KR20180078142A - 저반사 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20180078142A
KR20180078142A KR1020170171433A KR20170171433A KR20180078142A KR 20180078142 A KR20180078142 A KR 20180078142A KR 1020170171433 A KR1020170171433 A KR 1020170171433A KR 20170171433 A KR20170171433 A KR 20170171433A KR 20180078142 A KR20180078142 A KR 20180078142A
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Abstract

저반사 디스플레이 장치가 개시된다. 저반사 디스플레이 장치는 격벽에 의해 서로 분할된 복수의 서브픽셀들을 구비하는 발광부 및 발광부 상에 배치된 저반사부를 구비한다. 저반사부는 발광부 상에 서브픽셀들과 일대일 대응하도록 배치되고, 각각 서브픽셀들로부터 생성된 광이 입사되는 하부 단부 및 하부 단부와 대향하고 입사된 광이 출사되는 상부 단부를 구비하는 복수의 광학 렌즈 구조물, 광학 렌즈 구조물의 측면을 피복하도록 배치된 광 반사층 및 복수의 광학 렌즈 구조물 사이의 공간을 채우도록 배치되고 복수의 광학 렌즈 구조물의 하부 단부 및 상부 단부를 노출시키는 광 흡수층을 구비한다. 그리고 복수의 광학 렌즈 구조물 각각의 하부 단부는 상기 복수의 서브픽셀들 중 대응되는 서브픽셀 전체를 덮도록 대응되는 서브픽셀의 면적보다 크거나 상기 면적과 동일한 면적을 가져서 대응되는 서브픽셀로부터 생성된 광을 모두 수용한다.

Description

저반사 디스플레이 장치{LOW REFLECTIVE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 저반사 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부에서 입사되는 빛의 반사율을 낮춘 저반사 디스플레이 장치에 관한 것이다.
OLED(organic light emitting diode) 디스플레이 장치는 일반적으로 외부광의 반사를 막기 위하여 저반사 기능을 가진 편광판을 디스플레이 전면에 부착한다.
도 18은 종래에 사용되는 저반사 편광판을 적용한 디스플레이의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 저반사 편광판(1, 2)은 이색성 선형 편광판(1)과 QWD(quaterwave plate, 2)를 서로 광축이 45도로 어긋나도록 점착한 구조를 가지고 있다.
외부에서 편광이 되지 않은 빛이 저반사 편광판(1, 2)으로 입사할 경우, 입사된 빛은 이색성 선형 편광판(1)을 지나면서 일정 방향으로 선편광된 빛이 되고, 선편광된 빛은 하부의 QWD(2)를 통과하며 좌원편광(또는 우원편광)이 되며, 디스플레이 패널 내부의 반사층(3)에서 반사된 이후에는 원편광의 방향이 반전되어 우원편광(또는 좌원편광)이 된다. 그리고 반사층(3)에서 반사된 빛은 다시 QWD(2)를 통과하며 선편광이 되는데, 반사층(3)에서 반사되며 원편광의 방향이 바뀌었기 때문에 QWD(2)를 통과한 후의 선편광 방향은 입사할 때의 선편광 방향과 90도 직교한 방향이 된다. 따라서 90도로 편광방향이 회전한 선편광은 이색성 선형 편광판(1)을 다시 통과하며 흡수되어 외부로 빛이 나오지 못하게 된다. 그 결과, 외광이 반사가 되지 않으므로 내부에서 발생한 빛만 사용자가 관찰하게 되므로 또렷한 화질을 볼 수 있다.
그러나 디스플레이 장치의 내부에서 생성된 내부광 역시 우원편광 성분과 좌원편광 성분으로 구성되므로, 디스플레이 장치의 내부광 역시 저반사 편광판(1, 2)을 통과하며 우원편광 성분과 좌원 편광 성분 중 어느 하나의 성분의 광은 저반사 편광판(1, 2)을 투과하지 못한다. 따라서, 이상적인 저반사 편광판(1, 2)이라고 하더라도, 이를 적용한 디스플레이 장치의 내부광은 최대 50%만이 외부로 출사된다.
따라서 저반사 편광판(1, 2)이 적용된 현재 디스플레이 장치의 경우, 외부로부터 입사되는 외부광의 반사율은 낮출 수 있지만, 내부광의 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 디스플레이의 광효율을 향상시키면서도 외부로부터 입사되는 빛의 반사율을 낮출 수 있는 저반사 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치는 격벽에 의해 서로 분할된 복수의 서브픽셀들을 포함하는 발광부; 및 상기 발광부 상에 상기 복수의 서브픽셀과 일대일 대응하도록 배치되고, 각각 상기 서브픽셀들로부터 생성된 광이 입사되는 하부 단부 및 상기 하부 단부와 대향하고 입사된 광이 출사되는 상부 단부를 구비하는 복수의 광학 렌즈 구조물, 상기 광학 렌즈 구조물의 하부 단부 및 상부 단부를 연결하는 상기 광학 렌즈 구조물의 측면을 피복하도록 배치되고, 상기 광학 렌즈 구조물의 측면으로 입사되는 광을 상기 광학 렌즈 구조물의 내측으로 반사시키는 광 반사층 및 상기 광반사층에 의해 피복된 상기 복수의 광학 렌즈 구조물 사이의 공간을 채우도록 배치되고, 상기 복수의 광학 렌즈 구조물의 하부 단부 및 상부 단부를 노출시키는 광 흡수층을 구비하는 저반사부를 포함한다. 이 때, 상기 복수의 광학 렌즈 구조물 각각의 하부 단부는 상기 복수의 서브픽셀들 중 대응되는 상기 대응되는 서브픽셀 전체를 덮도록 배치되어 상기 대응되는 서브픽셀로부터 생성된 광을 모두 수용하고, 상기 대응되는 서브픽셀의 면적보다 크거나 상기 면적과 동일한 면적을 갖는다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 반사층은 상기 광학 렌즈 구조물보다 낮은 굴절률을 가져서, 상기 서브픽셀로부터 생성되어 상기 광학 렌즈 구조물로 입사된 광 중 상기 광학 렌즈 구조물의 측면으로 입사되는 광을 전반사킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 반사층은 상기 서브픽셀로부터 생성되어 상기 광학 렌즈 구조물로 입사된 광 중 상기 광학 렌즈 구조물의 측면으로 입사되는 광을 전반사시키는 제1 광 반사층; 및 상기 제1 광 반사층의 외측에 형성되어, 상기 제1 광 반사층을 투과한 광을 상기 광학 렌즈 구조물의 내측을 향해 반사시키는 제2 광 반사층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 광 반사층은 상기 광학 렌즈 구조물보다 낮은 굴절률을 갖는 재질로 형성될 수 있고, 상기 제2 광 반사층은 금속 재질로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 광학 렌즈 구조물 각각의 상부 단부의 면적은 하부 단부의 면적보다 작을 수 있다. 예를 들면, 상기 상부 단부면의 면적은 상기 하부 단부면 면적의 약 7 내지 45%일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 서브픽셀들은 레드(R) 광을 생성하는 레드 서브픽셀, 블루(B) 광을 생성하고 상기 레드 서브픽셀보다 큰 면적을 갖는 블루 서브픽셀 및 그린(G) 광을 생성하고 상기 레드 서브픽셀 및 상기 블루 서브픽셀보다 작은 면적을 갖는 그린 서브픽셀을 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 복수의 광학 렌즈 구조물은 상기 레드 서브픽셀 상부에 배치된 레드 광학 렌즈 구조물, 상기 블루 서브픽셀 상부에 배치되고 상기 레드 서브픽셀의 하부 단부 및 상부 단부보다 각각 큰 면적을 갖는 하부 단부 및 상부 단부를 구비하는 블루 광학 렌즈 구조물 및 상기 그린 서브픽셀 상에 배치되고 상기 레드 및 블루 서브픽셀들의 하부 단부 및 상부 단부보다 각각 작은 면적을 갖는 하부 단부 및 상부 단부를 구비하는 그린 광학 렌즈 구조물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 광학 렌즈 구조물 각각은 내부에 분산된 광산란 입자를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 서브픽셀들은 레드(R) 광을 생성하는 레드 서브픽셀, 블루(B) 광을 생성하고 상기 레드 서브픽셀보다 큰 면적을 갖는 블루 서브픽셀 및 그린(G) 광을 생성하고 상기 레드 서브픽셀 및 상기 블루 서브픽셀보다 작은 면적을 갖는 그린 서브픽셀을 포함할 수 있고, 상기 복수의 광학 렌즈 구조물은 상기 레드 서브픽셀 상부에 배치된 레드 광학 렌즈 구조물, 상기 블루 서브픽셀 상부에 배치된 블루 광학 렌즈 구조물 및 상기 그린 서브픽셀 상에 배치된 그린 광학 렌즈 구조물을 포함할 수 있으며, 상기 레드 광학 렌즈 구조물, 상기 블루 광학 렌즈 구조물 및 상기 그린 광학 렌즈 구조물 중 적어도 하나는 대응되는 서브픽셀에서 생성된 제1 광은 흡수하지 않으면서 상기 제1 광보다 짧은 파장의 제2 광은 흡수하여 제3 파장의 광을 방출하는 형광체를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 레드 광학 렌즈 구조물 또는 상기 블루 광학 렌즈 구조물이 상기 형광체를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 레드 광학 렌즈 구조물, 상기 블루 광학 렌즈 구조물 및 상기 그린 광학 렌즈 구조물 각각이 상기 형광체를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 형광체는 유기 염료, 안료 또는 양자점을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 흡수층은 흡습제를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 발광부는 기판, 상기 기판 상에 배치된 박막트랜지스터층, 상기 박막트랜지스터층 상부에 배치된 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상부에 배치된 발광층 및 상기 발광층 상부에 배치된 제2 전극층을 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 저반사 디스플레이 장치는 상기 저반사부 상부에 배치되어 상기 발광층 및 상기 저반사를 상기 기판과 함께 봉지하는 봉지 글래스를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 발광부는 유연한 필름 백플레인 기판, 상기 기판 상에 배치된 박막트랜지스터층, 상기 박막트랜지스터층 상부에 배치된 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상부에 배치된 발광층, 상기 발광층 상부에 배치된 제2 전극층 및 상기 제2 전극층 상부에 배치되어 상기 발광층을 봉지하는 박막 봉지 필름을 포함하고, 상기 저반사부는 상기 박막 봉지 필름 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 광학 렌즈 구조물 중 적어도 하나는 대응되는 하나의 서브픽셀 상에 2개 이상의 마루를 형성하도록 형성되며, 상기 서브픽셀로부터 생성된 광은 상기 2개 이상의 마루를 통해 가이드되어 외부로 출사될 수 있다.
본 발명의 저반사 디스플레이 장치에 따르면, 종래의 저반사 편광판을 적용한 디스플레이 장치에 비해 외부광의 반사율을 감소시키면서도 내부광의 출력 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광부의 서브픽셀들의 배치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 저반사부의 상부면에서 관측되는 광학 렌즈 구조물들의 상부 단부면들의 배치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 발광부의 서브픽셀들과 광학 렌즈 구조물들의 관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a는 광학 렌즈 구조물에 광산란 입자를 분포시킨 저반사부를 적용한 제1 디스플레이 장치('Display1')에 대해, 상기 광학 렌즈 구조물의 상부 단부면의 직경에 따른 내부광 출력효율을 측정한 결과이고, 도 5b는 광학 렌즈 구조물에 광산란 입자를 포함시키지 않은 저반사부를 적용한 제2 디스플레이 장치('Display2')에 대해, 상기 광학 렌즈 구조물의 상부 단부면의 직경에 따른 내부광 출력효율을 측정한 결과이다.
도 6은 상기 제1 내지 2 디스플레이 장치('Display1', 'Display2')에 대해, 상기 광학 렌즈 구조물의 상부 단부면의 직경에 따른 외부광 반사율을 측정한 결과이다.
도 7은 광학 렌즈 구조물의 하부 단부면의 면적에 대한 상부 단부면의 면적 비율에 따른 광효율 및 외부광 반사율을 측정한 그래프이다.
도 8a 및 도 8b는 상기 광학 렌즈 구조물의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치의 저반사부의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 18은 종래에 사용되는 저반사 편광판을 적용한 디스플레이의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 발광부의 서브픽셀들의 배치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 저반사부의 상부면에서 관측되는 광학 렌즈 구조물들의 상부 단부면들의 배치를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 4는 발광부의 서브픽셀들과 광학 렌즈 구조물들의 관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치는 발광부(10)와 저반사부(20)를 포함한다.
상기 저반사부(20)는 발광부(10)의 상부면 상에 배치된다. 상기 발광부(10)의 상부면은 상기 발광부(10)에 형성된 복수의 서브픽셀들에서 생성된 광이 출사되는 면을 의미한다.
상기 발광부(10)는 기판(11), 상기 기판(11) 상에 배치된 박막트랜지스터층(12), 상기 박막트랜지스터층(12) 상부에 배치된 제1 전극층(13), 상기 제1 전극층(13) 상부에 배치된 발광층(14) 및 상기 발광층(14) 상부에 배치된 제2 전극층(15)을 포함할 수 있다.
상기 기판(11)은 유리 백플레인(back plane)이거나 유연한 재질의 고분자 필름형 백플레인일 수 있다.
상기 박막트랜지스터층(12)은 레드(R), 그린(G), 블루(B) 등의 색상의 광을 각각 생성되는 복수의 서브픽셀 각각에 대응하는 복수의 박막트랜지스터(TFT)(12)를 포함할 수 있다.
상기 발광층(14)은 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 색상의 광을 각각 생성하는 유기 발광 소자(14b)들 및 상기 유기 발광 소자(14b)들 사이의 경계를 형성하는 격벽(14a)을 포함할 수 있다. 상기 격벽(14a)은 PDL(Pixel Defining Layer)일 수 있다.
각각의 유기 발광 소자(14b)는 상기 서브픽셀을 형성하고, 하나의 화소는 레드(R) 서브픽셀(14b-1), 그린(G) 서브픽셀(14b-2) 및 블루(B) 서브픽셀(14b-3)을 포함할 수 있다. 한편, 일 실시예에 있어서, 상기 발광층(14)은 백색(W) 광을 생성하는 유기 발광 소자(14b)를 더 포함할 수 있고, 이 경우, 하나의 화소는 레드(R) 서브픽셀(14b-1), 그린(G) 서브픽셀(14b-2), 블루(B) 서브픽셀(14b-3) 및 화이트(W) 서브픽셀(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극층(13)과 상기 제2 전극층(15)는 상기 발광층(14)을 사이에 두고 이의 양측에 배치되고, 상기 유기 발광 소자(14b)들이 광을 생성할 수 있도록 이들에 전계를 인가할 수 있다. 상기 제1 전극층(13)이 애노드(anode) 전극인 경우, 상기 제2 전극층(15)은 캐소드(cathode) 전극일 수 있고, 상기 제1 전극층(13)이 캐소드(cathode) 전극인 경우, 상기 제2 전극층(15)은 애노드(anode) 전극일 수 있다.
상기 저반사부(20)는 복수의 광학 렌즈 구조물(21), 광 반사층(22, 23) 및 광 흡수층(24)을 포함한다.
상기 복수의 광학 렌즈 구조물(21)은 상기 발광부(10)의 서브픽셀들(14b-1, 14b-2, 14b-3)과 일대일 대응되고, 이들 각각은 대응되는 서브필셀 상부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 발광부(10)가 레드(R) 광을 생성하는 레드(R) 서브픽셀(14b-1), 그린(G) 광을 생성하는 그린(G) 서브픽셀(14b-2) 및 블루(B) 광을 생성하는 블루(B) 서브픽셀(14b-3)을 포함하는 경우, 상기 광학 렌즈 구조물(21)들은 상기 레드(R) 서브픽셀(14b-1) 상부에 배치된 레드(R) 광학 렌즈 구조물(21a), 상기 그린(G) 서브픽셀(14b-2) 상부에 배치된 그린(G) 광학 렌즈 구조물(21b) 및 상기 블루(B) 서브픽셀(14b-c) 상부에 배치된 블루(B) 광학 렌즈 구조물(21c)을 포함할 수 있다. 한편, 상기 발광부(10)가 백색 광을 생성하는 화이트(W) 서브픽셀(미도시)를 더 포함하는 경우, 상기 광학 렌즈 구조물(21)들은 상기 화이트(W) 서브픽셀의 상부에 배치된 화이트(W) 광학 렌즈 구조물(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 렌즈 구조물(21)들 각각은 상기 발광부(10)의 상부면에 대해 대략 수직 방향으로 돌출될 수 있고, 광을 투과시킬 수 있는 고분자 재질로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 상기 광학 렌즈 구조물(21)들 각각은 상기 발광부(10)와 인접하게 위치하는 하부 단부면, 상기 하부 단부면에 대향하는 상부 단부면 및 상기 하부 단부면과 상기 상부 단부면을 연결하는 측면을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 광학 렌즈 구조물(21)들 각각의 상부 단부면 및 하부 단부면 각각은 서로 독립적으로 편평한 평면일 수도 있고, 곡면일 수도 있다.
상기 광학 렌즈 구조물(21) 각각에 있어서, 외부광의 반사율을 낮추면서 상기 발광부(10)에서 생성된 내부광의 외부로의 출력 효율을 향상시키기 위해, 상기 발광부(10)와 인접하게 위치하는 하부 단부면의 면적은 상기 발광부(10)와 원거리에 위치하는 상부 단부면의 면적보다 클 수 있다. 예를 들면, 상기 광학 렌즈 구조물(21) 각각은 상기 기판(11)과 평행한 수평 방향의 단면적이 상기 기판(11)으로부터 멀어질수록 작아지는 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 유기 발광 소자(14b)로부터 생성된 광 전체가 상기 광학 렌즈 구조물에 입사되도록, 상기 광학 렌즈 구조물(21) 각각의 하부 단부는 대응되는 유기 발광 소자(14b) 전체를 덮도록 배치될 수 있다. 이를 위해 상기 광학 렌즈 구조물(21) 각각의 하부 단부의 면적은 대응되는 유기 발광 소자(14b)의 면적과 동일하거나 이보다 넓을 수 있다.
일반적으로 OLED의 서브픽셀은 출사되는 광의 색상에 따라 그 크기와 모양이 다르게 형성된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 그린(G) 서브픽셀(G)은 레드(R) 서브픽셀(R)이나 블루(B) 서브픽셀(B)에 비해 크기가 작을 수 있고, 그린(G) 서브픽셀(G)은 원형 또는 타원형과 유사한 모양을 갖는 반면, 레드(R) 서브픽셀(R)이나 블루(B) 서브픽셀(B)은 사각형과 유사한 모양을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발광부(10)가 상기와 같이 출사되는 광의 색상에 따라 그 크기와 모양이 다른 서브픽셀들을 포함하는 경우, 대응되는 서브픽셀의 크기 및 모양에 따라 상기 광학 렌즈 구조물(21)들은 서로 다른 크기나 모양을 가질 수 있다.
일 실시예로, 상기 발광부(10)가 가장 넓은 면적의 블루(B) 서브 픽셀(14b-3), 가장 작은 면적의 그린(G) 서브픽셀(14b-2) 및 중간 크기 면적의 레드(R) 서브픽셀(14b-1)을 포함하는 경우, 상기 광학 렌즈 구조물(21)들은 가장 넓은 하부 단부 면적을 갖는 블루 광학 렌즈 구조물(21c), 가장 작은 하부 단부 면적을 갖는 그린 광학 렌즈 구조물(21b) 및 상기 블루 광학 렌즈 구조물(21c)의 하부 단부 면적보다 작고 상기 그린 광학 렌즈 구조물(21b)의 하부 단부 면적보다 큰 면적의 하부 단부를 구비하는 레드 광학 렌즈 구조물(21a)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 레드, 그린 및 블루 광학 렌즈 구조물들(21a, 21b, 21c)의 상부 단부면의 면적 역시 하부 단부면의 면적과 동일 또는 유사하게 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 레드, 그린 및 블루 광학 렌즈 구조물들(21a, 21b, 21c) 중 상기 블루 광학 렌즈 구조물(21c)의 상부 단부 면적이 가장 크고, 상기 그린 광학 렌즈 구조물(21b)의 상부 단부 면적이 가장 작으며, 상기 레드 광학 렌즈 구조물(21a)의 상부 단부 면적이 중간 크기의 면적을 가질 수 있다.
이와 다른 실시예로, 상기 레드, 그린 및 블루 광학 렌즈 구조물들(21a, 21b, 21c)은 서로 동일한 하부 단부면 및 상부 단부면의 면적을 가지도록 형성될 수도 있다. 예를 들면, 가장 넓은 면적의 블루(B) 서브픽셀(14b-3)에 대응되는 크기를 갖도록 상기 블루, 그린 및 레드 광학 렌즈 구조물들(21a, 21b, 21c)은 모두는 서로 동일한 크기의 상부 단부면 및 하부 단부면을 가질 수 있다. 이 경우, 외부광 반사율이 다소 증가하는 문제점이 있지만, 제조 공정이 단순해지는 장점이 있다.
한편, 상기 광학 렌즈 구조물(21)들 각각의 하부 단부의 형상은 대응되는 서브픽셀의 형상과 유사할 수도 있고, 대응되는 서브픽셀의 형상과 독립적으로 서로 동일 또는 유사한 형상을 가질 수도 있다. 그리고 상기 광학 렌즈 구조물(21)들 각각의 상부 단부의 형상은 하부 단부의 형상과 유사할 수도 있고, 하부 단부의 형상과 독립적으로 서로 동일 또는 유사한 형상을 가질 수도 있다.
일 실시예로, 상기 사각형 유사 형상의 레드(R) 및 블루(B) 서브픽셀(14b-1, 14b-3) 상에 배치된 레드 및 블루 광학 렌즈 구조물(21a, 21c)의 경우, 사각뿔 또는 사각뿔대와 유사한 형상을 가질 수 있고, 상기 원형 또는 타원형 형상의 그린(G) 서브픽셀(14b-2) 상에 배치된 그린 광학 렌즈 구조물(21b)의 경우, 원뿔 또는 원뿔대와 유사한 형상을 가질 수 있다. 이와 다른 실시예로, 상기 레드, 그린 및 블루 서브픽셀(14b-1, 14b-2, 14b-3) 상에 배치된 레드, 그린 및 블루 광학 렌즈 구조물들(21a, 21b, 21c) 모두는 원뿔 또는 원뿔대와 유사한 형상을 가질 수 있다.
상기 광 반사층(22, 23)은 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부면 및 하부 단부면을 제외한 광학 렌즈 구조물(21)의 측면을 피복하도록 형성될 수 있고, 상기 광학 렌즈 구조물(21) 내부로부터 입사된 광을 광학 렌즈 구조물(21) 내부로 다시 반사할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 반사층(22, 23)은 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 측면을 피복하는 제1 광 반사층(22) 및 상기 제1 광 반사층(22)을 피복하는 제2 광 반사층(23)을 포함할 수 있다.
상기 제1 광 반사층(22)은 입사광에 대해 전반사를 유도할 수 있도록, 상기 광학 렌즈 구조물(21)보다 낮은 굴절률을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 광학 렌즈 구조물(21)은 약 1.6 이상의 굴절률을 갖는 고굴절률 고분자 재료로 형성될 수 있고, 상기 제1 반사층(22)은 약 1.6 미만의 굴절률을 갖는 유기 또는 무기 투명 재료로 형성될 수 있다. 상기 제1 광 반사층(22)이 상기 광학 렌즈 구조물(21)보다 낮은 굴절률을 가지므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 유기 발광 소자(14b)로부터 출사된 광 중 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 측면으로 입사된 광(L2)은 상기 제1 광 반사층(22)과 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 경계에서 전반사되어 다시 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 내측으로 진행할 수 있으며, 최종적으로 광 반사층(22, 23)에 의해 피복되지 않은 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부면을 통해 외부로 출사될 수 있다.
상기 제2 광 반사층(23)은 반사율이 높은 금속성의 재질로 형성될 수 있고, 상기 제1 광 반사층(22) 전체를 피복하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 광 반사층(23)은 알루미늄, 크롬, 은 등으로 형성될 수 있다. 상기 제2 광 반사층(23)은 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 측면으로 입사된 광 중 상기 제1 광 반사층(22)에 의해 전반사되지 않고 상기 제1 광 반사층(22)을 통과한 광(L3)을 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 내측으로 반사할 수 있다. 상기 제2 광 반사층(23)에 의해 상기 제1 광 반사층(22)을 투과한 광까지 다시 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 내측으로 반사시킬 수 있으므로, 상기 발광부(10)에서 생성된 내부광의 손실을 최소화할 수 있다.
한편, 상기 제2 광 반사층(23)은 터치센싱 기능을 가진 터치스크린의 전극으로 활용될 수 있다. 일반적으로, 디스플레이 장치에 내장된 터치스크린 패널은 제1 방향으로 배열된 제1 전극들 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 배열된 제2 전극들로 구성된다. 본 발명에서, 상기 제2 반사층(23)은 금속 재질로 형성되어 전기전도도를 가지므로, 상기 제2 광반사층(23)을 상기 제1 전극들 및 상기 제2 전극들에 대응되도록 형성시키는 경우, 상기 제2 광반사층(23)은 사용자의 터치를 감지하는 터치패널의 전극으로 작용될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 광 반사층(22, 23)이 상기 제1 광 반사층(22)과 상기 제2 광 반사층(23)을 모두 포함하는 예를 설명하였으나, 실시예에 따라 상기 광 반사층(22, 23)은 상기 제1 광 반사층(22)과 상기 제2 광 반사층(23) 중 어느 하나만을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 광 반사층(22, 23)은 상기 제2 광 반사층(23)만을 포함할 수 있다.
상기 광 흡수층(24)은 상기 광학 렌즈 구조물(21)들의 상부 단부면이 노출되도록, 상기 광학 렌즈 구조물(21)들 사이의 공간을 채우도록 형성될 수 있고, 외부로부터 입사되는 외부광이 반사되지 않도록 외부광을 흡수하는 재질로 형성될 수 있다. 한편, 상기 발광부(10)의 유기 발광 소자(14b)를 습기로부터 보호하기 위해 상기 광 흡수층(24)에는 흡습제가 포함될 수 있다.
상기 광학 렌즈 구조물(21)들이 상부 단부면으로 갈수록 수평 단면적이 줄어드는 형상을 가지므로, 상기 광 흡수층(24)은 상부면으로 갈수록 수평 단면적이 늘어나는 형상을 갖게 된다. 따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광부(10)의 상부면에서 관측되는 서브픽셀들(R, G, B)의 면적의 합은 상기 상부면 전체 면적 대비 약 30 내지 50%일 수 있으나, 상기 저반사부(20)의 상부면에 있어서는, 노출되는 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부의 면적 합은 상기 저반사부(20)의 상부면 전체 면적 대비 약 20% 이하일 수 있고, 이에 따라 편광필름을 이용하지 않고도 외부광의 반사율을 현저하게 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 저반사부(20)의 상부면에 있어서, 노출되는 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부의 면적 합은 상기 저반사부(20)의 상부면 전체 면적 대비 약 5 내지 20%일 수 있다.
외부에서 상기 저반사부(20)의 상부면으로 입사되는 외부광 중 상기 광 흡수층(24)에 입사되는 광은 대부분 흡수되어 반사되지 않고, 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부면으로 입사되는 외부광의 일부가 반사되므로, 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부면의 면적이 증가하는 경우, 외부광의 반사율이 높아지는 문제점이 발생한다. 한편, 내부광은 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부면을 통해 외부로 출사되므로, 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부면의 면적이 감소하는 경우, 내부광의 출력 효율이 저하되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 수단을 도 5a, 도 5b 및 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5a는 광학 렌즈 구조물에 광산란 입자를 분포시킨 저반사부를 적용한 제1 디스플레이 장치('Display1')에 대해, 상기 광학 렌즈 구조물의 상부 단부면의 직경에 따른 내부광 출력효율을 측정한 결과이고, 도 5b는 광학 렌즈 구조물에 광산란 입자를 포함시키지 않은 저반사부를 적용한 제2 디스플레이 장치('Display2')에 대해, 상기 광학 렌즈 구조물의 상부 단부면의 직경에 따른 내부광 출력효율을 측정한 결과이다. 그리고 도 6은 상기 제1 내지 2 디스플레이 장치('Display1', 'Display2')에 대해, 상기 광학 렌즈 구조물의 상부 단부면의 직경에 따른 외부광 반사율을 측정한 결과이다.
도 5a, 도 5b 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 외부광의 반사율을 낮추고 내부광의 출력 효율을 증가시키기 위해서, 상기 광학 렌즈 구조물(21) 각각은 내부에 분산된 광산란 입자들을 포함할 수 있다.
상기 광산란 입자들은 상기 광학 렌즈 구조물(21)을 형성하는 고분자 재료와 굴절률이 다른 무기 또는 유기 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 광산란 입자들은 크기가 약 100nm 내지 1000nm인 유기 또는 무기 입자들, 예를 들면, 실리카 입자 등을 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 광산란 입자들이 상기 광학 렌즈 구조물(21) 내에 분산 배치된 경우, 외부광의 반사율을 감소시키면서 내부광의 출력 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예로, 도 5a, 도 5b 및 도 6에 도시된 바와 같이, 광산란 입자가 없는 광학 렌즈 구조물이 적용된 상기 제2 디스플레이 장치('Display2')에 비해, 내부에 광산란 입자가 포함된 광학 렌즈 구조물이 적용된 상기 제1 디스플레이 장치('Display1')의 경우, 하부 단부면의 면적에 대한 상부 단부면의 면적 비율이 증가할 때 외부광 반사율의 증가율이 현저하게 감소하고 내부광 출력효율의 증가율이 현저하게 증가함을 확인할 수 있다. 특히, 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부면의 면적이 하부 단부면의 면적의 50% 이상인 경우, 하부 단부면의 면적에 대한 상부 단부면의 면적 비율이 증가하더라도 광산란 입자가 없는 광학 렌즈 구조물의 경우('Display2')에는 내부광 출력 효율이 증가하지 않거나 감소함에 반해, 광산란 입자가 포함된 광학 렌즈 구조물의 경우('Display1')에는 내부광 출력 효율이 계속적으로 증가함을 확인할 수 있다.
도 7은 광학 렌즈 구조물의 하부 단부면의 면적에 대한 상부 단부면의 면적 비율에 따른 광효율 및 외부광 반사율을 측정한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 광학 렌즈 구조물의 하부 단부면의 면적에 대한 상부 단부면의 면적 비율이 증가함에 따라 내부광의 출력효율 및 내부광의 반사율이 모두 증가함을 확인할 수 있다. 구체적으로, 광학 렌즈 구조물의 하부 단부면의 면적에 대한 상부 단부면의 면적 비율이 증가함에 따라, 외부광의 반사율은 선형적으로 증가함에 반해, 내부광의 출력효율은 광학 렌즈 구조물의 하부 단부면의 면적에 대한 상부 단부면의 면적 비율이 약 45%일 때 최대 값에 도달한 후 일정하게 유지됨을 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 외부광의 반사율이 약 7% 미만이 되도록 광학 렌즈 구조물(21)의 하부 단부면의 면적에 대한 상부 단부면의 면적 비율은 약 45% 이하가 되는 것이 바람직하고, 내부광의 효율이 약 40% 이상이 되도록 광학 렌즈 구조물(21)의 하부 단부면의 면적에 대한 상부 단부면의 면적 비율은 약 7% 이상인 것이 바람직하다.
외부광의 반사율을 낮추고 내부광의 출력 효율을 증가시키기 위해서, 상기 광학 렌즈 구조물(21) 각각에 있어서, 상기 하부 단부면의 면적에 대한 상기 상부 단부면의 면적 비율은 약 10% 이상 37% 이하일 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 상기 광학 렌즈 구조물의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 내부광의 출력 효율을 저하시키지 않으면서 외부광의 반사율을 현저하게 감속시키기 위해, 상기 광학 렌즈 구조물(21)들 중 적어도 일부는 형광체를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광학 렌즈 구조물(21)들이 상기 레드(R) 서브픽셀(14b-1) 상부에 배치된 레드(R) 광학 렌즈 구조물(21a), 상기 그린(G) 서브픽셀(14b-2) 상부에 배치된 그린(G) 광학 렌즈 구조물(21b) 및 상기 블루(B) 서브픽셀(14b-3) 상부에 배치된 블루(B) 광학 렌즈 구조물(21c)을 포함하는 경우, 상기 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 광학 렌즈 구조물들(21a, 21b, 21c) 중 적어도 하나는 대응되는 서브픽셀에서 생성되는 제1 광은 흡수하지 않으면서 외부광 중 상기 제1 광보다 짧은 파장의 제2 광은 흡수하여 상기 제1 광과 동일 또는 유사한 파장의 광을 방출하는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 유기 염료 또는 안료, 양자점 등과 같은 무기 형광체를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 광학 렌즈 구조물들(21a, 21b, 21c) 중 상대적으로 넓은 상부 단면적을 갖는 블루 광학 렌즈 구조물(21c)에만 블루 형광체를 포함시킬 수 있다. 이 경우, 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 광학 렌즈 구조물들(21a, 21b, 21c) 모두에 형광체를 포함하지 않는 경우에 비해 외부광 반사율이 약 30% 감소하는 것으로 확인되었다.
다른 실시예로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 광학 렌즈 구조물들(21a, 21b, 21c) 각각에 레드, 그린 블루 형광체들을 각각 포함시킬 수 있다. 이 경우, 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 광학 렌즈 구조물들(21a, 21b, 21c) 모두에 형광체를 포함하지 않는 경우에 비해 외부광 반사율이 약 70% 감소하는 것으로 확인되었다.
본 발명의 저반사 디스플레이 장치에 따르면, 종래의 저반사 편광판을 적용한 디스플레이 장치에 비해 외부광의 반사율을 감소시키면서도 내부광의 출력 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 저반사 디스플레이 장치에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 유기 발광 소자(14b)로부터 출사된 광(L1, L2, L3)은 유기 발광 소자(14b)로부터 출사되어 곧바로 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부면을 통해 출사되는 광(L1), 1회 이상 제1 광 반사층(22)에 의해 전반사되어 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부면을 통해 출사되는 광(L2), 1회 이상 제2 광 반사층(23)에 의해 반사되어 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부면을 통해 출사되는 광(L3)을 포함하는데, 유기 발광 소자(14b)로부터 출사된 광(L1, L2, L3)은 대부분 광학 렌즈 구조물(21)만을 통과하여 출사되거나, 광학 렌즈 구조물(21)와 제1 광 반사층(22)을 통과하여 출사될 뿐, 다른 광학부재를 통과하지 않으므로 종래의 저반사 편광판에 비해 광 손실이 적다. 즉, 종래의 저반사 편광판은 구조 상 필연적으로 50% 이상의 광 손실이 발생하는 반면, 본 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치는 유기 발광 소자(14b)로부터 출사된 빛의 약 70 내지 85%의 빛이 광학 렌즈 구조물(21)의 상부 단부면을 통해 출사될 수 있어서 우수한 내부광 출력 효율을 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치의 저반사부의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치의 제조 방법은, 복수의 서브픽셀을 포함하는 발광부를 형성하는 단계(S11), 상기 발광부 상에 투명 폴리머 층을 형성하는 단계(S12), 복수의 광학 렌즈 구조물을 형성하는 단계(S13), 광 반사층을 형성하는 단계(S14), 광 흡수층을 형성하는 단계(S15) 및 표면을 식각하는 단계(S16)를 포함한다.
복수의 서브픽셀을 포함하는 발광부(10)를 형성하는 단계(S11)는 기판(11) 상에 박막트랜지스터층(12)을 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터층(12) 상에 제1 전극층(13)을 형성하는 단계; 상기 제1 전극층(13) 상에 발광층(14)을 형성하는 단계; 및 상기 발광층(14) 상에 제2 전극층(15)을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 발광부(10)를 형성하는 단계는 공지의 디스플레이 패널을 제조하는 공정과 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 추가적인 상세한 설명은 생략한다.
상기 발광부 상에 투명 폴리머 층을 형성하는 단계(S12)에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, S11단계에서 제조된 발광부(10) 상에 소정의 두께를 갖는 투명 폴리머 층(21a)을 형성할 수 있다. 상기 투명 폴리머 층(21a)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다.
복수의 광학 렌즈 구조물을 형성하는 단계(S13)에서는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 투명 폴리머 층(21a)을 가공하여 복수의 광학 렌즈 구조물(21)을 형성할 수 있다.
상기 투명 폴리머 층(21a)을 가공하는 방법의 일례로는, 포토리소그래피(photolithography)가 사용될 수 있다. 포토리소그래피를 사용하여 복수의 광학 렌즈 구조물(21)을 형성하는 경우, 가시광 투과율이 높아 가시광의 광흡수가 거의 일어나지 않는 감광 재료를 50~300μm의 두께로 코팅하고 감광 재료가 발광부(10)의 서브픽셀에 대응하여 잔류하도록 마스크 노광을 실시한 후에 그 외의 영역을 현상(developing)하여 상기 복수의 광학 렌즈 구조물(21)을 형성할 수 있다.
상기 투명 폴리머 층(21a)을 가공하는 방법의 다른 일례로는, 임프린팅(imprinting)이 사용될 수 있다. 임프린팅을 사용하여 복수의 광학 렌즈 구조물(21)을 형성하는 경우, 생성하고자 하는 복수의 광학 렌즈 구조물(21)의 형상이 음각으로 형성된 몰드를 투명 폴리머 층(21a)에 가압하여 복수의 광학 렌즈 구조물(21)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 S12 단계를 생략하고, 생성하고자 하는 복수의 광학 렌즈 구조물(21)의 형상이 음각으로 제작된 몰드에 투명 폴리머를 도포한 후, 상기 발광부(10)와 상기 몰드를 얼라인하고, 이어서 상기 몰드의 음각에 채워진 투명 폴리머를 상기 발광부(10) 상에 직접 임프린팅되도록 함으로써, 상기 복수의 광학 렌즈 구조물(21)을 형성할 수 있다.
상기 광 반사층을 형성하는 단계(S14)에서는, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 광학 렌즈 구조물(21)의 측벽 상에 제1 광 반사층(22)과 제2 광 반사층(23)을 순차적으로 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 광 반사층(22)과 제2 광 반사층(23)은 상기 복수의 광학 렌즈 구조물(21)들 사이의 영역, 즉, 상기 광학 렌즈 구조물(21)들에 의해 노출된 상기 발광부(10)의 상부면 영역에도 형성될 수 있다.
상기 제1 광 반사층(22)은 광학 렌즈 구조물(21)보다 낮은 굴절률을 갖는 폴리머 또는 무기막으로 형성될 수 있으며, 도 11에 도시된 바와 같이, 복수의 광학 렌즈 구조물(21)을 전체적으로 덮도록 형성될 수 있다. 상기 제1 광 반사층(22)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 상기 저굴절률의 폴리머 또는 무기 재료를 코팅 또는 증착하는 방식으로 형성될 수 있다.
상기 제2 광 반사층(23)은 알루미늄, 크롬, 은 등의 반사율이 높은 금속 재료로 형성될 수 있으며, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1 광 반사층(22)을 전체적으로 덮도록 형성될 수 있다. 상기 제2 광 반사층(23)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 제2 광 반사층(23)은 금속을 증착하는 방식으로 형성될 수 있다.
한편, 실시예에 따라 제1 광 반사층(22) 및 제2 광 반사층(23) 중 어느 하나만 형성될 수도 있다.
상기 광 흡수층을 형성하는 단계(S15)에서는, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(24)을 상기 제2 광 반사층(23) 상에 형성한다. 상기 광 흡수층(24)은 바코팅 또는 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있으며, 상기 광학 렌즈 구조물(21)의 높이보다 두껍게 형성될 수 있다.
상기 표면을 식각하는 단계(S16)에서는, 도 14에 도시된 바와 같이, 복수의 광학 렌즈 구조물(21)의 선단이 노출되도록 상기 광 흡수층(24), 상기 제2 광 반사층(23), 상기 제1 광 반사층(22) 및 상기 광학 렌즈 구조물(21) 각각의 일부를 식각할 수 있다. 상기 식각 방법으로는 드라이 에칭(dry etching)이 사용될 수 있다.
이하 본 발명의 다른 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치의 실시예들에 대해 설명한다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치(100)는 발광부(10), 저반사부(20), 봉지재(31) 및 봉지 글래스(41)를 포함할 수 있다.
상기 발광부(10)는 유리 기판을 사용하는 OLED 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 발광부(10)의 기판(11)은 유리 백플레인일 수 있고, 상기 발광부(10)는 상기 유리 백플레인(11) 상에 순차적으로 적층된 박막트랜지스터층(12), 제1 전극층(13), 발광층(14) 및 제2 전극층(15)을 포함할 수 있다.
상기 저반사부(20)는 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
상기 봉지재(31)는 최외측에 존재하는 격벽(14a) 상에 형성되고, 상기 봉지 글래스(41)는 상기 저반사부(20) 상에 배치되고 가장 자리 부분이 상기 봉지재(31)에 의해 지지된다. 상기 봉지재(31) 및 상기 봉지 글래스(41)는 상기 발광층(14) 및 상기 저반사부(20)를 외부 이물질이나 습기 등으로부터 보호하기 위한 구성이다.
도 16는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치(200)는 발광부(10), 저반사부(20)를 포함할 수 있다.
상기 발광부(10)는 유연한 재질의 필름형 백플레인을 기판으로 사용하는 플렉시블 OLED 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 발광부(10)의 기판(11)은 고분자 필름형 백플레인일 수 있고, 상기 발광부(10)는 상기 고분자 필름형 백플레인 상에 순차적으로 적층된 박막트랜지스터층(12), 제1 전극층(13), 발광층(14) 및 제2 전극층(15)을 포함할 수 있다.
그리고 상기 발광부(10)는 상기 제2 전극층(15) 상에 배치된 박막 봉지 필름(16)을 더 포함할 수 있고, 상기 박막 봉지 필름(16)은 상기 발광층(14) 등을 외부 이물질이나 습기 등으로부터 보호할 수 있다.
이 경우, 상기 저반사부(20)는 상기 박막 봉지 필름(16) 상에 배치될 수 있다. 상기 저반사(20)의 구성은 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다.
한편, 실시예예 따라 상기 저반사부(20)를 외부 이물질 등으로부터 보호하기 위한 구성이 추가될 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 설명의 편의를 위하여 전술한 실시예와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 전술한 실시예와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다. 한편, 설명의 편의를 위해 전술한 실시예의 광학 렌즈 구조물(21)는 점선으로 비교 도시하였다.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치는 광학 렌즈 구조물(121)의 형상이 전술한 실시예의 광학 렌즈 구조물(21)와 상이한 것을 제외하고는 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시예에 따른 저반사 디스플레이 장치와 그 구성이 실질적으로 동일하다. 따라서 이하에서는 상기 광학 렌즈 구조물(121)을 중심으로 설명하고, 중복된 상세한 설명은 생략한다.
유기 발광 소자(14b)로부터 출사된 광의 외부로의 출사 효율을 높이기 위해서는 광학 렌즈 구조물(21, 121)의 측면 경사각을 크게 만드는 것이 유리하다. 그러나 측면 경사 각도를 크게 하면, 그에 비례하여 광학 렌즈 구조물(21, 121)의 상부 단부면의 면적이 증가하거나 높이가 증가하게 된다. 이러한 문제는 유기 발광 소자(14b)의 면적이 큰 경우에도 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예에 따른 광학 렌즈 구조물(121)은 도 16에 도시된 바와 같이, 유기 발광 소자(14b)로부터 출사된 빛이 출사되는 2개의 마루를 형성하도록 형성되어, 광학 렌즈 구조물(121)의 측면 경사각을 크게 하면서도 상부 단부면의 면적이나 높이를 감소시킬 수 있고, 그 결과, 내부광의 출사 효율을 향상시키면서도 외부광의 반사율을 감소시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10, 110: 발광부 11: 기판
12: 박막트랜지스터층 13: 제1 전극층
14: 발광층 14a: 격벽
14b: 유기 발광 소자 15: 제2 전극층
16: 박막 봉지 필름 20: 저반사부
21: 광학 렌즈 구조물 22: 제1 광 반사층
23: 제2 광 반사층 24: 광 흡수층
31: 봉지재 41: 봉기 글래스

Claims (17)

  1. 격벽에 의해 서로 분할된 복수의 서브픽셀들을 포함하는 발광부; 및
    상기 발광부 상에 상기 복수의 서브픽셀과 일대일 대응하도록 배치되고, 각각 상기 서브픽셀들로부터 생성된 광이 입사되는 하부 단부 및 상기 하부 단부와 대향하고 입사된 광이 출사되는 상부 단부를 구비하는 복수의 광학 렌즈 구조물, 상기 광학 렌즈 구조물의 하부 단부 및 상부 단부를 연결하는 상기 광학 렌즈 구조물의 측면을 피복하도록 배치되고, 상기 광학 렌즈 구조물의 측면으로 입사되는 광을 상기 광학 렌즈 구조물의 내측으로 반사시키는 광 반사층 및 상기 광반사층에 의해 피복된 상기 복수의 광학 렌즈 구조물 사이의 공간을 채우도록 배치되고, 상기 복수의 광학 렌즈 구조물의 하부 단부 및 상부 단부를 노출시키는 광 흡수층을 구비하는 저반사부를 포함하고,
    상기 복수의 광학 렌즈 구조물 각각의 하부 단부는 상기 복수의 서브픽셀들 중 대응되는 서브픽셀 전체를 덮도록 배치되어 상기 대응되는 서브픽셀로부터 생성된 광을 모두 수용하고, 상기 대응되는 서브픽셀의 면적보다 크거나 상기 면적과 동일한 면적을 갖는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 반사층은 상기 광학 렌즈 구조물보다 낮은 굴절률을 가져서, 상기 서브픽셀로부터 생성되어 상기 광학 렌즈 구조물로 입사된 광 중 상기 광학 렌즈 구조물의 측면으로 입사되는 광을 전반사시키는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광 반사층은,
    상기 서브픽셀로부터 생성되어 상기 광학 렌즈 구조물로 입사된 광 중 상기 광학 렌즈 구조물의 측면으로 입사되는 광을 전반사시키는 제1 광 반사층; 및
    상기 제1 광 반사층의 외측에 형성되어, 상기 제1 광 반사층을 투과한 광을 상기 광학 렌즈 구조물의 내측을 향해 반사시키는 제2 광 반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 광 반사층은 상기 광학 렌즈 구조물보다 낮은 굴절률을 갖는 재질로 형성되고,
    상기 제2 광 반사층은 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 광 반사층은 사용자의 터치를 감지하는 전극으로 기능하는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광학 렌즈 구조물 각각의 상부 단부의 면적은 하부 단부의 면적보다 작은 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상부 단부면의 면적은 상기 하부 단부면 면적의 7 내지 45%인 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 서브픽셀들은 레드(R) 광을 생성하는 레드 서브픽셀, 블루(B) 광을 생성하고 상기 레드 서브픽셀보다 큰 면적을 갖는 블루 서브픽셀 및 그린(G) 광을 생성하고 상기 레드 서브픽셀 및 상기 블루 서브픽셀보다 작은 면적을 갖는 그린 서브픽셀을 포함하고,
    상기 복수의 광학 렌즈 구조물은 상기 레드 서브픽셀 상부에 배치된 레드 광학 렌즈 구조물, 상기 블루 서브픽셀 상부에 배치되고 상기 레드 서브픽셀의 하부 단부 및 상부 단부보다 각각 큰 면적을 갖는 하부 단부 및 상부 단부를 구비하는 블루 광학 렌즈 구조물 및 상기 그린 서브픽셀 상에 배치되고 상기 레드 및 블루 서브픽셀들의 하부 단부 및 상부 단부보다 각각 작은 면적을 갖는 하부 단부 및 상부 단부를 구비하는 그린 광학 렌즈 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 광학 렌즈 구조물 각각은 내부에 분산된 광산란 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 서브픽셀들은 레드(R) 광을 생성하는 레드 서브픽셀, 블루(B) 광을 생성하고 상기 레드 서브픽셀보다 큰 면적을 갖는 블루 서브픽셀 및 그린(G) 광을 생성하고 상기 레드 서브픽셀 및 상기 블루 서브픽셀보다 작은 면적을 갖는 그린 서브픽셀을 포함하고,
    상기 복수의 광학 렌즈 구조물은 상기 레드 서브픽셀 상부에 배치된 레드 광학 렌즈 구조물, 상기 블루 서브픽셀 상부에 배치된 블루 광학 렌즈 구조물 및 상기 그린 서브픽셀 상에 배치된 그린 광학 렌즈 구조물을 포함하며,
    상기 레드 광학 렌즈 구조물, 상기 블루 광학 렌즈 구조물 및 상기 그린 광학 렌즈 구조물 중 적어도 하나는 대응되는 서브픽셀에서 생성된 제1 광은 흡수하지 않으면서 상기 제1 광보다 짧은 파장의 제2 광은 흡수하여 제3 파장의 광을 방출하는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 레드 광학 렌즈 구조물 또는 상기 블루 광학 렌즈 구조물이 상기 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 레드 광학 렌즈 구조물, 상기 블루 광학 렌즈 구조물 및 상기 그린 광학 렌즈 구조물 각각이 상기 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 형광체는 유기 염료, 안료 또는 양자점을 포함하는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광 흡수층은 흡습제를 포함하는, 저반사 디스플레이 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는 기판, 상기 기판 상에 배치된 박막트랜지스터층, 상기 박막트랜지스터층 상부에 배치된 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상부에 배치된 발광층 및 상기 발광층 상부에 배치된 제2 전극층을 포함하고,
    상기 저반사 디스플레이 장치는 상기 저반사부 상부에 배치되어 상기 발광층 및 상기 저반사를 상기 기판과 함께 봉지하는 봉지 글래스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는 유연한 필름 백플레인 기판, 상기 기판 상에 배치된 박막트랜지스터층, 상기 박막트랜지스터층 상부에 배치된 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상부에 배치된 발광층, 상기 발광층 상부에 배치된 제2 전극층 및 상기 제2 전극층 상부에 배치되어 상기 발광층을 봉지하는 박막 봉지 필름을 포함하며,
    상기 저반사부는 상기 박막 봉지 필름 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광학 렌즈 구조물 중 적어도 하나는 대응되는 하나의 서브픽셀 상에 2개 이상의 마루를 형성하도록 형성되며, 상기 서브픽셀로부터 생성된 광은 상기 2개 이상의 마루를 통해 가이드되어 외부로 출사되는 것을 특징으로 하는, 저반사 디스플레이 장치.
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