KR20200048310A - 발광 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치는 기판, 기판 상에 배치된 오버 코팅층, 오버 코팅층 상에 위치하고, 상면이 평탄한 형상을 갖는 복수의 구조체, 오버 코팅층 및 복수의 구조체 상에 배치된 반사층, 복수의 구조체 및 반사층 상에 배치된 발광 소자를 포함한다. 이에, 복수의 구조체에 의해 광 추출 효율을 개선함과 동시에 마이크로 캐비티 효과를 유지할 수 있다.

Description

발광 표시 장치{LIGHT EMITTING DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광추출 효율이 개선되고, 야외 시인성이 개선되며, 마이크로 캐비티(micro cavity) 효과를 획득할 수 있는 발광 표시 장치에 관한 것이다.
현재 본격적인 정보화 시대로 접어들면서 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 표시 장치 분야가 급속도로 발전하고 있으며, 여러 가지 표시 장치에 대해 박형화, 경량화 및 저소비 전력화 등의 성능을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다.
이러한 다양한 표시 장치 중, 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 장치로서, 액정 표시 장치와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조가 가능하다. 또한, 발광 발광 표시 장치는 저전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각(viewing angle), 명암 대비비(Contrast Ratio; CR)도 우수하여, 다양한 분야에서 활용이 기대되고 있다.
발광 표시 장치의 발광층에서 발광된 광은 발광 표시 장치의 여러 구성요소들을 통과하여 발광 표시 장치의 외부로 나오게 된다. 그러나, 발광층에서 발광된 광 중 발광 표시 장치 외부로 나오지 못하고 발광 표시 장치 내부에 갇히는 광들이 존재하게 되어, 발광 표시 장치의 광 추출 효율이 문제가 된다.
예를 들면, 발광층에서 발광된 광 중 전반사 손실, 광도파 손실 및 표면 플라즈몬(surface plasmon) 손실로 인해 발광 표시 장치 내부에 광이 갇히는 문제점이 있다. 여기서, 전반사 손실은 발광층에서 발광된 광 중 기판과 공기의 계면에서의 전반사에 의해 발광 표시 장치 내부에 갇히는 광에 의해 광 추출 효율이 저하되는 것을 지칭한다. 광도파 손실은 발광 표시 장치 내부의 구성요소들의 계면에서의 전반사에 의해 내부에 갇히는 광에 의해 광 추출 효율이 저하되는 것을 지칭한다. 표면 플라즈몬 손실은 광이 입사 및 전파되는 과정에서 금속 표면에서의 광이 흡수되는 현상에 의해 광이 금속 표면의 자유 전자를 진동시키게 하여 광이 반사되거나 투과되지 못하여 광 추출 효율이 저하되는 것을 지칭한다.
한편, 본 발명의 발명자는 발광 소자의 광 추출 효율을 향상시키기 위해 렌즈 구조물 또는 주름 구조와 같은 둥근 형상의 굴곡진 면을 형성한 후, 렌즈 구조물 상에 발광 소자를 형성하는 경우, 애노드, 발광층 및 캐소드는 둥근 면의 형상을 따라 그대로 형성될 수 있다는 것을 인식하였다. 이에, 본 발명의 발명자는 발광 소자가 둥근 면의 형상을 따라 제조된 경우, 발광 표시 장치가 오프(off)된 상태에서의 산란 반사율이 증가하여 오프 상태의 시감, 예를 들면, 블랙(black) 시감이 저하될 수 있고, 이에 의해 야외 시인성 저하뿐만 아니라 명암비 저하가 발생하는 문제점이 있다는 것을 인식하였다.
또한, 본 발명의 발명자들은 상술한 바와 같이 발광 소자가 둥근 면의 형상을 따라 제조된 경우, 마이크로 캐비티 효과를 제대로 구현할 수 없음을 인식하였다. 예를 들면, 본 발명의 발명자들은 렌즈 구조물이나 주름 구조 상에 발광 소자를 형성하는 경우, 발광 소자에서의 광학 거리를 제어하기 어렵고, 이에 따라 마이크로 캐비티 효과를 유지하기 어려움을 인식하였다.
이에, 본 발명의 발명자는 광 추출 효율 및 야외 시인성을 개선함과 동시에 마이크로 캐비티 효과를 유지할 수 있는 새로운 구조의 발광 표시 장치를 발명하였다.
구체적으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 디스크 형상의 복수의 구조체를 사용하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 발광 소자가 평탄한 면 상에 형성되도록 하여 야외 시인성 및 명암비를 향상시킬 수 있는 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 발광층에서의 광학 거리를 일정하게 유지하여 마이크로 캐비티 효과를 획득할 수 있는 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치는 기판, 기판 상에 배치된 오버 코팅층, 오버 코팅층 상에 위치하고, 상면이 평탄한 형상을 갖는 복수의 구조체, 오버 코팅층 및 복수의 구조체 상에 배치된 반사층, 복수의 구조체 및 반사층 상에 배치된 발광 소자를 포함한다. 이에, 복수의 구조체에 의해 광 추출 효율을 개선함과 동시에 마이크로 캐비티 효과를 유지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치는 기판, 기판 상의 오버 코팅층, 오버 코팅층 상에 배치된 발광 소자, 오버 코팅층과 발광 소자 사이에 배치된 반사층 및 오버 코팅층과 반사층 사이에서 서로 이격되도록 배치되어, 발광 소자의 광 추출 효율을 개선하도록 구성된 복수의 구조체를 포함하고, 복수의 구조체는 발광 소자의 산란 반사율을 감소시키고, 발광 소자의 블랙(black) 시감을 개선하는 형상을 갖는다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 복수의 구조체를 사용하여 플라즈몬 손실을 개선하여, 광 효율을 개선할 수 있다.
본 발명은 복수의 구조체가 상면이 평탄한 형상을 갖도록 하여, 발광 표시 장치의 블랙 시감을 개선하여 야외 시인성 저하 및 명암비 저하 현상을 개선할 수 있다.
본 발명은 발광 소자의 대부분의 영역을 평탄한 면 상에 배치하여, 마이크로 캐비티 효과를 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II'에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 비교예 및 본 발명의 실시예에 대한 광 효율을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 6a 내지 도 6c는 비교예 및 본 발명의 실시예에서의 발광층에서 발광된 광의 광 경로를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 7a 및 도 7b는 비교예 및 본 발명의 실시예에 대한 마이크로 캐비티 효과를 설명하기 위한 그래프들이다.
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 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 2는 도 1의 II-II'에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 표시 장치(100)는 기판(110), 박막 트랜지스터(120), 복수의 구조체(140), 반사층(150) 및 발광 소자(130)를 포함할 수 있다. 발광 표시 장치(100)는 탑 에미션(top emission) 방식의 발광 표시 장치로 구현된다
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(110)은 발광 표시 장치(100)의 여러 구성요소들을 지지하고 보호하기 위한 기판(110)이다. 기판(110)은 유리 또는 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 플라스틱 물질로 이루어질 수 있다. 기판(110)이 플라스틱 물질로 이루어지는 경우, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide; PI)로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다.
기판(110)은 표시 영역(A/A) 및 비표시 영역(N/A)을 포함한다.
표시 영역(A/A)은 발광 표시 장치(100)에서 영상이 표시되는 영역으로서, 표시 영역(A/A)에서는 표시 소자 및 표시 소자를 구동하기 위한 다양한 구동 소자들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 표시 소자는 제1 전극(131), 발광층(132) 및 제2 전극(133)을 포함하는 발광 소자(130)로 구성될 수 있다. 또한, 표시 소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(120), 커패시터, 배선 등과 같은 다양한 구동 소자가 표시 영역(A/A)에 배치될 수 있다.
표시 영역(A/A)에는 복수의 서브 화소(SP)가 포함될 수 있다. 서브 화소(SP)는 화면을 구성하는 최소 단위로, 복수의 서브 화소(SP) 각각은 발광 소자(130) 및 구동 회로를 포함할 수 있다. 그리고, 복수의 서브 화소(SP) 각각은 서로 다른 파장의 광을 발광할 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브 화소(SP)는 적색 서브 화소(SP), 녹색 서브 화소(SP) 및 청색 서브 화소(SP)를 포함할 수 있다. 이에 제한되지 않고 복수의 서브 화소(SP)는 백색 서브 화소(SP)를 더 포함할 수도 있다.
서브 화소(SP)의 구동 회로는 발광 소자(130)의 구동을 제어하기 위한 회로이다. 예를 들면, 구동 회로는 박막 트랜지스터(120) 및 커패시터를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
비표시 영역(N/A)은 영상이 표시되지 않는 영역으로서, 표시 영역(A/A)에 배치된 복수의 서브 화소(SP)를 구동하기 위한 다양한 구성요소들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브 화소(SP)의 구동을 위한 신호를 공급하는 구동 IC, 플렉서블 필름 등이 배치될 수도 있다.
비표시 영역(N/A)은 도 1에 도시된 바와 같이 표시 영역(A/A)을 둘러싸는 영역일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 비표시 영역(N/A)은 표시 영역(A/A)에서 연장되는 영역일 수도 있다.
도 2를 참조하면, 기판(110) 상에 버퍼층(111)이 배치된다. 버퍼층(111)은 버퍼층(111) 상에 형성되는 층들과 기판(110) 간의 접착력을 향상시키고, 기판(110)으로부터 유출되는 알칼리 성분 등을 차단할 수 있다. 버퍼층(111)은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx) 단일층 또는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 버퍼층(111)은 필수적인 구성요소는 아니며, 기판(110)의 종류 및 물질, 박막 트랜지스터(120)의 구조 및 타입 등에 기초하여 생략될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 기판(110) 상에 박막 트랜지스터(120)가 배치된다. 박막 트랜지스터(120)는 발광 표시 장치(100)의 구동 소자로 사용될 수 있다. 박막 트랜지스터(120)는 게이트 전극(121), 액티브층(122), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)에서 박막 트랜지스터(120)는 게이트 전극(121) 상에 액티브층(122)이 배치되고, 액티브층(122) 상에 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)이 배치된 구조로, 게이트 전극(121)이 가장 하부에 배치된 바텀 게이트(bottom gate) 구조의 박막 트랜지스터(120)이나 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2를 참조하면, 박막 트랜지스터(120)의 게이트 전극(121)이 기판(110) 상에 배치된다. 게이트 전극(121)은 다양한 금속 물질, 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 및 구리(Cu) 중 어느 하나이거나 둘 이상의 합금, 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 전극(121) 상에 게이트 절연층(112)이 배치된다. 게이트 절연층(112)은 게이트 전극(121)과 액티브층(122)을 전기적으로 절연시키기 위한 층으로, 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연층(112)은 무기물인 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 단일층 또는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 절연층(112) 상에 액티브층(122)이 배치된다. 액티브층(122)은 게이트 전극(121)과 중첩하도록 배치된다. 예를 들어, 액티브 층은 산화물 반도체로 형성될 수도 있고, 비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon, poly-Si), 또는 유기물(organic) 반도체 등으로 형성될 수 있다.
액티브층(122) 상에 에치 스토퍼(etch stopper; 117)가 배치된다. 에치 스토퍼(117)는, 에칭 방법으로 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 패터닝하여 형성하는 경우 액티브층(122) 표면이 플라즈마로 인한 손상을 방지하기 위해 형성되는 층일 수 있다. 에치 스토퍼(117)의 일단은 소스 전극(123)과 중첩하고, 타단은 드레인 전극(124)과 중첩할 수 있다. 그러나, 에치 스토퍼(117)는 생략될 수도 있다.
액티브층(122) 및 에치 스토퍼(117) 상에 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)이 배치된다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 동일 층에서 이격되어 배치된다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 액티브층(122)과 접하는 방식으로 액티브층(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 다양한 금속 물질, 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 및 구리(Cu) 중 어느 하나이거나 둘 이상의 합금, 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
박막 트랜지스터(120) 상에 오버 코팅층(113)이 배치된다. 오버 코팅층(113)은 박막 트랜지스터(120)를 보호하고, 기판(110) 상에 배치되는 층들의 단차를 완만하게 하기 위한 절연층이다. 오버 코팅층(113)은 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 벤조사이클로부텐 및 포토레지스트 중 하나로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
오버 코팅층(113) 상에 복수의 구조체(140)가 배치된다. 복수의 구조체(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 오버 코팅층(113)과 일체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 오버 코팅층(113)과 복수의 구조체(140)는 동일한 물질로 이루어져 동시에 동일한 공정, 예를 들어, 마스크 공정을 통해 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 구조체(140)는 상면이 평탄한 원형 사다리꼴 형상, 예를 들어, 디스크 형상일 수 있다. 예를 들면, 복수의 구조체(140)의 단면 형상을 사다리꼴 형상이고, 복수의 구조체(140)의 평면 형상은 원형 형상일 수 있다. 이때, 복수의 구조체(140)의 상면은 평탄한 형상을 갖는다. 도 2에서는 복수의 구조체(140)가 상면이 평탄한 원형 사다리꼴 형상인 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 복수의 구조체(140)는 상면이 평탄한 원기둥 형상일 수도 있다. 예를 들면, 복수의 구조체(140)의 단면 형상을 직사각형 형상이고, 복수의 구조체(140)의 평면 형상은 원형 형상일 수 있다. 이때, 복수의 구조체(140)는 주기적으로 배치될 수 있다. 또한, 복수의 구조체(140)는 나노 단위의 크기를 가질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 구조체(140)는 제1 영역(A1)에 배치된다. 제1 영역(A1)은 뱅크(114)에 의해 정의되어 발광 소자(130)가 발광하는 발광 영역이고, 제2 영역(A2)은 뱅크(114)가 배치되는 영역으로 발광 소자(130)가 발광하지 않는 비발광 영역이다. 복수의 구조체(140)는 발광 소자(130)의 광 추출 효율을 개선하고, 야외 시인성을 개선함과 동시에 마이크로 캐비티 효과를 유지하기 위한 구성이므로, 발광 영역인 제1 영역(A1)에 배치될 수 있다. 복수의 구조체(140)를 사용한 상술한 효과는 후술한다.
도 2에서는 복수의 구조체(140)가 제1 영역(A1)에만 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 공정 편의상 복수의 구조체(140)가 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2) 모두에 배치될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 오버 코팅층(113) 및 복수의 구조체(140) 상에 반사층(150)이 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)가 탑 에미션 방식의 발광 표시 장치이므로, 반사층(150)은 발광 소자(130)에서 발광된 광을 상부로 반사시키는 기능을 수행한다. 이에, 반사층(150)은 금속 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 마그네슘-은 합금(Mg:Ag) 등과 같은 금속 물질로 이루어질 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 반사층(150)은 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)의 일부 영역에 형성되고, 오버 코팅층(113)에 형성된 컨택홀을 통해 드레인 전극(124)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 반사층(150)은 소스 전극(123)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
반사층(150)이 제1 영역(A1)에서 오버 코팅층(113) 및 복수의 구조체(140) 상에 배치됨에 따라, 반사층(150)은 오버 코팅층(113)의 상면 및 복수의 구조체(140)의 측면 및 상면을 따라 형성될 수 있다. 이에, 반사층(150)은 오버 코팅층(113)의 상면 및 복수의 구조체(140)의 상면 상에서 평탄한 상면을 갖고, 복수의 구조체(140)의 측면 상에서 경사진 상면을 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 복수의 구조체(140) 및 반사층(150) 상에 발광 소자(130)가 배치된다. 즉, 발광 소자(130)는 복수의 구조체(140) 및 반사층(150) 모두에 중첩하도록 배치될 수 있다. 발광 소자(130)는 반사층(150) 상에 배치된 제1 전극(131), 제1 전극(131) 상에 배치된 발광층(132) 및 발광층(132) 상에 형성된 제2 전극(133)을 포함한다.
제1 전극(131)은 반사층(150) 상에 배치된다. 제1 전극(131)은 반사층(150) 상에 배치되고, 반사층(150)을 통해 드레인 전극(124)과 전기적으로 연결된다. 다만, 이에 제한되지 않고, 반사층(150)이 드레인 전극(124)과 연결되지 않고, 제1 전극(131)이 직접 드레인 전극(124)과 연결될 수도 있다. 제1 전극(131)은 발광층(132)에 정공을 공급하기 위하여 일함수가 높은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(131)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide, IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Tin Zinc Oxide, ITZO), 아연 산화물(Zinc Oxide, ZnO) 및 주석 산화물(Tin Oxide, TO) 계열의 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 본 명세서에서는 제1 전극(131)과 반사층(150)이 별개의 구성인 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고, 제1 전극(131)이 투명 도전층 및 반사층(150)으로 구성될 수도 있다.
제1 전극(131)이 제1 영역(A1)에서 반사층(150) 상에 배치됨에 따라, 제1 전극(131) 또한 오버 코팅층(113)의 상면 및 복수의 구조체(140)의 측면 및 상면을 따라 형성될 수 있다. 이에, 제1 전극(131)은 오버 코팅층(113)의 상면 및 복수의 구조체(140)의 상면 상에서 평탄한 상면을 갖고, 복수의 구조체(140)의 측면 상에서 경사진 상면을 가질 수 있다.
발광층(132)은 특정 색의 광을 발광하기 위한 층으로서, 적색 발광층, 녹색 발광층, 청색 발광층 및 백색 발광층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 발광층(132)은 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 주입층 전자 수송층 등과 같은 다양한 층을 더 포함할 수도 있다. 발광층(132)은 유기물로 이루어지는 유기 발광층일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 발광층(132)은 양자점 발광층 또는 마이크로 LED일 수 있다.
발광층(132)이 제1 영역(A1)에서 제1 전극(131) 상에 배치됨에 따라, 발광층(132) 또한 오버 코팅층(113)의 상면 및 복수의 구조체(140)의 측면 및 상면을 따라 형성될 수 있다. 이에, 발광층(132)은 오버 코팅층(113)의 상면 및 복수의 구조체(140)의 상면 상에서 평탄한 상면을 갖고, 복수의 구조체(140)의 측면 상에서 경사진 상면을 가질 수 있다.
제2 전극(133)은 발광층(132) 상에 배치된다. 제2 전극(133)은 발광층(132)으로 전자를 공급한다. 제2 전극(133)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zin Oxide, IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Tin Zinc Oxide, ITZO), 아연 산화물(Zinc Oxide, ZnO) 및 주석 산화물(Tin Oxide, TO) 계열의 투명 도전성 산화물 또는 이테르븀(Yb) 합금으로 이루어질 수도 있다. 또는, 제2 전극(133)은 은(Ag), 구리(Cu), 마그네슘-은 합금(Mg:Ag) 등과 같은 금속 물질로 이루어질 수도 있다.
제2 전극(133)이 제1 영역(A1)에서 발광층(132) 상에 배치됨에 따라, 제2 전극(133) 또한 오버 코팅층(113)의 상면 및 복수의 구조체(140)의 측면 및 상면을 따라 형성될 수 있다. 이에, 제2 전극(133)은 오버 코팅층(113)의 상면 및 복수의 구조체(140)의 상면 상에서 평탄한 상면을 갖고, 복수의 구조체(140)의 측면 상에서 경사진 상면을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)는 탑 에미션 방식의 발광 표시 장치이므로, 마이크로 캐비티가 구현되도록 제조될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)에서는 반사층(150)과 제2 전극(133) 사이의 거리를 설정함으로써, 발광층(132)에서 발광되는 광에 대한 보강 간섭을 구현하여, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 전극(131) 및 오버 코팅층(113) 상에 뱅크(114)가 배치된다. 뱅크(114)는 발광 소자(130)의 제1 전극(131)의 일부를 커버하여 발광 영역인 제1 영역(A1)을 정의할 수 있다. 뱅크(114)는 유기물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 뱅크(114)는 폴리이미드, 아크릴 또는 벤조사이클로부텐계 수지로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 발광 소자(130) 상에는 수분에 취약한 발광 소자(130)를 수분에 노출되지 않도록 보호하기 위한 봉지층이 형성될 수 있다. 예를 들어, 봉지층은 무기층과 유기층이 교대 적층된 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)는 오버 코팅층(113)과 일체로 이루어지는 복수의 구조체(140)를 사용하여 발광 소자(130)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 발광층(132)에서 발광된 광을 제2 전극(133) 측으로 반사시키는 반사층(150)의 표면에 복수의 구조체(140)를 사용하여 요철 구조를 구현하여, 제1 전극(131) 표면의 자유 전자 진동을 억제하여 표면 플라즈몬 손실을 개선할 수 있다. 또한, 복수의 구조체(140)에 의한 요철 구조에 의해 내부 전반사에 의한 손실 또한 개선할 수 있다. 이에 외부로 추출되는 광의 양을 증가시킬 수 있다. 따라서, 발광 표시 장치(100)의 소비 전력이 저감될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)에서는 반사층(150)이 오버 코팅층(113)의 상면 및 복수의 구조체(140)의 상면 상에서 평탄한 상면을 가지므로, 오프 상태에서의 산란 반사율을 저감시킬 수 있다. 기존의 발광 표시 장치의 경우, 광 추출 효율을 향상시키기 위해 렌즈 형상 또는 주름 구조와 같은 둥근 형상의 굴곡진 면을 형성한 후, 반사층 및 발광 소자를 형성하였다. 다만, 이때 발광 표시 장치가 오프 상태인 경우 또는 블랙 화상을 표시하는 경우, 렌즈 구조물 또는 주름 구조와 같은 둥근 형상의 굴곡진 면을 따라 형성된 반사층 및 발광 소자에서 많은 광이 산란될 수 있고, 이에 따라 야외 시인성이 저감되고 명암비가 저하될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)에서는 반사층(150)이 오버 코팅층(113)의 상면 및 복수의 구조체(140)의 상면 상에서 평탄한 상면을 가지므로, 발광 표시 장치(100)에서의 산란 반사율을 저감시켜 블랙 시감을 개선하여 야외 시인성을 향상시킬 수 있고, 명암비 저하를 억제할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)는 탑 에미션 방식의 발광 표시 장치(100)이므로, 마이크로 캐비티를 구현하여 발광층(132)에서 발광되는 광의 보강 간섭을 통해 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 다만, 기존의 발광 표시 장치의 경우, 광 추출 효율을 향상시키기 위해 렌즈형상 또는 주름 구조와 같은 둥근 형상의 굴곡진 면을 형성한 후, 반사층 및 발광 소자를 형성하였다. 이와 같은 기존의 발광 표시 장치에서는 발광층에서 발광한 광이 동일 각도로 발광되더라도, 반사층 상의 표면의 경사각도에 의해 반사각이 상이하게 설정되었다. 이에, 서로 동일한 각도로 발광된 2개의 광들 간에서 제2 전극과 반사층 사이의 광 경로차가 상이하게 되어, 발광 소자에서의 광학 거리를 제어하기 어렵고, 이에 따라 마이크로 캐비티 효과를 유지하기 어려웠다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)에서는 반사층(150) 및 제2 전극(133)이 오버 코팅층(113)의 상면 및 복수의 구조체(140)의 상면 상에서 평탄한 상면을 갖는다. 따라서, 광추출 효율을 향상시키기 위해 렌즈 구조물 또는 주름 구조를 사용하는 경우보다 발광 소자(130)에서의 광학 거리를 제어하기 용이하고, 광 추출 효율을 개선함과 동시에 마이크로 캐비티 효과를 유지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다. 도 3의 발광 표시 장치(300)는 도 1 및 도 2의 발광 표시 장치(100)와 비교하여 오버 코팅층(313), 복수의 구조체(340) 및 반사층(350)이 상이하며, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로, 중복 설명을 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 복수의 구조체(340)는 오버 코팅층(313) 상에 배치된다. 이때, 복수의 구조체(340)와 오버 코팅층(313)은 서로 분리되어 배치된다. 즉, 복수의 구조체(340)와 오버 코팅층(313)은 서로 다른 층에 배치되는 별개의 구성요소인 것으로 정의될 수 있다.
복수의 구조체(340)는 상면이 평탄한 원형 사다리꼴 형상일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 복수의 구조체(340)는 상면이 평탄한 원기둥 형상일 수도 있다. 이때, 복수의 구조체(340)의 크기는 적어도 2개 이상의 값을 가질 수 있다. 복수의 구조체(340)는 모두가 서로 상이한 크기를 가질 수도 있고, 복수의 구조체(340) 중 일부는 제1 크기를 가질 수 있고, 다른 일부는 제1 크기와 상이한 제2 크기를 가질 수 있다.
또한, 복수의 구조체(340)는 오버 코팅층(313) 상에서 비주기적으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 구조체(340)는 규칙적인 패턴으로 형성되는 것이 아니라, 일부 영역에서는 복수의 구조체(340)의 밀도가 높게 형성되고, 다른 영역에서는 복수의 구조체(340)의 밀도가 낮게 형성될 수 있다. 또한, 복수의 구조체(340) 간의 거리가 상이할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같은 복수의 구조체(340)는 자기 배열(Self Assembly) 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 먼저 오버 코팅층(313)을 형성한 후, 오버 코팅층(313) 상에 복수의 구조체(340)를 형성하기 위한 물질층을 형성한다. 이어서, 복수의 구조체(340)를 형성하기 위한 물질층 상에 자기 배열 물질층을 형성한다. 이어서, 자기 배열 물질층에 대한 후처리 공정을 수행하여, 자기 배열 물질층이 복수의 미세 구조물의 형태로 복수의 구조체(340)를 형성하기 위한 물질층 상에 배치된다. 이후, 복수의 미세 구조물을 마스크로 하여 복수의 구조체(340)를 형성하기 위한 물질층을 건식 식각한다. 건식 식각 공정 결과 복수의 미세 구조물 하부에 배치된 복수의 구조체(340)를 형성하기 위한 물질층만이 남게 되어, 복수의 구조체(340)가 형성된다. 이후, 자기 배열 물질로 이루어지는 복수의 미세 구조물을 세정 공정을 통해 제거할 수 있다. 이와 같은 공정을 통해, 상면이 평탄한 형상을 갖는 복수의 구조체(340)가 형성될 수 있다.
이에, 복수의 구조체(340)는 건식 식각이 가능한 물질로 이루어질 수 있고, 자기 배열 물질은 건식 식각이 불가능한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수의 구조체(340)는 산화물, 실리콘, 질화물, 유기물 등과 같은 물질이 사용될 수 있다. 복수의 구조체(340)를 형성하기 위해 습식 식각을 진행하는 것도 고려할 수 있으나, 습식 식각 시에는 에천트를 사용하여 식각 공정이 이루어지므로, 에천트가 계면으로 침투하여 복수의 구조체(340)가 원하는 형상으로 정확히 형성되기가 어렵다.
도 3을 참조하면, 오버 코팅층(313) 및 복수의 구조체(340) 상에 반사층(350)이 배치된다. 반사층(350)이 제1 영역(A1)에서 오버 코팅층(313) 및 복수의 구조체(340) 상에 배치됨에 따라, 반사층(350)은 오버 코팅층(313)의 상면 및 복수의 구조체(340)의 측면 및 상면을 따라 형성될 수 있다. 이에, 반사층(350)은 오버 코팅층(313)의 상면 및 복수의 구조체(340)의 상면 상에서 평탄한 상면을 갖고, 복수의 구조체(340)의 측면 상에서 경사진 상면을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(300)는 비주기적인 복수의 구조체(340)를 오버 코팅층(313) 상에 형성함에 따라, 표면 플라즈몬 손실 및 내부 전반사 손실을 개선하여 광의 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 발광 소자(130)의 외부로 추출되는 광의 효율을 향상시켜 소비 전력을 저감하고, 발광 소자(130)의 전기적인 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 반사층(350)이 평탄한 상면을 가짐에 따라 발광 표시 장치(300)에서의 산란 반사율을 저감시켜 블랙 시감을 개선하여 야외 시인성을 향상시킬 수 있고, 명암비 저하를 억제할 수 있다.
한편, 복수의 구조체(340)가 주기적으로 형성되어 반사층(350) 또한 주기적으로 요철 구조를 갖는 경우, 반사층(350)에서 반사되는 광이 진행 방향에 따라 보강 간섭 및 상쇄 간섭이 발생할 수 있고, 이에 따라 회절 간섭 또는 모아레 간섭이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 사용자는 물결 무늬와 같은 간섭 얼룩을 시인할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(300)에서는 복수의 구조체(340)를 비주기적으로 배치하고, 복수의 구조체(340)의 크기를 다양하게 함에 따라, 반사층(350) 또한 불규칙적인 요철 구조를 갖도록 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(300)에서는 광의 회절 간섭 또는 모아레 간섭에 의해 사용자가 간섭 무늬를 시인할 수 있는 문제를 개선할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다. 도 4의 발광 표시 장치(400)는 도 3의 발광 표시 장치(300)와 비교하여 중간층(460)을 더 포함하고, 복수의 구조체(440)가 상이하며, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로, 중복 설명을 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 오버 코팅층(313) 상에 중간층(460)이 배치되고, 중간층(460) 상에 복수의 구조체(440)가 배치된다. 이에, 중간층(460)은 오버 코팅층(313)과 복수의 구조체(440) 사이에 배치된다.
중간층(460)은 복수의 구조체(440) 형성 공정에서 오버 코팅층(313)의 상면이 손상되는 것을 방지하기 위한 층으로, 식각 저지층으로 기능할 수 있다. 상술한 바와 같이, 자기 배열 물질을 사용하여 복수의 구조체(440)를 형성하는 경우, 복수의 구조체(440)를 형성하기 위한 물질층에 대한 건식 식각 공정이 수행될 수 있다. 이때, 오버 코팅층(313)이 복수의 구조체(440)를 형성하는 건식 식각 시 동시에 식각되는 물질로 이루어지는 경우, 건식 식각 공정에서 오버 코팅층(313)의 상면이 손상될 수 있다. 이에, 중간층(460)은 복수의 구조체(440)를 이루는 물질과 건식 식각 조건이 상이한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 중간층(460)은 금속 물질로 이루어질 수 있고, 이에 의해 건식 식각 공정에서 식각되지 않을 수 있고, 평탄한 상면을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(400)에서는 오버 코팅층(313)과 복수의 구조체(440) 사이에 식각 저지층으로 중간층(460)이 배치된다. 중간층(460)을 사용하지 않는 경우, 복수의 구조체(440)를 형성하는 공정에서 오버 코팅층(313)의 상면이 손상될 수 있고, 이 경우, 오버 코팅층(313)의 상면이 평탄하지 않을 수 있다. 오버 코팅층(313)의 상면이 평탄하지 않는 경우 오버 코팅층(313)의 상면에 배치되는 반사층(450) 및 발광 소자(130) 또한 평탄하지 않게 배치될 수 있다. 이에, 반사층(450) 및 발광 소자(130)에서 많은 광이 산란될 수 있고, 이에 따라 야외 시인성이 저감되고 명암비가 저하될 수 있다. 또한, 발광 소자(130)에서의 광학 거리 또한 제어하기 어려울 수 있다. 이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(400)에서는 오버 코팅층(313)과 복수의 구조체(440) 사이에 복수의 구조체(440)를 이루는 물질과 건식 식각 조건이 상이한 물질로 이루어지는 중간층(460)을 배치하여, 복수의 구조체(440) 형성 공정 시 오버 코팅층(313)이 손상되는 것을 방지함과 동시에 평탄한 상면을 제공할 수 있고, 복수의 구조체(440)의 높이를 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 비교예 및 본 발명의 실시예에 대한 광 효율을 설명하기 위한 그래프들이다. 도 5a는 측정 위치에 따른 비교예 및 실시예에 대한 광 효율을 설명하기 위한 그래프이고, 도 5b는 측정 각도에 따른 비교예 및 실시예에 대한 광 효율을 설명하기 위한 그래프이다. 실시예는 도 1 및 도 2에서 설명한 발광 표시 장치(100)이고, 비교예는 도 1 및 도 2에서 설명한 발광 표시 장치(100)에서 복수의 구조체(140)가 제거되어, 오버 코팅층(113) 상에 반사층(150) 및 발광 소자(130)가 배치된 경우이다. 도 5a에서 X축은 휘도 측정 위치로 도 1 및 도 2에서 설명한 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)에 대응하는 위치를 나타내고, Y축은 휘도의 상대값으로, 비교예에서 측정된 최대 휘도를 1.00으로 하여 정규화한 값이다. 또한, 도 5b에서 X축은 휘도 측정 각도, 즉, 시야각을 나타내고, Y축은 휘도의 상대값으로, 비교예에서 측정된 최대 휘도를 1.00으로 하여 정규화한 값이다.
먼저, 도 5a를 참조하면, 비교예는 일반적인 탑 에미션 방식의 발광 표시 장치로, 뱅크가 배치되지 않는 제1 영역(A1)이 발광 영역으로 기능한다. 이에, 도 5a에 도시된 바와 같이 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계에서 휘도가 급격히 변화하는 현상이 관찰된다.
다음으로, 실시예는 비교예에서 발생하는 휘도 저하를 해결하기 위해, 복수의 구조체(140)를 형성하였다. 이에, 복수의 구조체(140) 상에 배치되는 반사층(150)의 요철 구조에 의해 광 추출 효율이 개선되어 제1 영역(A1)에서의 휘도가 비교예보다 높음을 확인할 수 있다.
다음으로, 도 5b를 참조하면, 실시예에서의 복수의 구조체(140)에 의해 80° 내지 -80°의 모든 측정 각도에서 실시예의 휘도가 비교예의 휘도보다 높음을 확인할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 비교예 및 본 발명의 실시예에서의 발광층에서 발광된 광의 광 경로를 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다. 도 6a는 비교예 1에서의 마이크로 캐비티 효과 및 광학 거리를 설명하기 위한 단면도이고, 도 6b는 비교예 2에서의 마이크로 캐비티 효과 및 광학 거리를 설명하기 위한 단면도이며, 도 6c는 실시예에서의 마이크로 캐비티 효과 및 광학 거리를 설명하기 위한 단면도이다. 구체적으로, 실시예는 도 1 및 도 2에서 설명한 발광 표시 장치(100)이고, 비교예 1은 도 1 및 도 2에서 설명한 발광 표시 장치(100)에서 복수의 구조체(140)가 제거되어, 오버 코팅층 상에 반사층(650A) 및 발광 소자(630A)가 배치된 경우이며, 비교예 2는 도 1 및 도 2에서 설명한 발광 표시 장치(100)에서 복수의 구조체(140)가 제거되고, 렌즈 구조물이 사용된 경우이다. 도 6a 내지 도 6c에서는 설명의 편의를 위해, 반사층(150, 650A, 650B) 및 발광 소자(130, 630A, 630B) 만을 개략적으로 도시하였다. 또한, 도 6b에서는 설명의 편의를 위해 렌즈 구조물에 대한 도시를 생략하고 반사층(650B)의 상면이 렌즈 구조물에 대응하는 형상을 갖는 것으로 가정하여 도시하였다. 또한, 도 6c에서는 설명의 편의를 위해 복수의 구조체(140)에 대한 도시를 생략하고 반사층(150)의 상면이 복수의 구조체(140)에 대응하는 형상을 갖는 것으로 가정하여 도시하였다. 도 6a 내지 도 6c에 도시된 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)은 발광층(132, 632A, 632B)에서 동일 각도로 발광된 광인 것으로 가정한다. 또한, 제1 광(L1)은 발광층(132, 632A, 632B)에서 발광되어 바로 외부로 방출된 광이고, 제2 광(L2)은 발광층(132, 632A, 632B)에서 발광된 후 발광층(132, 632A, 632B)과 제2 전극(133, 633A, 633B)의 계면에서 1회 반사되고, 제1 전극(131, 631A, 631B)과 반사층(150, 650A, 650B)의 계면에서 1회 반사된 후 외부로 방출된 광인 것으로 가정한다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 비교예 1에서는 반사층(650A), 제1 전극(631A), 발광층(632A) 및 제2 전극(633A) 모두가 평평한 형상을 가지므로, 동일 각도로 발광된 제1 광(L1)과 제2 광(L2)의 광 경로차는 항상 2X로 유지될 수 있다. 이에, 비교예 1에서는 발광 소자(630A)에서의 광학 거리 제어가 가장 용이하며, 마이크로 캐비티 효과가 가장 강하게 구현될 수 있다. 그러나, 비교예 1에서는 복수의 구조체를 포함하지 않아 반사층(650A), 발광 소자(630A)가 모두 평평한 형상을 가지므로, 광 추출 효율은 저하될 수 있다.
다음으로, 도 6b를 참조하면, 비교예 2에서는 반사층(650B)의 상면이 렌즈 구조물에 대응하는 형상을 가짐에 따라, 제1 전극(631B), 발광층(632B) 및 제2 전극(633B) 또한 렌즈 구조물에 대응하는 형상을 가진다. 따라서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 동일 각도로 발광된 제1 광(L1)과 제2 광(L2)의 광 경로차는 2X로 유지되지 않고 X+Y로 정의될 수 있다. 또한, 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)의 초기 발광 각도에 따라 제2 전극(633B)과 발광층(632B)의 계면 및 제1 전극(631B)과 반사층(650B)의 계면에서 반사되는 각도도 매번 상이해지므로, X 및 Y 또한 발광 각도 및 발광 위치마다 상이한 값을 가질 수 있다. 이에, 비교예 2에서는 발광 소자(630B)에서의 광학 거리 제어가 매우 어려우며, 마이크로 캐비티 효과가 가장 약하게 구현될 수 있다. 그러나, 비교예 2에서는 렌즈 구조물을 포함하므로, 비교예 1에 비해, 광 추출 효율은 개선될 수 있다.
다음으로, 도 6c를 참조하면, 실시예에서는 반사층(150)이 복수의 구조체(140)에 대응하는 형상을 가짐에 따라, 제1 전극(131), 발광층(132) 및 제2 전극(133) 또한 복수의 구조체(140)에 대응하는 형상을 가진다. 따라서, 동일 각도로 발광된 제1 광(L1)과 제2 광(L2)의 광 경로차는 항상 2X로 유지될 수 있는 확률이 비교예 2보다 높을 수 있다. 실시예에서도 반사층(150)의 경사진 부분에 입사하는 광의 경우 발광 소자(130)에서의 광학 거리 제어가 용이하지 않을 수 있으나, 실시예에서는 비교예 2와는 상이하게 반사층(150)이 평탄한 상면을 가지므로, 비교예 2보다 발광 소자(130)에서의 광학 거리 제어가 훨씬 용이할 수 있다. 또한, 실시예에서는 복수의 구조체(140)에 의해 반사층(150)이 요철 구조를 가질 수 있으므로, 광 추출 효율이 개선될 수 있다.
이하에서는 마이크로 캐비티 효과에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 7a 및 도 7b를 함께 참조한다.
도 7a 및 도 7b는 비교예 및 본 발명의 실시예에 대한 마이크로 캐비티 효과를 설명하기 위한 그래프들이다. 도 7a는 비교예 1 및 비교예 2에서의 마이크로 캐비티 효과를 설명하기 위한 그래프이고, 도 7b는 비교예 1 및 실시예에서의 마이크로 캐비티 효과를 설명하기 위한 그래프이다. 이때, 비교예 1, 비교예 2 및 실시예는 앞서 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한 비교예 1, 비교예 2 및 실시예와 동일하다. 도 7a 및 도 7b에서 X축은 파장을 나타내고, Y축은 최대 휘도를 1.00으로 하여 정규화한 값이다.
먼저, 도 7a를 참조하면, 비교예 1에서는 상술한 바와 같이 평탄한 반사층(650A) 및 발광 소자(630A)에 의해 발광 소자(630A)에서의 광학 거리 유지 제어가 매우 용이하다. 따라서, 비교예 1은 마이크로 캐티비 효과 구현에 가장 유리하며, 가장 좁은 반치폭을 갖는 스펙트럼을 가질 수 있다.
다만, 비교예 2에서는 상술한 바와 같이 반사층(650B)의 상면이 렌즈 구조물에 대응하는 형상을 가짐에 따라, 제1 전극(631B), 발광층(632B) 및 제2 전극(633B) 또한 렌즈 구조물에 대응하는 형상을 가지므로, 발광 소자(630B)에서의 광학 거리 유지 제어가 매우 어렵다. 따라서, 비교예 2에서는 마이크로 캐비티 특성이 깨지기 때문에, 비교예 2는 도 7a에 도시된 바와 같이 비교예 1에 비해 훨씬 넓은 반치폭을 갖는 스펙트럼을 가질 수 있다.
다음으로, 도 7b를 참조하면, 실시예에서는 반사층(150)이 복수의 구조체(140)에 대응하는 형상을 가짐에 따라, 제1 전극(131), 발광층(132) 및 제2 전극(133) 또한 복수의 구조체(140)에 대응하는 형상을 가진다. 이에, 발광 소자(130)에서의 강학 거리 유지 제어가 비교예 2보다는 훨씬 용이하다. 이에, 도 7b에 도시된 바와 같이, 실시예는 비교예 1과 실질적으로 동일한 정도의 반치폭을 갖는 스펙트럼을 가질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 발광 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치는 기판, 기판 상에 배치된 오버 코팅층, 오버 코팅층 상에 위치하고, 상면이 평탄한 형상을 갖는 복수의 구조체, 오버 코팅층 및 복수의 구조체 상에 배치된 반사층, 복수의 구조체 및 반사층 상에 배치된 발광 소자를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 구조체 상의 반사층의 상면은 평탄한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 구조체는 오버 코팅층과 일체로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 구조체는 오버 코팅층의 상에서 오버 코팅층과 분리되어 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 구조체는 건식 식각이 가능한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 발광 표시 장치는 오버 코팅층과 복수의 구조체 사이에 배치된 중간층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 중간층은 복수의 구조체를 이루는 물질과 건식 식각 조건이 상이한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 중간층의 상면은 평탄한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 구조체는 원형 사다리꼴 또는 원기둥 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 구조체는 비주기적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 구조체의 크기는 적어도 2개 이상의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치는 기판, 기판 상의 오버 코팅층, 오버 코팅층 상에 배치된 발광 소자, 오버 코팅층과 발광 소자 사이에 배치된 반사층 및 오버 코팅층과 반사층 사이에서 서로 이격되도록 배치되어, 발광 소자의 광 추출 효율을 개선하도록 구성된 복수의 구조체를 포함하고, 복수의 구조체는 발광 소자의 산란 반사율을 감소시키고, 발광 소자의 블랙(black) 시감을 개선하는 형상을 갖는다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 구조체의 상면은 평평할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 구조체는 오버 코팅층과 별개로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 발광 표시 장치는 복수의 구조체의 건식 식각 시 동시에 식각되는 물질로 이루어지는 오버 코팅층의 손상을 방지하기 위해, 오버 코팅층과 복수의 구조체 사이에 배치된 식각 저지층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 식각 저지층은 복수의 구조체와 건식 식각에 대한 식각비가 상이한 물질로 이루어져, 평탄한 상면을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 반사층은, 발광 소자의 마이크로 캐비티(micro cavity) 효과를 유지하기 위해, 복수의 구조체의 상면 및 복수의 구조체에 의해 노출된 식각 저지층의 상면 상에서 평탄한 형상을 가질 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 300, 400, 600A, 600B: 발광 표시 장치
110: 기판
111: 버퍼층
112: 게이트 절연층
113, 313: 오버 코팅층
114: 뱅크
117: 에치 스토퍼
120: 박막 트랜지스터
121: 게이트 전극
122: 액티브층
123: 소스 전극
124: 드레인 전극
130, 630A, 630B: 발광 소자
131, 631A, 631B: 제1 전극
132, 632A, 632B: 발광층
133, 633A, 633B: 제2 전극
140, 340, 440: 구조체
150, 350, 450, 650A, 650B: 반사층
460: 중간층
L1: 제1 광
L2: 제2 광
A/A: 표시 영역
N/A: 비표시 영역
SP: 서브 화소
A1: 제1 영역
A2: 제2 영역

Claims (17)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 오버 코팅층;
    상기 오버 코팅층 상에 위치하고, 상면이 평탄한 형상을 갖는 복수의 구조체;
    상기 오버 코팅층 및 상기 복수의 구조체 상에 배치된 반사층;
    상기 복수의 구조체 및 상기 반사층 상에 배치된 발광 소자를 포함하는, 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구조체 상의 상기 반사층의 상면은 평탄한 형상을 갖는, 발광 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구조체는 상기 오버 코팅층과 일체로 이루어지는, 발광 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구조체는 상기 오버 코팅층 상에서 상기 오버 코팅층과 분리되어 배치된, 발광 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 구조체는 건식 식각이 가능한 물질로 이루어지는, 발광 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 오버 코팅층과 상기 복수의 구조체 사이에 배치된 중간층을 더 포함하는, 발광 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중간층은 상기 복수의 구조체를 이루는 물질과 건식 식각 조건이 상이한 물질로 이루어지는, 발광 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 중간층의 상면은 평탄한 형상을 갖는, 발광 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구조체는 원형 사다리꼴 또는 원기둥 형상을 갖는, 발광 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구조체는 비주기적으로 배치된, 발광 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구조체의 크기는 적어도 2개 이상의 값을 갖는, 발광 표시 장치.
  12. 기판;
    상기 기판 상의 오버 코팅층;
    상기 오버 코팅층 상에 배치된 발광 소자;
    상기 오버 코팅층과 상기 발광 소자 사이에 배치된 반사층; 및
    상기 오버 코팅층과 상기 반사층 사이에서 서로 이격되도록 배치되어, 상기 발광 소자의 광 추출 효율을 개선하도록 구성된 복수의 구조체를 포함하고,
    상기 복수의 구조체는 상기 발광 소자의 산란 반사율을 감소시키고, 상기 발광 소자의 블랙(black) 시감을 개선하는 형상을 갖는, 발광 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 구조체의 상면은 평평한, 발광 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 구조체는 상기 오버 코팅층과 별개로 이루어지는, 발광 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 구조체의 건식 식각 시 동시에 식각되는 물질로 이루어지는 상기 오버 코팅층의 손상을 방지하기 위해, 상기 오버 코팅층과 상기 복수의 구조체 사이에 배치된 식각 저지층을 더 포함하는, 발광 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 식각 저지층은 상기 복수의 구조체와 건식 식각에 대한 식각비가 상이한 물질로 이루어져, 평탄한 상면을 갖는, 발광 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 반사층은, 상기 발광 소자의 마이크로 캐비티(micro cavity) 효과를 유지하기 위해, 상기 복수의 구조체의 상면 및 상기 복수의 구조체에 의해 노출된 상기 식각 저지층의 상면 상에서 평탄한 형상을 갖는, 발광 표시 장치.
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