 고해상도 QNED RGB 화소(Px)를 각각의 Nano LED 화소(Px)로 구현하기 위하여 인쇄하고 전기영동 방식으로 전극에 정렬을 하여 RGB 화소 전극(110)을 구현할 수 있다.
또한, 마이크로 LED 표시장치를 위한 컬러 필터층, 양자점 색변환(Quantum Dot Color Conversion: QDCC)층 또는 페로브스카이트 색변환(Perovskite Color Conversion: PCC)층의 인쇄에도 적용할 수 있으며, 특히, 가상현실(VR), 증강현실(AR), 혼합현실(MR), 확장현실(XR)용 마이크로 LED 또는 마이크로 OLED를 제조하는데 필요한 컬러 필터, 양자점 색변환 또는 페로브스카이트 색변환을 제조하는데 적용할 수 있다.
잉크젯 인쇄로 정확한 위치와 크기 그리고 고해상도로 인쇄가 필요한 박막 트랜지스터 막을 형성하는데도 같은 개념의 하나의 인쇄로 4개의 박막 트랜지스터를 인쇄하는 인쇄 방법으로 적용될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
100:제1 발광그룹 100sp:제1 부화소
200:제2 발광그룹 200sp:제2 부화소
300:제3 발광그룹 300sp:제3 부화소
400:제4 발광그룹 400sp:제4 부화소
110:화소 전극 120:발광층
130:대향전극 140:제1 무기막
150:유기막 160:제2 무기막
PDL1:발광그룹 정의막 PDL2:부화소 정의막
Px:화소

Claims (18)

  1. 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제1 부화소로 구성된 제1 발광그룹; 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제2 부화소로 구성된 제2 발광그룹; 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제3 부화소로 구성된 제3 발광그룹; 및 서로 다른 화소에 포함되어 동일 색광을 방출하는 4개의 제4 부화소로 구성된 제4 발광그룹;을 포함하며, 서로 가장 가깝게 배치되는 4개의 제1 부화소, 제2 부화소, 제3 부화소 및 제4 부화소가 하나의 화소를 이루도록 구성된 표시장치에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 발광그룹은 각각 복수개로 형성되어 박막 트랜지스터 기판 상에 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 매트릭스 형태로 배열되되, 상기 제1 내지 제4 발광그룹의 단위 면적당 개수는 모두 동일하고, 상기 제1 내지 제4 발광그룹은 서로 동일한 간격으로 이격되어 배치되며, 상기 하나의 화소를 이루는 상기 제1 내지 제4 부화소는 사각형 형태로 배치되도록 구성되고,
    상기 박막 트랜지스터 기판 상에 배치되되, 하나의 발광그룹에 대응하는 개구가 형성된 발광그룹 정의막; 및 상기 발광그룹 정의막 내에 배치되어 상기 하나의 발광그룹을 구성하는 4개의 부화소의 중심각이 90°로 형성되어 등각도로 배치되게 하는 부화소 정의막;을 더 포함하여 구성되며,
    상기 발광그룹 정의막의 상면은 발액성 특성이 있도록 형성되고, 상기 부화소 정의막의 상면은 발액성 특성이 있도록 형성되며, 상기 부화소 정의막의 측면은 친액성 특성이 있도록 형성되고, 상기 발광그룹 정의막의 상면 높이보다 상기 부화소 정의막의 상면 높이가 낮게 형성되며,
    상기 하나의 발광그룹을 구성하는 4개의 부화소의 코너부는 둥글게 라운드 처리되며,
    상기 부화소 정의막은 상기 하나의 발광그룹을 구성하는 4개의 부화소의 형상에 대응하도록 형성되고,
    상기 제1 내지 제4 발광그룹 각각은, 4개의 부화소에 각각 대응하는 4개의 화소 전극; 상기 4개의 화소 전극에 각각 적층되는 4개의 발광층; 및 상기 4개의 발광층에 적층되는 대향 전극을 포함하여 구성되되,
    상기 각 부화소 내의 대향 전극의 상면 높이는 상기 부화소 정의막의 상면 높이보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 발광그룹 중 서로 이웃하는 2개의 발광그룹의 중심 사이는 제1 거리만큼 이격되고,
    서로 가장 가까운 동일 발광그룹 사이는 상기 제1 거리의 2배인 제2 거리만큼 이격되도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 발광그룹은 적색, 녹색, 청색 및 백색 중의 어느 하나의 색광을 방출하도록 구성되고,
    상기 제1 내지 제4 발광그룹은 서로 다른 색광을 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 발광그룹은 적색, 녹색, 청색 및 백색 중의 어느 하나의 색광을 방출하도록 구성되고,
    상기 제1 내지 제4 발광그룹 중 2개의 발광그룹이 동일 색광을 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 동일 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 동시에 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 서로 다른 박막 트랜지스터와 각각 전기적으로 연결되어 개별 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 청색광을 방출하도록 구성되고, 나머지 중 하나의 발광그룹은 적색광을 방출하며, 나머지 중 다른 하나의 발광그룹은 녹색광을 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 녹색광을 방출하도록 구성되고, 나머지 중 하나의 발광그룹은 적색광을 방출하며, 나머지 중 다른 하나의 발광그룹은 청색광을 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 적색광을 방출하도록 구성되고, 나머지 중 하나의 발광그룹은 녹색광을 방출하며, 나머지 중 다른 하나의 발광그룹은 청색광을 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제2 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제3 발광그룹에 형성된 발광층 및 상기 제4 발광그룹에 형성된 발광층은 각각 서로 다른 잉크로 잉크젯 프린팅에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제2 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제3 발광그룹에 형성된 발광층 및 상기 제4 발광그룹에 형성된 발광층은 잉크젯 프린팅에 의해 형성되고,
    상기 제1 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제2 발광그룹에 형성된 발광층, 상기 제3 발광그룹에 형성된 발광층 및 상기 제4 발광그룹에 형성된 발광층 중 적어도 2개의 발광층은 동일 잉크로 잉크젯 프린팅에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광그룹, 상기 제2 발광그룹, 상기 제3 발광 그룹 및 제4 발광그룹 중 적어도 어느 하나의 발광그룹은 크기가 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  18. 제7항에 있어서,
    상기 동일 색광을 방출하는 2개의 발광그룹은 박막 트랜지스터 기판 상에 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 하나의 열로 배열된 것을 특징으로 하는 표시장치.
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