KR102489711B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치의 출광 효율을 향상시키기 위한 것으로, 제1 기판; 제1 기판 상에 배치되고, 제1 전극, 유기 발광층 및 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자; 제1 기판 상에 상기 제1 전극을 둘러싸는 화소 정의막; 유기 발광 소자 및 상기 화소 정의막 상에 배치된 박막 봉지층; 박막 봉지층 상에서 제1 전극의 적어도 일부와 평면상에서 중첩하여 배치되는 고굴절부; 및 박막 봉지층 상에서 상기 화소 정의막과 평면상으로 중첩하고, 상기 박막 봉지층과 제1 각을 이루는 제1 경사부를 포함하는 제1 저굴절부; 박막 봉지층 상에서 평면상으로, 제1 저굴절부와 상기 고굴절부 사이에 배치되고 박막 봉지층과 제2 각을 이루는 제2 경사부를 갖는 제2 저굴절부; 및 박막 봉지층 상에서 평면상으로 제1 저굴절부와 제2 저굴절부 사이에 배치되는 제1 반사층; 을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 출광 효율을 향상시키기 위한 표시 장치에 대한 것이다.
유기 발광 표시 장치(organic light emitting display device)는 빛을 방출하는 유기 발광 소자(organic light emitting diode)를 이용하여 화상을 표시하는 자발광형 표시 장치이다. 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비전력, 높은 휘도 및 높은 반응속도 등의 특성을 가지므로 현재 표시 장치로 주목받고 있다.
유기 발광 소자에 의해 출사된 광은 표시 장치의 전면뿐만 아니라 측면으로도 출사된다. 이에 따라, 표시 장치의 출광 효율이 저하되어, 표시 장치의 소비 전력이 증가할 수 있다. 따라서, 유기 발광 표시 장치의 출광 효율을 개선하고, 소비 전력을 감소시키기 위한 방안이 필요하다.
본 발명의 일 실시예는 출광 효율이 향상된 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 제1 기판; 제1 기판 상에 배치되고, 제1 전극, 유기 발광층 및 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자; 제1 기판 상에 제1 전극을 둘러싸는 화소 정의막; 유기 발광 소자 및 화소 정의막 상에 배치된 박막 봉지층; 박막 봉지층 상에서 제1 전극의 적어도 일부와 평면상에서 중첩하여 배치되는 고굴절부; 및 박막 봉지층 상에서 화소 정의막과 평면상으로 중첩하고, 박막 봉지층과 제1 각을 이루는 제1 경사부를 포함하는 제1 저굴절부; 박막 봉지층 상에서 평면상으로, 제1 저굴절부와 상기 고굴절부 사이에 배치되고 박막 봉지층과 제2 각을 이루는 제2 경사부를 갖는 제2 저굴절부; 및 박막 봉지층 상에서 평면상으로 제1 저굴절부와 제2 저굴절부 사이에 배치되는 제1 반사층; 을 포함할 수 있다.
제1 각은 45도 이상일 수 있다.
제2 각은 60도 이상일 수 있다.
고굴절부는 1.6 이상의 굴절률을 가지고, 제1 및 제2 저굴절부는 1.6 미만의 굴절율을 가질 수 있다.
제1 저굴절부는 제2 저굴절부와 동일한 굴절률을 가질 수 있다.
고굴절부 및 제1 저굴절부 및 제2 저굴절부 상에 배치된 원편광판을 더 포함할 수 있다.
반사층은 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 티타늄의 합금(MoTi), 알루미늄(Al), 은(Ag), APC(Ag;Pb;Cu), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 반사층은 300Å이상의 두께를 가질 수 있다.
제1 저굴절부는 제2 저굴절부보다 작은 두께를 가질 수 있다.
제2 저굴절부는 제1 저굴절부 및 제1 반사층 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 기판; 제1 기판 상에 배치되고, 제1 전극, 유기 발광층 및 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자; 제1 기판 상에 제1 전극을 둘러싸는 화소 정의막; 유기 발광 소자 및 화소 정의막 상에 배치된 박막 봉지층; 및 박막 봉지층 상에서 평면상으로 화소 정의막과 중첩하고, 박막 봉지층과 제1 각을 이루는 제1 경사부를 포함하는 제1 저굴절부; 박막 봉지층과 제2 각을 이루는 제2 경사부를 갖는 제2 저굴절부; 제1 저굴절부와 이격되고, 제1 전극의 적어도 일부와 평면상에서 중첩하여 배치된 제3 저굴절부; 박막 봉지층 상에서 상기 제1 저굴절부 및 제2 저굴절부 사이에 배치되는 제1 반사층; 및 박막 봉지층 상에서 제2 저굴절부 및 제3 저굴절부 사이에 배치되는 제2 반사층;을 포함하고, 제2 저굴절부는 평면상에서 제1 저굴절부와 제3 저굴절부 사이에 배치될 수 있다.
제1 저굴절부는 제2 저굴절부와 동일한 굴절율을 갖고, 제2 저굴절부는 상기 제3 저굴절부와 동일한 굴절율을 가질 수 있다.
제1 반사층은 제2 반사층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제1 각 및 제2 각은 45도 이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 기판; 제1 기판 상에 배치되고, 제1 전극, 유기 발광층 및 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자; 제1 기판 상에 상기 제1 전극을 둘러싸는 화소 정의막; 유기 발광 소자 및 화소 정의막 상에 배치된 박막 봉지층; 박막 봉지층 상에 제1 전극의 적어도 일부와 중첩하여 배치되는 고굴절부; 및 박막 봉지층 상에서 평면상으로 화소 정의막과 중첩하여 배치되고, 박막 봉지층과 제1 각을 이루는 제1 경사부를 포함하는 제1 저굴절부; 박막 봉지층과 제2 각을 이루는 제2 경사부를 갖는 제2 저굴절부; 고굴절부와 직접 접촉하고, 제1 저굴절부와 이격되어 배치되며, 박막 봉지층과 제3 각을 이루는 제3 경사부를 갖는 제3 저굴절부; 제1 저굴절부 및 상기 제2 저굴절부 사이에 배치되는 제1 반사층; 및 제2 저굴절부 및 상기 제3 저굴절부 사이에 배치되는 제2 반사층;을 포함하고, 제2 저굴절부는 평면상에서 제1 저굴절부와 제3 저굴절부 사이에 배치될 수 있다.
제1 저굴절부는 제2 저굴절부와 동일한 굴절율을 갖고, 제2 저굴절부는 상기 제3 저굴절부와 동일한 굴절율을 가질 수 있다.
제1 각 및 제2 각은 45도 이상일 수 있다.
제3 각은 60도 이상일 수 있다.
고굴절부는 1.6 이상의 굴절률을 가지며, 제1 내지 제3 저굴절부는 1.6 미만의 굴절율을 가질 수 있다.
제1 저굴절부는 상기 제2 저굴절부와 동일한 굴절율을 가지고, 제1 저굴절부는 상기 제3 저굴절부와 동일한 굴절율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 박막 봉지층 상에 배치된 고굴절부, 저굴절부 및 반사층을 포함한다. 이러한 고굴절부, 저굴절부 및 반사층에 의해 유기 발광 소자에서 발생된 빛이 표시 장치의 전면으로 방출되어 출광 효율이 증가한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소에 대한 평면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 고굴절부, 제1 저굴절부, 제1 반사층 및 제2 저굴절부에 대한 평면도이다.
도 2b는 고굴절부, 제1 저굴절부, 제1 반사층 및 제2 저굴절부에 대한 다른 평면도이다.
도 3은 도 1의 I-I'를 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 1의 II-II'를 따라 자른 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 고굴절부, 제1 저굴절부, 제1 반사층 및 제2 저굴절부를 확대한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 경사부를 확대한 도면이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 경사부를 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소에 대한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 저굴절부, 제1 반사층, 제2 저굴절부, 제2 반사층 및 제3 저굴절부에 대한 평면도이다.
도 8은 도 7의 III-III’를 따라 자른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 고굴절부, 제1 저굴절부, 제1 반사층, 제2 저굴절부, 제2 반사층 및 제3 저굴절부에 대한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
이하, 도면 및 실시예들을 중심으로 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 도면이나 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
첨부된 도면들은 본 발명을 설명하기 위하여 예시적으로 선택된 것이다. 발명의 이해를 돕기 위하여 도면에서 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 한다. 한편, 도면에서 동일한 역할을 하는 요소들은 동일한 부호로 표시된다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소에 대한 평면도이고, 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 고굴절부, 제1 저굴절부, 제1 반사층 및 제2 저굴절부에 대한 평면도이고, 도 2b는 고굴절부, 제1 저굴절부, 제1 반사층 및 제2 저굴절부에 대한 다른 평면도이다. 도 3은 도 1의 I-I’를 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 1의 II-II’를 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함한다. 화소는 화상을 표시하는 최소 단위이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 화소는 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1), 구동 박막 트랜지스터(TFT2), 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)(170) 및 커패시터(Cst)를 포함한다.
화소는 특정 색상의 광, 예를 들어, 적색광, 녹색광, 청색광 중 하나를 생성할 수 있다. 그러나, 화소에서 생성되는 광의 색상이 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 시안광, 마젠타광, 옐로우광 등이 화소에서 생성될 수도 있다.
화소는 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 및 구동 전압 라인(DVL)과 연결된다. 게이트 라인(GL)은 일 방향으로 연장된다. 데이터 라인(DL)은 게이트 라인(GL)과 교차하는 다른 방향으로 연장된다. 도 1을 참조하면, 구동 전압 라인(DVL)은 데이터 라인(DL)과 실질적으로 동일한 방향으로 연장된다. 게이트 라인(GL)은 주사 신호를 전달하고, 데이터 라인(DL)은 데이터 신호를 전달하고, 구동 전압 라인(DVL)은 구동 전압을 제공한다.
박막 트랜지스터(TFT1, TFT2)는 유기 발광 소자(170)를 제어하기 위한 구동 박막 트랜지스터(TFT2)와, 구동 박막 트랜지스터(TFT2)를 스위칭 하는 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1)를 포함한다. 본 발명이 일 실시예에서 하나의 화소가 두 개의 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2)를 포함하는 것을 설명하고 있으나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 화소는 하나의 박막 트랜지스터와 하나의 커패시터를 포함할 수도 있고, 셋 이상의 박막 트랜지스터와 둘 이상의 커패시터를 포함할 수도 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(TFT1)는 제1 게이트 전극(GE1), 제1 소스 전극(SE1), 제1 드레인 전극(DE1) 및 제1 반도체층(SM1)을 포함한다. 제1 게이트 전극(GE1)은 게이트 라인(GL)에 연결되며, 제1 소스 전극(SE1)은 데이터 라인(DL)에 연결된다.
제1 드레인 전극(DE1)은 제5 콘택홀(CH5)과 제6 콘택홀(CH6)을 통해 제1 축전판(CS1)과 연결된다. 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1)는 게이트 라인(GL)에 인가되는 주사 신호에 따라 데이터 라인(DL)에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막 트랜지스터(TFT2)에 전달한다.
구동 박막 트랜지스터(TFT2)는 제2 게이트 전극(GE2), 제2 소스 전극(SE2), 제2 드레인 전극(DE2) 및 제2 반도체층(SM2)을 포함한다. 제2 게이트 전극(GE2)은 제1 축전판(CS1)에 연결된다. 제2 소스 전극(SE2)은 구동 전압 라인(DVL)에 연결된다. 제2 드레인 전극(DE2)은 제3 콘택홀(CH3)에 의해 제1 전극(171)과 연결된다.
제1 전극(171)은 구동 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 드레인 전극(DE2)과 연결된다. 제1 전극(171) 상에 유기 발광층(172)이 배치되고, 유기 발광층(172) 상에 제2 전극(도 3의 173)이 배치된다. 제2 전극(173)에는 공통 전압이 인가되며, 유기 발광층(172)은 구동 박막 트랜지스터(TFT2)의 출력 신호에 따라 광을 생성한다.
커패시터(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 게이트 전극(GE2)과 제2 소스 전극(SE2) 사이에 연결되며, 구동 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 게이트 전극(GE2)에 입력되는 신호를 충전하고 유지한다. 커패시터(Cst)는 제6 콘택홀(CH6)을 통해 제1 드레인 전극(DE1)과 연결되는 제1 축전판(CS1) 및 구동 전압 라인(DVL)과 연결되는 제2 축전판(CS2)을 포함한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 기판(111) 상에 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2)와 유기 발광 소자(170)가 배치된다.
제1 기판(111)의 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 기판(111)은 유리, 플라스틱, 수정 등의 절연성 물질로 형성될 수 있다. 제1 기판(111)은 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성, 방수성 등이 우수한 재료들 중에서 선택될 수 있다.
제1 기판(111) 상에 버퍼층(미도시)이 배치될 수 있다. 버퍼층(미도시)은 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1) 및 구동 박막 트랜지스터(TFT2)에 불순물이 확산되는 것을 막을 수 있다.
제1 기판(111) 상에 제1 반도체층(SM1)과 제2 반도체층(SM2)이 배치된다. 제1 반도체층(SM1)과 제2 반도체층(SM2)은 반도체 물질로 이루어지며, 각각 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1)와 구동 박막 트랜지스터(TFT2)의 활성층으로 동작한다. 제1 반도체층(SM1)과 제2 반도체층(SM2)은 각각 소스 영역(SA), 드레인 영역(DA) 및 소스 영역(SA)과 드레인 영역(DA) 사이에 배치된 채널 영역(CA)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(SM1)과 제2 반도체층(SM2)은 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어질 수 있으며, 산화물 반도체로 만들어질 수도 있다. 예를 들어, 제1 반도체층(SM1)과 제2 반도체층(SM2)은 각각 무기 반도체 물질 또는 유기 반도체 물질로 형성될 수 있다. 소스 영역(SA) 및 드레인 영역(DA)에 n형 불순물 또는 p형 불순물이 도핑될 수 있다.
제1 반도체층(SM1) 및 제2 반도체층(SM2) 상에 게이트 절연막(121)이 배치된다. 게이트 절연막(121)은 제1 반도체층(SM1) 및 제2 반도체층(SM2)을 보호한다. 게이트 절연막(121)은 유기 절연물 또는 무기 절연물로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(121) 상에 제1 게이트 전극(GE1)과 제2 게이트 전극(GE2)이 배치된다. 제1 게이트 전극(GE1)과 제2 게이트 전극(GE2)은 각각 제1 반도체층(SM1)과 제2 반도체층(SM2)의 채널 영역(CA)과 중첩하여 배치된다. 또한, 게이트 절연막(121) 상에 제1 축전판(CS1)이 배치된다. 제2 게이트 전극(GE2)은 제1 축전판(CS1)과 일체로 형성될 수 있다.
제1 게이트 전극(GE1), 제2 게이트 전극(GE2) 및 제1 축전판(CS1) 상에 층간 절연막(122)이 배치된다. 층간 절연막(122)은 유기 절연물 또는 무기 절연물로 이루어질 수 있다.
층간 절연막(122) 상에 제1 소스 전극(SE1), 제1 드레인 전극(DE1), 제2 소스 전극(SE2) 및 제2 드레인 전극(DE2)이 배치된다. 제2 드레인 전극(DE2)은 게이트 절연막(121) 및 층간 절연막(122)에 형성된 제1 콘택홀(CH1)을 통해 제2 반도체층(SM2)의 드레인 영역(DA)과 접촉하고, 제2 소스 전극(SE2)은 게이트 절연막(121) 및 층간 절연막(122)에 형성된 제2 콘택홀(CH2)을 통해 제2 반도체층(SM2)의 소스 영역(SA)과 접촉한다. 제1 소스 전극(SE1)은 게이트 절연막(121) 및 층간 절연막(122)에 형성된 제4 콘택홀(CH4)을 통해 제1 반도체층(SM1)과 접촉하고, 제1 드레인 전극(DE1)은 게이트 절연막(121) 및 층간 절연막(122)에 형성된 제5 콘택홀(CH5)을 통해 제1 반도체층(SM1)과 접촉한다.
또한, 층간 절연막(122) 상에 데이터 라인(DL), 구동 전압 라인(DVL) 및 제2 축전판(CS2)이 배치된다. 제2 축전판(CS2)은 구동 전압 라인(DVL)과 일체로 형성될 수 있다.
제1 소스 전극(SE1)과 제1 드레인 전극(DE1), 제2 소스 전극(SE2) 및 제2 드레인 전극(DE2) 상에 보호막(130)이 배치된다. 보호막(130)은 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1) 및 구동 박막 트랜지스터(TFT2)를 보호하는 역할을 하며, 그 상면을 평탄화시키는 평탄화막의 역할도 한다.
보호막(130) 상에 제1 전극(171)이 배치된다. 제1 전극(171)은, 예를 들어, 양극일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전극(171)은 화소 전극이다.
제1 전극(171)은 보호막(130)에 형성된 제3 콘택홀(CH3)을 통해 구동 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 드레인 전극(DE2)과 연결된다.
보호막(130) 상에, 화소 정의막(190)이 배치된다.
화소 정의막(190)은 고분자 유기물로 만들어질 수 있다. 화소 정의막(190)은, 예를 들어, 폴리이미드(Polyimide, PI)계 수지, 폴리아크릴계 수지, PET 수지 및 PEN 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 화소 정의막(190)은 폴리이미드(PI) 수지를 포함한다.
화소 정의막(190)은 개구부(OP)를 정의하며, 개구부(OP)를 통해 제1 전극(171)이 화소 정의막(190)으로부터 노출된다. 또한, 개구부(OP)에 의해 유기 발광 소자(170)의 발광 영역이 정의되며, 발광 영역을 화소 영역이라고도 한다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 화소 정의막(190)은 제1 전극(171)의 상면을 노출하며 화소들 각각의 둘레를 따라 제1 전극(171)으로부터 돌출된다. 제1 전극(171)은 화소 정의막(190)과 적어도 일부 중첩하며, 개구부(OP)에서는 화소 정의막(190)과 중첩하지 않는다. 개구부(OP)는 제1 전극(171) 상부의 영역 중 화소 정의막(190)과 중첩하지 않는 영역으로 정의될 수도 있다.
제1 전극(171)은 도전성을 가지며 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(171)이 투과형 전극인 경우, 제1 전극(171)은 투명 도전성 산화물을 포함한다. 투명 도전성 산화물로, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide) 및 ITZO(indium tin zinc oxide) 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 제1 전극(171)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(171)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 Cu 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
유기 발광층(172)은 제1 전극(171) 상에 배치된다. 구체적으로, 유기 발광층(172)은 제1 전극(171) 상의 개구부(OP)에 배치된다. 화소 정의막(190)에 의하여 정의되는 개구부(OP)의 측벽 및 화소 정의막(190)의 상부에도 유기 발광층(172)이 배치될 수 있다.
유기 발광층(172)은 발광 물질을 포함한다. 또한, 유기 발광층(172)은 호스트 및 발광 도펀트를 포함할 수 있다. 유기 발광층(172)은 공지의 물질에 의해 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 유기 발광층(172)은 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다.
제1 전극(171)과 유기 발광층(172) 사이에 정공 주입층(HIL; Hole Injection Layer) 및 정공 수송층(HTL; Hole Transport Layer) 중 적어도 하나가 배치될 수도 있다(미도시).
유기 발광층(172) 상에 제2 전극(173)이 배치된다. 제2 전극(173)은 공통 전극일 수 있으며, 음극일 수 있다. 제2 전극(173)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다.
제2 전극(173)이 투과형 전극인 경우, 제2 전극(173)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, BaF, Ba, Ag 및 Cu 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(173)은 Ag와 Mg의 혼합물을 포함할 수 있다.
제2 전극(173)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(173)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 및 Cu 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 전극(173)은 반사막이나 반투과막에 더하여, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어진 투명 도전막을 더 포함할 수 있다.
유기 발광층(172)과 제2 전극(173) 사이에, 전자 수송층(ETL; Electron Transport Layer) 및 전자 주입층(EIL; Electron Injection Layer) 중 적어도 하나가 배치될 수도 있다(미도시).
유기 발광 소자(170)가 전면 발광형일 경우, 제1 전극(171)은 반사형 전극이고, 제2 전극(173)은 투과형 전극 또는 반투과형 전극일 수 있다. 유기 발광 소자가 배면 발광형일 경우, 제1 전극(171)은 투과형 전극 또는 반투과형 전극이고, 제2 전극(173)은 반사형 전극일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유기 발광 소자(170)는 전면 발광형이며, 제1 전극(171)은 반사형 전극이고, 제2 전극(173)은 반투과형 전극이다.
유기 발광 소자(170)를 보호하기 위해 제2 전극(173) 상에 박막 봉지층(180)이 배치된다. 박막 봉지층(180)은 수분이나 산소와 같은 외기가 유기 발광 소자(170)로 침투하는 것을 방지한다.
구체적으로, 박막 봉지층(180)은 적어도 하나의 무기막(181, 183) 및 적어도 하나의 무기막(181, 183)과 교호적으로 배치된 적어도 하나의 유기막(182)을 포함한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 박막 봉지층(180)이 2개의 무기막(181, 183)과 1개의 유기막(182)을 포함하고 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 무기막은 제1 무기막(181) 및 제2 무기막(183)을 포함하며, 적어도 하나의 유기막은 제1 무기막(181)과 제2 무기막(183) 사이에 배치된 제1 유기막(182)을 포함한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예가 도 3 및 도 4에 도시된 구조로 한정되는 것은 아니다.
도시되지 않았지만, 제2 전극(173) 상에 캡핑층이 배치될 수도 있다. 캡핑층은 유기 발광 소자(170)를 보호하며, 유기 발광층(172)에서 발생된 빛이 효율적으로 외부로 방출될 수 있도록 돕는 역할을 한다.
캡핑층은 광투과성을 갖는 무기 물질 및 유기 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 캡핑층은 30nm 내지 300nm의 두께를 가질 수 있으며, 300nm 이상의 두께를 가질 수도 있다. 캡핑층이 두꺼울수록 유기 발광 소자(170)의 보호에 유리하다. 그러나, 캡핑층이 두꺼우면 표시 장치의 박막화에 불리하다.
캡핑층은 당업계에서 알려진 방법으로 만들어질 수 있다. 증착에 의하여 캡핑층이 만들어질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 박막 봉지층(180) 상에 고굴절부(311), 제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331) 및 제2 저굴절부(322)가 배치된다.
고굴절부(311)는 평면상에서 제1 전극(171)의 적어도 일부와 중첩한다. 구체적으로, 고굴절부(311)는 화소 정의막(190)의 개구부(OP)와 중첩한다. 고굴절부(311)는 평면상에서 제1 전극(171)보다 작은 면적을 가지며, 평면상에서 개구부(OP)와 동일한 크기의 면적을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하며, 고굴절부(311)는 평면상에서 개구부(OP)보다 큰 면적을 가질 수도 있다.
고굴절부(311)는, 도 2a에 도시된 바와 같이 평면상에서 사각 형상을 가질 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 도 2b에 도시된 바와 같이 평면상에서 원형 형상을 가질 수도 있고, 여러 가지 형상을 가질 수 있다.
고굴절부(311), 제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331) 및 제2 저굴절부(322)의 상면은 평탄할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
고굴절부(311)는 후술할 제1 저굴절부(321) 및 제2 저굴절부(322)보다 큰 굴절률을 가진다. 구체적으로, 고굴절부(311)는 1.6 이상의 굴절율을 가질 수 있고, 제1 저굴절부(321) 및 제2 저굴절부(322)는 1.6 미만의 굴절율을 가질 수 있다. 예를 들어, 고굴절부(311)는 1.65의 굴절율을 가질 수 있고, 제1 저굴절부(321) 및 제2 저굴절부(322)는 1.5의 굴절율을 가질 수 있다.
제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331) 및 제2 저굴절부(322)는 평면상에서 화소 정의막(190)과 중첩하여 배치된다.
제1 저굴절부(321)는 평면상에서 화소 정의막(190)과 중첩하고 복수의 고굴절부(311) 사이에 고굴절부(311)와 이격되어 배치된다. 이에 따라, 제1 저굴절부(321)는 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
제1 저굴절부(321)는 고굴절부(311)보다 작은 두께를 가질 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 제1 저굴절부(321)는 고굴절부(311)와 동일한 두께를 가질 수도 있다.
제1 저굴절부(321)는 박막 봉지층(180)의 상면과 제1 각(θ1)을 이루는 제1 경사부(321a)를 가진다. 제1 경사부(321a)에 대해서는 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 자세히 후술한다.
제1 반사층(331)은 화소 정의막(190)과 중첩하고 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 평면상에서 복수의 고굴절부(311) 사이에 고굴절부(311)와 이격되어 배치된다. 이에 따라, 제1 반사층(331)은 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
제1 반사층(331)은 제1 저굴절부(321)를 덮을 수 있다. 이에 따라, 제1 반사층(331)과 박막 봉지층(180)은 제1 경사부(321a)의 제1 각(θ1)과 동일한 크기의 각을 이룰 수 있다. 구체적으로, 제1 반사층(331)과 박막 봉지층(180) 각각의 상면은 제1 경사부(321a)의 제1 각(θ1)과 동일한 크기의 각을 이룰 수 있다. 이에 대해서는 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 자세히 후술한다.
제1 반사층(331)은 반사율을 향상시키기 위해 300Å이상의 두께를 가질 수 있다.
제1 반사층(331)은 반사율이 우수한 금속물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 티타늄의 합금(MoTi), 알루미늄(Al), 은(Ag), APC(Ag;Pb;Cu), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2 저굴절부(322)는 화소 정의막(190)과 중첩한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제2 저굴절부(322)는 평면상에서 제1 저굴절부(321)와 고굴절부(311) 사이에 배치되고, 제2 저굴절부(322)는 고굴절부(311)를 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 저굴절부(322)는 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 제2 저굴절부(322)는 제1 저굴절부(321) 및 제1 반사층(331) 상에도 배치되어 평면상에서 화소 정의막(190)과 동일한 면적을 가질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 저굴절부(322)는 고굴절부(311)와 직접 접촉한다. 구체적으로, 제2 저굴절부(322)는 제2 경사부(322a)에서 고굴절부(311)와 직접 접촉한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유기 발광 소자(170)의 제1 광추출 영역(LEA1)에서 측면으로 출사되는 광은 고굴절부(311) 및 제2 저굴절부(322)의 접촉면인 제2 경사부(322a)에서 전반사되어 전면으로 출사될 수 있으며, 유기 발광 소자(170)의 제2 광추출 영역(LEA2)에서 측면으로 출사되는 광은 제1 반사층(331)에 의해 반사되어 표시 장치의 전면으로 출사될 수 있다. 따라서, 유기 발광 소자(170)의 제1 광추출 영역(LEA1) 및 제2 광추출 영역(LEA2)으로부터 측면으로 출사되는 광을 고굴절부(311), 제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331), 제2 저굴절부(322)를 통해 표시 장치의 전면으로 출사시켜, 표시 장치의 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
다만, 제2 경사부(322a)와 인접하지 않은 유기 발광 소자(170)로부터 출사되어 제2 경사부(322a)에서 전반사된 광은 제2 경사부(322a)와 인접한 유기 발광 소자(170)로부터 출사되어 제2 경사부(322a)에서 전반사된 광과 서로 다른 색상의 광일 수 있다. 이에 따라, 색섞임 현상이 발생하여 표시 장치의 표시 품질이 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 제2 경사부(322a)에서 전반사되는 광은 제1 반사층(331)으로부터 100㎛이하의 거리(d1)만큼 이격된 유기 발광 소자(170)에서 출사된 광일 수 있다. 최적의 출광 효율을 위해 제2 저굴절부(322)는 박막 봉지층(180)의 상면과 제2 각(θ2)을 이루는 제2 경사부(322a)를 가진다. 제2 경사부(322a)에 대해서는 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 자세히 후술한다.
제2 저굴절부(322)는 제1 저굴절부(321)과 동일한 굴절율을 가질 수 있으며, 제2 저굴절부(322)는 고굴절부(311)보다 작은 굴절율을 가질 수 있다. 예를 들어, 고굴절부(311)는 1.65의 굴절율을 갖고, 제1 저굴절부(321) 및 제2 저굴절부(322)는 1.5의 굴절율을 가질 수 있다.
고굴절부(311) 및 제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331) 및 제2 저굴절부(322) 상에 제2 기판(211)이 배치될 수 있다.
제2 기판(211)의 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 기판(211)은 유리, 플라스틱, 수정 등의 절연성 물질로 형성될 수 있다. 제2 기판(211)은 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성, 방수성 등이 우수한 재료들 중에서 선택될 수 있다.
제2 기판(211)은 제1 기판(111)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고굴절부(311) 및 제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331) 및 제2 저굴절부(322) 상에 원편광판(212)이 배치될 수 있다. 원편광판(212)은 선편광판와 1/4λ 위상차판을 포함할 수 있다. 외부로부터 표시 장치로 입사되는 외부광은 원편광판(212)의 선편광판을 통해 선편광 상태가되고, 1/4λ 위상차판을 통해 원편광 상태가 된다. 이러한 원편광 상태의 외부광은 제1 반사층(331)에 의해 반사되어 다시 1/4λ 위상차판을 통해 선편광판의 투과축 방향의 직각방향의 선편광 상태가 된다. 이에 따라, 입사된 외부광은 원편광판(212)을 투과하지 못하게 되어 외부로 나오지 못하고 소멸 간섭을 일으킨다. 다시 말해, 원편광판(212)은 외부광이 고굴절부(311) 및 제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331) 및 제2 저굴절부(322)의 제1 반사층(331)에 의해 반사되어 표시 장치의 전면으로 출광되는 것을 방지할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 경사부 및 제2 경사부에 대해 구체적으로 설명한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 고굴절부, 제1 저굴절부, 제1 반사층 및 제2 저굴절부를 확대한 도면이다. 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 경사부를 확대한 도면이고, 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 경사부를 확대한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 제1 저굴절부(321)는 박막 봉지층(180)의 상면과 제1 각(θ1)을 이루는 제1 경사부(321a)를 가지고, 제2 저굴절부(322)는 박막 봉지층(180)의 상면과 제2 각(θ2)을 이루는 제2 경사부(322a)를 가진다.
제1 저굴절부(321)는 고굴절부(311)와 2㎛ 이상 10㎛ 이하의 거리(d2)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 박막 봉지층(180), 고굴절부(311) 및 제2 저굴절부(322)이 접촉하는 지점(P1)은 제1 저굴절부(321)의 제1 경사부(321a)와 박막 봉지층(180)이 접촉하는 지점(P2)과 2㎛ 이상 10㎛ 이하의 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 표시 장치의 전면으로 광을 추출할 수 있는 영역이 증가되어 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제1 반사층(331)로 입사되어 반사되는 광은 반사의 법칙에 의해 제1 반사층(331)의 법선을 기준으로 제1 반사층(331)에 입사된 각도와 동일한 각도(θL)로 반사된다.
제1 반사층(331)은 제1 저굴절부(321)를 덮고 두께가 일정할 수 있다.
제1 반사층(331)과 박막 봉지층(180)의 상면은 제1 경사부(321a)의 제1 각(θ1)과 동일한 크기의 각을 이룰 수 있다.
유기 발광 소자(170)에 의해 출사되어 제1 반사층(331)으로 입사되는 광은 박막 봉지층(180)의 상면을 기준으로 0도 이상의 각도를 가지기 때문에, 제1 반사층(331)에 입사되어 반사되는 광을 표시 장치의 전면으로 출사시키기 위해서 제1 각(θ1)은 45도 이상일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 표시 장치의 색섞임을 방지하기 위해 제1 각(θ1)은 48도 이상일 수 있다.
도 5c를 참조하면, 고굴절부(311)에서 제2 저굴절부(322)로 입사되어 전반사되는 광은 반사의 법칙에 의해 제2 저굴절부(322)의 제2 경사부(322a)를 기준으로 제2 반사층(332)에 입사된 각도와 동일한 각도(θH)로 반사된다.
제2 경사부(322a)에 입사된 광이 표시 장치의 전면으로 출사되는 경우, 표시 장치의 전면으로 출사하는 광은 박막 봉지층(180)을 기준으로 직각을 이루고 제2 경사부(322a)의 법선은 제2 경사부(322a)의 표면과 직각을 이루기 때문에, 제2 경사부(322a)의 제2 각(θ2)은 제2 경사부(322a)에 입사된 광의 입사각(θH)과 동일한 값을 갖는다.
제2 경사부(322a)는 고굴절부(311)와 제2 저굴절부(322)과 접촉하는 면으로, 고굴절부(311)에서 제2 경사부(322a)로 입사되는 모든 광이 전반사되지 않는다. 이와 같이, 굴절율이 큰 매질에서 굴절율이 작은 매질로 빛이 굴절될 때, 입사각이 커짐에 따라 굴절각도 커지고 굴절각이 90도가 될 때의 입사각을 임계각(θc)이라고 한다. 다시 말하면, 고굴절부(311)에서 제2 경사부(322a)로 입사되는 광 중 임계각(θc) 이상의 각도를 갖는 광만이 제2 경사부(322a)에서 전반사된다. 이에 따라, 제2 경사부(322a)의 제2 각(θ2)은 60도 이상의 각을 가질 수 있다.
예를 들어, 고굴절부(311)의 굴절율(nH)이 1.65이고 제1 저굴절부(321) 및 제2 저굴절부(322)의 굴절율(nL)이 1.5일 때, 임계각(θc)은 다음과 같은 수학식을 통해 계산될 수 있다.
[수학식 1]
Θc= arcsin(nL/nH)
수학식 1을 통해 계산된 임계각(θc)은 65.38도이다. 고굴절부(311)의 굴절율(nH)이 1.65이고 제1 저굴절부(321) 및 제2 저굴절부(322)의 굴절율(nL)이 1.5인 경우, 제2 경사부(322a)에 입사된 광의 입사각(θH) 및 제2 경사부(322a)의 제2 각(θ2)은 65.38도 이상의 각을 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소에 대한 평면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 저굴절부, 제1 반사층, 제2 저굴절부, 제2 반사층 및 제3 저굴절부에 대한 평면도이다. 도 8은 도 7의 III-III’를 따라 자른 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 대해 자세히 설명한다. 이하, 중복을 피하기 위하여 이미 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략된다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 박막 봉지층(180) 상에 제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331), 제2 저굴절부(322), 제2 반사층(332) 및 제3 저굴절부(323)가 배치된다.
제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331), 제2 저굴절부(322), 제2 반사층(332) 및 제3 저굴절부(323)는 박막 봉지층(180) 상에 배치된다.
제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331), 제2 저굴절부(322) 및 제2 반사층(332)은 화소 정의막(190)과 중첩하여 배치되고, 제3 저굴절부(323)는 제1 전극(171)의 적어도 일부와 중첩한다.
제1 저굴절부(321)는 화소 정의막(190)과 중첩하며, 평면상에서 복수의 제3 저굴절부(323) 사이에서 복수의 제3 저굴절부(323)와 이격되어 배치된다. 이에 따라, 제1 저굴절부(321)는 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
제1 저굴절부(321)는 제3 저굴절부(323)보다 작은 두께를 가질 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 제1 저굴절부(321)는 제3 저굴절부(323)와 동일한 두께를 가질 수도 있다.
제1 저굴절부(321)는 박막 봉지층(180)의 상면과 제1 각(θ1)을 이루는 제1 경사부(321a)를 가진다.
제1 저굴절부(321)은 제2 저굴절부(322)와 동일한 굴절율을 가질 수 있으며, 제1 저굴절부(321)는 제3 저굴절부(323)와 동일한 굴절율을 가질 수 있다.
제1 반사층(331)은 상기 제1 저굴절부(321) 및 상기 제2 저굴절부(322) 사이에 배치되고, 평면상에서 복수의 제3 저굴절부(323) 사이에 복수의 제3 저굴절부(32)과 이격되어 배치된다. 이에 따라, 제1 반사층(331)은 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
제1 반사층(331)은 반사율을 향상시키기 위해 각각 300Å이상의 두께를 가질 수 있다.
제1 반사층(331)은 제1 저굴절부(321)를 덮고 두께가 일정할 수 있다.
제1 반사층(331)과 박막 봉지층(180) 각각의 상면은 제1 경사부(321a)의 제1 각(θ1)과 동일한 크기의 각을 이룰 수 있다.
제1 반사층(331)은 반사율이 우수한 금속물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 티타늄의 합금(MoTi), 알루미늄(Al), 은(Ag), APC(Ag;Pb;Cu), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2 저굴절부(322)는 평면상에서 화소 정의막(190)과 중첩하고, 제2 저굴절부(322)는 평면상에서 제1 저굴절부(321)와 제3 저굴절부(323) 사이에 배치된다. 이에 따라, 제2 저굴절부(322)는 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 제2 저굴절부(322)는 제1 저굴절부(321) 및 제1 반사층(331) 상에도 배치될 수 있으며, 제2 저굴절부(322)는 평면상에서 화소 정의막(190)과 동일한 면적을 가질 수도 있다.
제2 저굴절부(322)는 박막 봉지층(180)의 상면과 제2 각(θ2)을 이루는 제2 경사부(322a)를 가진다.
제2 반사층(332)은 제2 저굴절부(322) 및 제3 저굴절부(323) 사이에 배치되고, 평면상에서 복수의 제3 저굴절부(323) 사이에 복수의 제3 저굴절부(323)와 이격되어 배치된다. 이에 따라, 제2 반사층(332)은 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
제2 반사층(332)은 반사율을 향상시키기 위해 각각 300Å이상의 두께를 가질 수 있다.
제2 반사층(332)은 제2 저굴절부(322)의 제2 경사부(322a)를 덮고 두께가 일정할 수 있다.
제2 반사층(332)과 박막 봉지층(180) 각각의 상면은 제2 경사부(322a)의 제2 각(θ2)과 동일한 크기의 각을 이룰 수 있다.
제2 반사층(332)은 반사율이 우수한 금속물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 티타늄의 합금(MoTi), 알루미늄(Al), 은(Ag), APC(Ag;Pb;Cu), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 반사층(332)은 제1 반사층(331)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제1 반사층(331) 및 제2 반사층(332)은 표시 장치의 측면으로 출사되는 광을 표시 장치의 전면으로 반사시킬 수 있다. 이를 위해, 제1 경사부(321a)의 제1 각(θ1)은 45도 이상일 수 있고, 제2 경사부(322a)의 제2 각(θ2)은 45도 이상일 수 있다. 이에 따라, 제1 반사층(331)과 박막 봉지층(180)의 상면은 제1 각(θ1)과 동일한 크기인 45도 이상의 각을 이룰 수 있고, 제2 반사층(332)과 박막 봉지층(180)의 상면은 제2 각(θ2)과 동일한 크기인 45도 이상의 각을 이룰 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 표시 장치의 색섞임을 방지하기 위해 제1 각(θ1) 및 제2 각(θ2)은 각각 48도 이상일 수 있고, 제1 반사층(331) 및 제2 반사층(332)과 박막 봉지층(180)의 상면은 각각 48도 이상의 각을 이룰 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 고굴절부, 제1 저굴절부, 제1 반사층, 제2 저굴절부, 제2 반사층 및 제3 저굴절부에 대한 평면도이고, 도 10은 또 다른 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 대해 자세히 설명한다. 이하, 중복을 피하기 위하여 이미 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 박막 봉지층(180) 상에 고굴절부(311), 제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331), 제2 저굴절부(322), 제2 반사층(332) 및 제3 저굴절부(323)가 배치된다.
고굴절부(311)는 평면상에서 제1 전극(171)의 적어도 일부와 중첩한다. 구체적으로, 고굴절부(311)는 화소 정의막(190)의 개구부(OP)와 중첩한다. 고굴절부(311)는 평면상에서 제1 전극(171)보다 작은 면적을 가지며, 개구부(OP)와 동일한 크기의 면적을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하며, 고굴절부(311)는 평면상에서 개구부(OP)보다 큰 면적을 가질 수도 있다.
고굴절부(311), 제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331), 제2 저굴절부(322), 제2 반사층(332) 및 제3 저굴절부(323)의 상면은 평탄할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
고굴절부(311)는 후술할 제1 저굴절부(321), 제2 저굴절부(322) 및 제3 저굴절부(323)보다 큰 굴절률을 가진다. 구체적으로, 고굴절부(311)는 1.6 이상의 굴절율을 가질 수 있고, 제1 저굴절부(321), 제2 저굴절부(322) 및 제3 저굴절부(323)는 1.6 미만의 굴절율을 가질 수 있다. 예를 들어, 고굴절부(311)는 1.65의 굴절율을 가질 수 있고, 제1 저굴절부(321), 제2 저굴절부(322) 및 제3 저굴절부(323)는 1.5의 굴절율을 가질 수 있다.
제1 저굴절부(321), 제1 반사층(331), 제2 저굴절부(322), 제2 반사층(332) 및 제3 저굴절부(323)는 화소 정의막(190)과 중첩하여 배치된다.
제1 저굴절부(321)는 화소 정의막(190)과 중첩하고, 평면상에서 복수의 고굴절부(311) 사이에 복수의 고굴절부(311)와 이격되어 배치된다. 이에 따라, 제1 저굴절부(321)는 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
제1 저굴절부(321)는 고굴절부(311)보다 작은 두께를 가질 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 제1 저굴절부(321)는 고굴절부(311)와 동일한 두께를 가질 수 있다.
제1 저굴절부(321)는 고굴절부(311)보다 작은 굴절율을 가질 수 있다. 구체적으로, 고굴절부(311)는 1.6 이상의 굴절율을 가질 수 있고, 제1 저굴절부(321) 및 제2 저굴절부(322)는 1.6 미만의 굴절율을 가질 수 있다. 예를 들어, 고굴절부(311)는 1.65의 굴절율을 가질 수 있고, 제1 저굴절부(321), 제2 저굴절부(322) 및 제3 저굴절부(323)는 1.5의 굴절율을 가질 수 있다.
제1 저굴절부(321)는 박막 봉지층(180)의 상면과 제1 각(θ1)을 이루는 제1 경사부(321a)를 가진다.
제1 반사층(331)은 제1 저굴절부(321)와 제2 저굴절부(322) 사이에 배치되고, 평면상에서 복수의 고굴절부(311) 사이에 복수의 고굴절부(311)와 이격되어 배치된다. 이에 따라, 제1 반사층(331)은 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
제1 반사층(331)은 반사율을 향상시키기 위해 300Å이상의 두께를 가질 수 있다.
제1 반사층(331)은 제1 저굴절부(321)를 덮고 두께가 일정할 수 있다.
제1 반사층(331)과 박막 봉지층(180)의 상면은 제1 경사부(321a)의 제1 각(θ1)과 동일한 크기의 각을 이룰 수 있다.
제1 반사층(331)은 반사율이 우수한 금속물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 티타늄의 합금(MoTi), 알루미늄(Al), 은(Ag), APC(Ag;Pb;Cu), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2 저굴절부(322)는 평면상에서 화소 정의막(190)과 중첩하여 배치된다. 구체적으로, 제2 저굴절부(322)는 평면상에서 제1 저굴절부(321)와 제3 저굴절부(323) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 저굴절부(322)는 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 제2 저굴절부(322)는 제1 저굴절부(321) 및 제1 반사층(331) 상에도 배치될 수 있다.
제2 반사층(332)은 제2 저굴절부(322)와 제3 저굴절부(323) 사이에 배치되고, 평면상에서 복수의 고굴절부(311) 사이에 복수의 고굴절부(311)와 이격되어 배치된다. 이에 따라, 제2 반사층(332)은 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다.
제2 반사층(332)은 반사율을 향상시키기 위해 각각 300Å이상의 두께를 가질 수 있다.
제2 반사층(332)은 제2 저굴절부(322)의 제2 경사부(322a)를 덮고 두께가 일정할 수 있다.
제2 반사층(332)과 박막 봉지층(180) 각각의 상면은 제2 경사부(322a)의 제2 각(θ2)과 동일한 크기의 각을 이룰 수 있다.
제2 반사층(332)은 반사율이 우수한 금속물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 티타늄의 합금(MoTi), 알루미늄(Al), 은(Ag), APC(Ag;Pb;Cu), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 반사층(332)은 제1 반사층(331)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제1 반사층(331) 및 제2 반사층(332)은 표시 장치의 측면으로 출사하는 광을 표시 장치의 전면으로 반사시킬 수 있다. 이를 위해, 제1 경사부(321a)의 제1 각(θ1)은 45도 이상일 수 있고, 제2 경사부(322a)의 제2 각(θ2)은 45도 이상일 수 있다. 이에 따라, 제1 반사층(331)과 박막 봉지층(180)의 상면은 제1 각(θ1)과 동일한 크기인 45도 이상의 각을 이룰 수 있고, 제2 반사층(332)과 박막 봉지층(180)의 상면은 제2 각(θ2)과 동일한 크기인 45도 이상의 각을 이룰 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치의 색섞임을 방지하기 위해 제1 각(θ1) 및 제2 각(θ2)은 각각 48도 이상일 수 있고, 제1 반사층(331) 및 제2 반사층(332)과 박막 봉지층(180)의 상면은 각각 48도 이상의 각을 이룰 수 있다.
제3 저굴절부(323)는 평면상에서 화소 정의막(190)과 중첩하여 배치된다. 구체적으로, 제3 저굴절부(323)는 평면상에서 제2 저굴절부(322)와 고굴절부(311) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제3 저굴절부(323)는 평면상에서 화소 정의막(190)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 제3 저굴절부(323)는 제2 저굴절부(322) 및 제2 반사층(332) 상에도 배치될 수 있으며, 제3 저굴절부(323)는 평면상에서 화소 정의막(190)과 동일한 면적을 가질 수도 있다.
제3 저굴절부(323)는 고굴절부(311)와 직접 접촉한다. 구체적으로, 제3 저굴절부(323)는 제3 경사부(323a)에서 고굴절부(311)와 직접 접촉한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유기 발광 소자(170)의 측면으로 출사되는 광은 고굴절부(311) 및 제3 저굴절부(323)의 접촉면인 제3 경사부(323a)에서 전반사되어 전면으로 출사될 수 있다. 따라서, 유기 발광 소자(170)의 측면으로 출사되는 광을 표시 장치의 전면으로 출사시켜, 표시 장치의 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
다만, 제3 경사부(323a)와 인접하지 않은 유기 발광 소자(170)로부터 출사되어 제3 경사부(323a)에서 전반사된 광은 제3 경사부(323a)와 인접한 유기 발광 소자(170)로부터 출사되어 제3 경사부(323a)에서 전면으로 반사된 광과 서로 다른 색상의 광일 수 있다. 이에 따라, 색섞임 현상이 발생하여 표시 장치의 표시 품질이 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 제3 저굴절부(323)는 박막 봉지층(180)의 상면과 제3 각(θ3)을 이루는 제3 경사부(323a)를 가진다.
제3 경사부(323a)는 고굴절부(311)와 제3 저굴절부(323)과 접촉하는 면으로, 고굴절부(311)에서 제3 경사부(323a)로 입사되는 모든 광이 반사되지는 않는다. 이와 같이, 굴절율이 큰 매질에서 굴절율이 작은 매질로 빛이 굴절될 때, 입사각이 커짐에 따라 굴절각도 커지고 굴절각이 90도가 될 때의 입사각을 임계각(θc)이라고 한다. 다시 말하면, 고굴절부(311)에서 제3 경사부(323a)로 입사되는 광 중 임계각(θc) 이상의 각도를 갖는 광만이 제3 경사부(323a)에서 전반사된다. 이에 따라, 제3 경사부(323a)의 제3 각(θ3)은 60도 이상의 각을 가질 수 있다. 예를 들어, 고굴절부(311)의 굴절율이 1.65이고 제1 저굴절부(321), 제2 저굴절부(322) 및 제3 저굴절부(323)의 굴절율이 1.5인 경우, 임계각(θc)은 65.38도로, 제3 경사부(323a)에 입사된 광의 입사각 및 제3 경사부(323a)의 제3 각(θ3)은 65.38도 이상의 각을 가질 수 있다.
이상, 도면 및 실시예를 중심으로 본 발명을 설명하였다. 상기 설명된 도면과 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예를 생각해 내는 것이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
311: 고굴절부
321: 제1 저굴절부 321a: 제1 경사부
322: 제2 저굴절부 322a: 제2 경사부
323: 제3 저굴절부 323a: 제3 경사부
331: 제1 반사층 332: 제2 반사층

Claims (21)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치되고, 제1 전극, 유기 발광층 및 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자;
    상기 제1 기판 상에 상기 제1 전극을 둘러싸는 화소 정의막;
    상기 유기 발광 소자 및 상기 화소 정의막 상에 배치된 박막 봉지층;
    상기 박막 봉지층 상에서 제1 전극의 적어도 일부와 평면상에서 중첩하여 배치되는 고굴절부; 및
    상기 박막 봉지층 상에서 상기 화소 정의막과 평면상으로 중첩하고, 상기 박막 봉지층과 제1 각을 이루는 제1 경사부를 포함하는 제1 저굴절부;
    상기 박막 봉지층 상에서 평면상으로, 상기 제1 저굴절부와 상기 고굴절부 사이에 배치되고 상기 박막 봉지층과 제2 각을 이루는 제2 경사부를 갖는 제2 저굴절부; 및
    상기 박막 봉지층 상에서 평면상으로 상기 제1 저굴절부와 상기 제2 저굴절부 사이에 배치되는 제1 반사층;를 포함하고,
    상기 고굴절부, 상기 제1 저굴절부, 및 상기 제2저굴절부가 제1 층과 접촉하며, 상기 제1 층은 상기 제1 기판의 상면에 수직한 방향으로 상기 제1 전극과 상기 제1 반사층 사이에 배치되는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 각은 45도 이상인 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 각은 60도 이상인 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고굴절부는 1.6 이상의 굴절률을 가지고, 상기 제1 및 제2 저굴절부는 1.6 미만의 굴절율을 갖는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 저굴절부는 상기 제2 저굴절부와 동일한 굴절률을 갖는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고굴절부 및 상기 제1 저굴절부 및 제2 저굴절부 상에 배치된 원편광판을 더 포함하는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사층은 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 티타늄의 합금(MoTi), 알루미늄(Al), 은(Ag), APC(Ag;Pb;Cu), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사층은 300Å이상의 두께를 갖는 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 저굴절부는 상기 제2 저굴절부보다 작은 두께를 갖는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 저굴절부는 상기 제1 저굴절부 및 제1 반사층 상에 배치된 표시 장치.
  11. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치되고, 제1 전극, 유기 발광층 및 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자;
    상기 제1 기판 상에 상기 제1 전극을 둘러싸는 화소 정의막;
    상기 유기 발광 소자 및 상기 화소 정의막 상에 배치된 박막 봉지층; 및
    상기 박막 봉지층 상에서 평면상으로 상기 화소 정의막과 중첩하고, 상기 박막 봉지층과 제1 각을 이루는 제1 경사부를 포함하는 제1 저굴절부;
    상기 박막 봉지층과 제2 각을 이루는 제2 경사부를 갖는 제2 저굴절부;
    상기 제1 저굴절부와 이격되고, 제1 전극의 적어도 일부와 평면상에서 중첩하여 배치된 제3 저굴절부;
    상기 박막 봉지층 상에서 상기 제1 저굴절부 및 상기 제2 저굴절부 사이에 배치되는 제1 반사층; 및
    상기 박막 봉지층 상에서 상기 제2 저굴절부 및 상기 제3 저굴절부 사이에 배치되는 제2 반사층;을 포함하고,
    상기 제2 저굴절부는 평면상에서 상기 제1 저굴절부와 상기 제3 저굴절부 사이에 배치되고,
    상기 제1 저굴절부, 상기 제2저굴절부, 및 상기 제3 저굴절부가 제1 층과 접촉하며, 상기 제1 층은 상기 제1 기판의 상면에 수직한 방향으로 상기 제1 전극과 상기 제1 반사층 사이에 배치되는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 저굴절부는 상기 제2 저굴절부와 동일한 굴절율을 갖고,
    상기 제2 저굴절부는 상기 제3 저굴절부와 동일한 굴절율을 갖는 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 반사층은 상기 제2 반사층과 동일한 물질로 이루어진 표시 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 각 및 상기 제2 각은 45도 이상인 표시 장치.
  15. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치되고, 제1 전극, 유기 발광층 및 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자;
    상기 제1 기판 상에 상기 제1 전극을 둘러싸는 화소 정의막;
    상기 유기 발광 소자 및 상기 화소 정의막 상에 배치된 박막 봉지층;
    상기 박막 봉지층 상에 상기 제1 전극의 적어도 일부와 중첩하여 배치되는 고굴절부; 및
    상기 박막 봉지층 상에서 평면상으로 상기 화소 정의막과 중첩하여 배치되고, 상기 박막 봉지층과 제1 각을 이루는 제1 경사부를 포함하는 제1 저굴절부;
    상기 박막 봉지층과 제2 각을 이루는 제2 경사부를 갖는 제2 저굴절부;
    상기 고굴절부와 직접 접촉하고, 상기 제1 저굴절부와 이격되어 배치되며, 상기 박막 봉지층과 제3 각을 이루는 제3 경사부를 갖는 제3 저굴절부;
    상기 제1 저굴절부 및 상기 제2 저굴절부 사이에 배치되는 제1 반사층; 및
    상기 제2 저굴절부 및 상기 제3 저굴절부 사이에 배치되는 제2 반사층;을 포함하고,
    상기 제2 저굴절부는 평면상에서 상기 제1 저굴절부와 상기 제3 저굴절부 사이에 배치되고,
    상기 고굴절부, 상기 제1 저굴절부, 및 상기 제2저굴절부가 제1 층과 접촉하며, 상기 제1 층은 상기 제1 기판의 상면에 수직한 방향으로 상기 제1 전극과 상기 제1 반사층 사이에 배치되는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 저굴절부는 상기 제2 저굴절부와 동일한 굴절율을 갖고,
    상기 제2 저굴절부는 상기 제3 저굴절부와 동일한 굴절율을 갖는 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 각 및 제2 각은 45도 이상인 표시 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제3 각은 60도 이상인 표시 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 고굴절부는 1.6 이상의 굴절률을 가지며, 상기 제1 내지 제3 저굴절부는 1.6 미만의 굴절율을 갖는 표시 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제1 저굴절부는 상기 제2 저굴절부와 동일한 굴절율을 가지고,
    상기 제1 저굴절부는 상기 제3 저굴절부와 동일한 굴절율을 갖는 표시 장치.
  21. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치되고, 제1 전극, 유기 발광층 및 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자;
    상기 제1 기판 상에 상기 제1 전극을 둘러싸는 화소 정의막;
    상기 유기 발광 소자 및 상기 화소 정의막 상에 배치된 박막 봉지층;
    상기 박막 봉지층 상에서 제1 전극의 적어도 일부와 평면상에서 중첩하여 배치되는 고굴절부; 및
    상기 박막 봉지층 상에서 상기 화소 정의막과 평면상으로 중첩하고, 상기 박막 봉지층과 제1 각을 이루는 제1 경사부를 포함하는 제1 저굴절부;
    상기 박막 봉지층 상에서 평면상으로, 상기 제1 저굴절부와 상기 고굴절부 사이에 배치되고 상기 박막 봉지층과 제2 각을 이루는 제2 경사부를 갖는 제2 저굴절부; 및
    상기 박막 봉지층 상에서 평면상으로 상기 제1 저굴절부와 상기 제2 저굴절부 사이에 배치되는 제1 반사층;를 포함하고,
    상기 고굴절부, 상기 제1 저굴절부, 상기 제2저굴절부 및 상기 제1 반사층 중 적어도 두 개가 상기 박막 봉지층과 접촉하는 표시 장치.
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