KR20200100910A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20200100910A
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김정기
김종훈
안재헌
이명종
홍석준
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Abstract

표시 장치가 제공된다. 일 실시예에 따른 표시 장치는 행 방향 및 상기 행 방향과 교차하는 열 방향을 따라 배치된 복수의 화소를 포함하고, 상기 각 화소마다 발광 소자가 배치된 제1 기판; 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판; 상기 제2 기판 상의 화소 열마다 배치되고, 상기 열 방향을 따라 연장되는 복수의 광학 패턴; 및 상기 제2 기판 상에 배치된 차광 패턴으로서, 화소 열 경계를 따라 연장되어 배치되고 인접한 상기 광학 패턴 사이에 배치되어 그 사이 공간을 채우는 메인 차광 패턴, 및 화소 행 경계에 배치되고 상기 광학 패턴 상에 배치되며 상기 메인 차광 패턴보다 작은 두께를 갖는 서브 차광 패턴을 포함하는 차광 패턴을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 점차 커지고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting diode Display Device, OLED) 등과 같은 다양한 표시 장치가 개발되고 있다.
표시 장치 중, 유기 발광 표시 장치는 자발광형 소자인 유기 발광 소자를 포함한다. 유기 발광 소자는 대향하는 두 개의 전극 및 그 사이에 개재된 유기 발광층을 포함할 수 있다. 두 개의 전극으로부터 제공된 전자와 정공은 발광층에서 재결합하여 엑시톤을 생성하고, 생성된 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 변화하며 광이 방출될 수 있다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 별도의 광원이 불필요하기 때문에 소비 전력이 낮고 경량의 박형으로 구성할 수 있을 뿐만 아니라 넓은 시야각, 높은 휘도와 콘트라스트 및 빠른 응답 속도 등의 고품위 특성을 가져 차세대 표시 장치로 주목을 받고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 각 광학 패턴층에서 출사된 광의 혼색뿐만 아니라, 각 화소의 발광 소자로부터 발광된 광의 혼색이 개선된 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 행 방향 및 상기 행 방향과 교차하는 열 방향을 따라 배치된 복수의 화소를 포함하는 표시 장치로서, 상기 각 화소마다 배치된 발광 소자가 배치된 제1 기판; 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판; 상기 제2 기판 상의 화소 열마다 배치되고, 상기 열 방향을 따라 연장되는 복수의 광학 패턴; 및 상기 제2 기판 상에 배치된 차광 패턴으로서, 화소 열 경계를 따라 연장되어 배치되고 인접한 상기 광학 패턴 사이에 배치되어 그 사이 공간을 채우는 메인 차광 패턴, 및 화소 행 경계에 배치되고 상기 광학 패턴 상에 배치되며 상기 메인 차광 패턴보다 작은 두께를 갖는 서브 차광 패턴을 포함하는 차광 패턴을 포함한다.
상기 각 광학 패턴은 평면상 스프라이프(stripe) 형상이며, 상기 광학 패턴의 표면 기준으로 상기 메인 차광 패턴의 표면 높이와 상기 서브 차광 패턴의 표면 높이 간 차이는 0.8 내지 1.2일 수 있다.
인접한 상기 메인 차광 패턴 사이에 배치된 상기 서브 차광 패턴은 상기 행 방향으로 분리된 복수의 아일랜드 차광 패턴을 포함할 수 있다.
상기 서브 차광 패턴은 상기 화소 행 경계를 따라 연장되어 배치될 수 있다.
인접한 상기 메인 차광 패턴과 상기 서브 차광 패턴은 서로 연결되어 평면상 격자 형상을 이룰 수 있다.
상기 차광 패턴은 상기 인접한 광학 패턴의 측면과 접하며, 그 표면을 부분적으로 덮을 수 있다.
상기 차광 패턴은 상기 광학 패턴의 표면을 기준으로 두께 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 차광 패턴의 상기 돌출된 두께는 1μm 내지 5μm일 수 있다.
상기 발광 소자를 덮는 봉지막, 및 상기 봉지막과 상기 광학 패턴 사이에 배치된 충진재를 더 포함할 수 있다.
상기 충진재는 상기 화소 열 경계에서 상기 메인 차광 패턴과 직접 접할 수 있다.
상기 충진재는 상기 화소 행 경계에서 상기 서브 차광 패턴과 직접 접할 수 있다.
상기 충진재는 상기 차광 패턴과 중첩하는 영역에서 최소 두께를 가질 수 있다.
서로 인접한 상기 광학 패턴은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
상기 각 발광 소자는 청색광을 발광하고 상기 인접한 광학 패턴은 상기 청색광을 받아 각각 서로 다른 파장의 광을 출사할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치는 행 방향 및 상기 행 방향과 교차하는 열 방향을 따라 배치된 복수의 화소; 상기 각 화소마다 발광 소자가 배치된 제1 기판; 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판; 상기 제2 기판 상에 상기 열 방향을 따라 배치된 화소 열마다 배치된 복수의 광학 패턴; 및 상기 제2 기판 상에 화소 열 경계를 따라 연장되어 배치되고 인접한 상기 광학 패턴 사이에 배치되어 그 사이 공간을 채우는 복수의 차광 패턴을 포함하되, 상기 각 광학 패턴 및 상기 각 차광 패턴은 평면상 스트라이프(stripe) 형상을 가진다.
상기 발광 소자를 덮는 봉지막, 및 상기 봉지막과 상기 광학 패턴 사이에 배치된 충진재를 더 포함하되, 상기 충진재는 상기 화소 열 경계에서 상기 차광 패턴과 직접 접할 수 있다.
상기 차광 패턴은 상기 인접한 광학 패턴의 측면과 접하며, 그 표면을 부분적으로 덮을 수 있다.
상기 차광 패턴은 상기 화소 열 경계를 따라 일체로 연장된 스트라이프 형상을 가질 수 있다.
상기 각 차광 패턴은 상기 화소 행 경계를 사이에 두고 서로 분리된 복수의 아일랜드 차광 패턴을 포함할 수 있다.
상기 차광 패턴은 상기 광학 패턴의 표면을 기준으로 두께 방향으로 돌출되고, 상기 차광 패턴의 상기 돌출된 두께는 1μm 내지 5μm일 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 각 광학 패턴층에서 출사된 광의 혼색뿐만 아니라, 각 화소의 발광 소자로부터 발광된 광의 혼색이 개선된 표시 장치를 제공할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ'을 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ'를 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 제2 차광 패턴의 광 차단을 나타내는 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ'을 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8은 도 6의 Ⅷ-Ⅷ'을 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 9 내지 11은 일 실시예에 따른 제2 차광 패턴의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이다.
도 13은 도 12의 XIII- XIII'을 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 14는 도 12의 XIV- XIV'를 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 15는 도 12의 실시예의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이다.
도 17은 도 16의 XVII- XVII'을 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 18은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이다.
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 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 '위(on)'로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 '직접 위(directly on)'로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ?-Ⅱ'를 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ?-Ⅲ'을 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고, 도 4는 도 1의 Ⅳ?-Ⅳ'를 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고, 도 5는 제2 차광 패턴의 광 차단을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 유기 발광 표시 장치, 액정 디스플레이 장치, 퀀텀 나노 발광 표시 장치, 마이크로 엘이디 장치, 전계 방출 디스플레이 장치, 전기 영동 장치 등이 적용될 수 있다. 예시된 실시예에서는 표시 장치(1)로서, 유기 발광 표시 장치가 적용되어 있다.
표시 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 화상을 표시하는 표시 영역(DA) 및 화상을 표시하지 않는 비표시 영역(NA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 표시 장치(1)의 중앙부에 배치될 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 화소를 포함할 수 있다. 복수의 화소는 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 복수의 화소는 제1 색을 표시하는 복수의 제1 화소(PX1), 제2 색을 표시하는 복수의 제2 화소(PX2) 및 제3 색을 표시하는 복수의 제3 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 제1 화소(PX1)는 약 610nm 내지 약 650nm 범위에서 피크 파장을 갖는 적색광을 출사하는 적색 화소이고, 제2 화소(PX2)는 약 510nm 내지 약 550nm 범위에서 피크 파장을 갖는 녹색광을 출사하는 녹색 화소이고, 제3 화소(PX3)는 약 430nm 내지 약 470nm 범위에서 피크 파장을 갖는 청색광을 출사하는 청색 화소일 수 있다.
제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)는 스트라이프 방식으로 배열될 수 있다. 동일한 화소 열에 속하는 화소는 모두 동일한 색을 표시할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 화소(PX1)가 화소 제1 열에 배치되고, 복수의 제2 화소(PX2)가 화소 제2 열에 배치되고, 복수의 제3 화소(PX3)가 화소 제3 열에 배치되며, 이와 같은 배열이 행 방향을 따라 반복될 수 있다.
화소 들의 경계에는 차광 패턴이 배치될 수 있다. 차광 패턴은 파장 변환층들 사이에 배치된 제1 차광 패턴 및 컬러 필터들 사이에 배치된 제2 차광 패턴을 포함할 수 있다. 제2 차광 패턴은 화소 행 경계(RL1, RL2, RL3) 및 화소 열 경계(CL1, CL2, CL3)를 따라 배치되는 반면, 제1 차광 패턴은 화소 행 경계(RL1, RL2, RL3)에는 배치되지 않고 화소 열 경계(CL1, CL2, CL3)를 따라서만 배치될 수 있다. 차광 패턴에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 표시 장치(1)의 단면 구조에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 표시 장치(1)는 광 제공부(100), 광 변환부(300), 및 충진재(70)를 포함할 수 있다.
광 제공부(100)는 제1 베이스 기판(110), 스위칭 소자(T1, T2, T3), 절연막(130), 뱅크층(150), 유기 발광 소자들(ED1, ED2, ED3), 및 박막 봉지층(170)을 포함할 수 있다.
제1 베이스 기판(110)은 광 투광성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 제1 베이스 기판(110)은 유기 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다.
제1 베이스 기판(110) 상에는 각 화소(PX1, PX2, PX3)마다 적어도 하나의 스위칭 소자들(T1, T2, T3)이 배치될 수 있다. 나아가, 제1 베이스 기판(110) 상에는 각 스위칭 소자(T1, T2, T3)에 신호를 전달하는 복수의 신호선들(예컨대, 게이트선, 데이터선, 전원선 등)이 더 배치될 수 있다.
스위칭 소자들(T1, T2, T3) 상에는 절연막(130)이 배치될 수 있다. 절연막(130)은 유기막으로 이루어질 수 있다. 예시적으로 절연막(130)은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 이미드계 수지, 에스테르계 수지 등을 포함할 수 있다.
절연막(130) 상에는 각 화소(PX1, PX2, PX3)별로 화소 전극(AE1, AE2, AE3)이 배치될 수 있다. 각 화소 전극(AE1, AE2, AE3)은 절연막(130)을 관통하는 비아홀을 통해 각 스위칭 소자(T1, T2, T3)와 각각 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 화소 전극(AE1, AE2, AE3)은 유기 발광 소자의 애노드 전극일 수 있다. 화소 전극(AE1, AE2, AE3)은 정공 주입이 용이한 일함수가 높은 물질, 예컨대, 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide: ITO), 인듐-아연-산화물(Indium-Zinc-Oxide: IZO), 산화아연(Zinc Oxide: ZnO), 산화인듐(Induim Oxide: In2O3) 등을 포함할 수 있다. 전면 발광 표시 장치의 경우, 화소 전극(AE1, AE2, AE3)은 반사성 물질층을 더 포함할 수 있다.
화소 전극(AE1, AE2, AE3) 상에는 뱅크층(150)이 위치할 수 있다. 뱅크층(150)은 화소 열 경계(CL1, CL2), 화소 행 경계(RL1, RL2)를 따라 배치된 격자 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 뱅크층(150)은 화소 전극(AE1, AE2, AE3)을 부분적으로 노출하는 개구부를 포함할 수 있다. 화소 전극(AE1, AE2, AE3) 중 뱅크층(150)에 의해 커버되지 않고 노출되는 영역이 발광 영역(LA1, LA2, LA3)이고, 뱅크층(150)에 의해 커버되는 영역이 비발광 영역일 수 있다. 뱅크층(150)은 유기 절연 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
뱅크층(150)의 상기 개구부에 의해 노출된 화소 전극(AE1, AE2, AE3) 상에는 유기층(OL)이 배치될 수 있다. 도면에서는 유기층(OL)이 화소의 구분없이 일체로 연결된 경우를 예시하였지만, 유기층(OL)은 화소(PX1, PX2, PX3)별로 분리되도록 형성될 수도 있다.
유기층(OL)은 유기 발광층을 포함한다. 상기 유기 발광층에서 애노드 전극과 캐소드 전극으로부터 제공된 전자와 정공은 재결합하여 엑시톤을 생성하고, 생성된 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 변화하며 청색광(L1)이 방출될 수 있다. 유기층(OL)은 정공과 전자의 주입/이동을 보조하는 보조층을 더 포함할 수 있다.
유기층(OL) 상에는 공통 전극(CE)이 배치될 수 있다. 화소 전극(AE1, AE2, AE3)이 유기 발광 소자의 애노드 전극인 경우, 공통 전극(CE)은 유기 발광 소자의 캐소드 전극이 되며, 공통 전극(CE)은 전자 주입이 용이한 일함수가 낮은 물질, 예컨대 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, Ag, Pt, Pd, Ni, Au Nd, Ir, Cr, BaF, Ba 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물 등)을 포함할 수 있다.
제1 화소 전극(AE1), 유기층(OL) 및 공통 전극(CE)은 제1 유기 발광 소자(ED1)를 이루고, 제2 화소 전극(AE2), 유기층(OL) 및 공통 전극(CE)은 제2 유기 발광 소자(ED2)를 이루고, 제3 화소 전극(AE3), 유기층(OL) 및 공통 전극(CE)은 제3 유기 발광 소자(ED3)를 이룰 수 있다.
각 화소(PX1, PX2, PX3)마다 배치된 각 유기 발광 소자(ED1, ED2, ED3)에서 발광한 청색광(L1)은 해당 화소(PX1, PX2, PX3)에 제공될 수 있다. 나아가, 각 유기 발광 소자(ED1, ED2, ED3)에서 발광된 광은 인접한 화소에도 제공될 수 있다.
박막 봉지층(170)은 공통 전극(CE) 상에 배치될 수 있다. 박막 봉지층(170)은 외부로부터 불순물 또는 수분 등이 침투하는 것을 방지하기 위해 유기 발광 소자(ED1, ED2, ED3) 상부에 배치되어 발광 소자(ED1, ED2, ED3)를 밀봉하도록 배치될 수 있다. 박막 봉지층(170)은 무기 물질을 포함하는 제1 봉지 무기막(171), 제3 봉지 무기막(173), 및 이들 사이에 배치된 봉지 유기막(172)을 포함할 수 있다.
이하 광 변환부(300)에 대해 설명한다. 광 변환부(300)는 제2 베이스 기판(310), 제2 차광 패턴(320), 컬러 필터(331, 332, 333), 광학 패턴(351, 352, 353), 복수의 적층된 캡핑층(341, 342), 및 제1 차광 패턴(360)을 포함할 수 있다.
제2 베이스 기판(310)은 제1 베이스 기판(110)과 대향한다. 제2 베이스 기판(310)은 제1 베이스 기판(110)의 예시된 물질 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
광 제공부(100)를 향하는(도 4의 하측 방향) 제2 베이스 기판(310)의 일면 상에는 제2 차광 패턴(320)가 배치될 수 있다. 제2 차광 패턴(320)는 화소 열 경계(CL1, CL2), 화소 행 경계(RL1, RL2)를 따라 배치된 격자 형상으로 형성될 수 있다.
제2 차광 패턴(320)은 광의 투과를 차단할 수 있다. 구체적으로, 각 화소(PX1, PX2, PX3)에서 표시면으로 출사하는 광의 혼색을 방지하는 역할을 할 수 있다. 제2 차광 패턴(320)는 불투명 계열의 유기물, 크롬을 포함하는 금속 물질 또는 카본 블랙(Carbon black) 등 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 베이스 기판(310)의 일면 상에는 컬러 필터(330)가 배치될 수 있다. 나아가 컬러 필터(330)은 제2 차광 패턴(320) 상에 배치될 수 있다. 컬러 필터(330)는 특정 파장의 빛은 흡수하고, 다른 특정 파장의 빛은 투과시키는 흡수형 필터일 수 있다.
컬러 필터(330)는 제1 내지 제3 컬러 필터(331-333)를 포함할 수 있다. 제1 컬러 필터(331) 내지 제3 컬러 필터(333)는 스트라이프(Stripe) 방식으로 배열될 수 있다. 제1 컬러 필터(331) 내지 제3 컬러 필터(333)는 각각 상기 열 방향(제2 방향(DR2))을 따라 일체로 연결되어 배치될 수 있다. 제1 컬러 필터(331)는 화소 제1 열에 배치되고, 제2 컬러 필터(332)는 화소 제2 열에 배치되며, 제3 컬러 필터(333)는 화소 제3 열에 배치될 수 있다. 즉, 각 컬러 필터(331, 332, 333)는 열 방향으로 배열된 화소 행 경계(RP1, RP2, RP3)에 무관하게 연장될 수 있다.
제1 컬러 필터(331)는 제1 파장 변환 패턴(351)에서 출사된 청색광(L1) 및 적색광(L2) 중 청색광(L1)을 차단하거나 흡수할 수 있다. 즉, 제1 컬러 필터(331)는 청색광을 차단하는 청색광 차단 필터로 기능하며, 적색광(L2)을 선택적으로 투과 필터로 기능할 수 있다. 제1 컬러 필터(331)는 적색의 색제(red colorant)를 포함할 수 있다.
제2 컬러 필터(332)는 제2 파장 변환 패턴(352)에서 출사된 청색광(L1) 및 녹색광(L3) 중 청색광(L1)을 차단하거나 흡수할 수 있다. 즉, 제2 컬러 필터(332)는 청색광을 차단하는 청색광 차단 필터로 기능하며, 녹색광(L3)을 선택적으로 투과 필터로 기능할 수 있다. 제2 컬러 필터(332)는 녹색의 색제(green colorant)를 포함할 수 있다.
제3 컬러 필터(333)는 후술할 광 투과 패턴(353)에서 출사된 청색광(L4)을 투과시킬 수 있다. 제3 컬러 필터(333)는 청색광 투과 필터로 기능할 수 있다. 제3 컬러 필터(333)는 청색의 색제(blue colorant)를 포함할 수 있다.
인접한 컬러 필터(331, 332, 333)는 화소 열 경계(CL1, CL2, CL3)에서 서로 부분적으로 적층될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 중첩하지 않고 분리 배치될 수도 있다.
각 컬러 필터(331) 상에는 제1 캡핑층(341)이 배치될 수 있다. 제1 캡핑층(341)은 컬러 필터(331, 332, 333)의 전면에 걸쳐 배치될 수 있다.
제1 캡핑층(341)은 외부로부터 수분 또는 공기 등의 불순물이 침투하여 각 컬러 필터(331, 332, 333)를 손상시키거나 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
제1 캡핑층(341)은 무기 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 캡핑층(341)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산질화물 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 캡핑층(341) 상에는 광학 패턴(350)이 배치될 수 있다. 광학 패턴(350)은 제1 파장 변환 패턴(351), 제2 파장 변환 패턴(352) 및 광 투과 패턴(353)을 포함할 수 있다.
제1 파장 변환 패턴(351)은 청색광(L1)을 적색광(L2)으로 변환하여 출사하고, 제2 파장 변환 패턴(352)은 청색광(L1)을 녹색광(L3)으로 변환하여 출사하며, 광 투과 패턴(353)은 청색광(L1)을 그대로 투과시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 파장 변환 패턴(351)은 제1 베이스 수지(3511), 및 제1 베이스 수지(3511) 내에 분산된 제1 파장 변환 입자(3512)를 포함하고, 제2 파장 변환 패턴(352)은 제2 베이스 수지(3521), 및 제2 베이스 수지(3521) 내에 분산된 제2 파장 변환 입자(3522)를 포함하고, 광 투과 패턴(353)은 제3 베이스 수지(3531)을 포함할 수 있다. 도시하지 않았지만, 각 광학 패턴(351, 352, 353)은 각 베이스 수지(3511, 3521, 3531)에 분산된 산란 입자를 더 포함할 수 있다. 상기 산란 입자는 산화 티타늄(TiO2), 산화 규소(SiO2), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 인듐(In2O3), 산화 아연(ZnO) 또는 산화 주석(SnO2) 등의 금속 산화물 입자 또는 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지 등의 유기 입자일 수 있다.
각 베이스 수지(3511, 3521, 3531)는 광 투과율이 높고, 각 파장 변환 입자(3512, 3522) 및 상기 산란 입자에 대한 분산 특성이 우수한 재료이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 각 베이스 수지(3511, 3521, 3531)는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 카도계 수지 또는 이미드계 수지 등의 유기 재료를 포함할 수 있다.
제1 파장 변환 입자(3512)는 청색광(L1)을 적색광(L2)으로 변환시키고, 제2 파장 변환 입자(3522)는 청색광(L1)을 녹색광(L3)으로 변환시킬 수 있다. 각 파장 변환 입자(3512, 3522)의 예로는 양자점, 양자 막대 또는 형광체 등을 들 수 있다. 예를 들어 양자점은 전자가 전도대에서 가전자대로 전이하면서 특정한 색을 방출하는 입자상 물질일 수 있다. 제1 파장 변환 입자(3512) 및 제2 파장 변환 입자(3522)는 모두 양자점으로 이루어진 경우, 제1 파장 변환 입자(3512)를 이루는 양자점의 직경은 제2 파장 변환 입자(3522)를 이루는 양자점의 직경보다 클 수 있다.
상기 양자점은 반도체 나노 결정 물질일 수 있다. 상기 양자점은 그 조성 및 크기에 따라 특정 밴드갭을 가져 빛을 흡수한 후 고유의 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 상기 양자점의 반도체 나노 결정의 예로는 IV족계 나노 결정, II-VI족계 화합물 나노 결정, III-V족계 화합물 나노 결정, IV-VI족계 나노 결정 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다. 양자점은 전술한 나노 결정을 포함하는 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다.
각 광학 패턴(351, 352, 353)은 스트라이프(Stripe) 방식으로 배열될 수 있다. 제1 파장 변환 패턴(351), 제2 파장 변환 패턴(352) 및 광 투과 패턴(353)은 컬러 필터(330)와 마찬가지로 상기 열 방향(제2 방향(DR2))을 따라 일체로 연결되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 파장 변환 패턴(351)은 화소 제1 열에 배치되고, 제2 파장 변환 패턴(352)은 화소 제2 열에 배치되며, 광 투과 패턴(353)은 화소 제3 열에 배치될 수 있다. 즉, 각 광학 패턴(351, 352, 353)은 열 방향으로 배열된 화소 행 경계(RP1, RP2, RP3)에 무관하게 연장될 수 있다.
또한, 각 광학 패턴(351, 352, 353)은 두께 방향(도 4 기준 하부 방향)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 각 광학 패턴(351, 352, 353)의 두께는 약 3 μm 내지 약 15 μm일 수 있다.
평면상, 각 광학 패턴(351, 352, 353)은 해당 화소(PX1, PX2, PX3) 내에 배치될 수 있다. 즉, 각 광학 패턴(351, 352, 353)의 평면상 크기는 각 화소(PX1, PX2, PX3)의 크기보다 작을 수 있다. 이로 인해, 각 광학 패턴(351, 352, 353)은 각 화소 열 경계(CL1, CL2)을 기준으로, 서로 이격되어 배치될 수 있다.
따라서 각 광학 패턴(351, 352, 353)이 배치된 영역과 각 광학 패턴(351, 352, 353) 사이 영역 간에는 광학 패턴(351, 352, 353)의 돌출 높이에 해당하는 단차가 형성될 수 있다.
광학 패턴(350) 상에는 제2 캡핑층(342)이 배치될 수 있다. 제2 캡핑층(342)은 광학 패턴(351, 352, 353)을 커버할 수 있다.
제2 캡핑층(342)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 제2 캡핑층(342)은 제1 캡핑층(341)과 동일한 물질로 이루어지거나, 제1 캡핑층(341)의 설명에서 예시된 물질 중에서 선택될 수 있다.
제1 차광 패턴(360)은 제2 캡핑층(342) 상에 배치될 수 있다.
제1 차광 패턴(360)은 제2 차광 패턴(320)의 예시 물질 중에 적어도 하나의 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 차광 패턴(360)은 불투명 계열의 유기 물질로 이루어질 수 있다.
각 제1 차광 패턴(360)은 광학 패턴(351, 352, 353)과 마찬가지로, 스트라이프 형성을 가질 수 있다. 즉, 제1 차광 패턴(360)은 화소 열 경계(CL1, CL2)를 따라 일체로 형성될 수 있다. 제1 차광 패턴(360)은 광학 패턴(351, 352, 353) 사이에 배치되어 이들 간의 광 혼색을 방지하는 메인 차광 패턴일 수 있다.
제1 차광 패턴(360)은 제1 차광 패턴(320)과 두께 방향으로 중첩할 수 있다. 제1 차광 패턴(360)은 화소 열 경계(CL1, CL2, CL3)에서 제2 차광 패턴(320)과 중첩할 수 있다. 제1 차광 패턴(360)의 평면상 폭은 제1 차광 패턴(360)의 평면상 폭보다 클 수 있다.
구체적으로, 제1 차광 패턴(360)은 인접한 광학 패턴(351, 352, 353) 사이에 배치되어, 제1 차광 패턴(360)은 광학 패턴(351, 352, 353)의 사이 공간을 채울 수 있다. 나아가, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 차광 패턴(360)은 인접한 광학 패턴(351, 352, 353)의 표면 또는 일면까지 연장되어 배치될 수 있다.
나아가, 제1 차광 패턴(360)은 각 광학 패턴(351, 352, 353)의 표면 보다 두께 방향(예컨대, 도 2 기준 하부 방향)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 제1 차광 패턴(360)의 각 광학 패턴(351, 352, 353)의 표면 기준으로의 최대 돌출 두께(TP)는 약 1μm 내지 약 5 μm일 수 있다.
제1 차광 패턴(360)은 상술한 바와 같이, 인접한 화소의 경계에 배치되어 각 화소(PX1, PX2, PX3) 간 빛의 혼색을 개선할 수 있다.
도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면, 각 유기 발광 소자(ED1, ED2, ED3)에서 발광된 청색광(L1)은 표시 장치의 해당 화소(PX1, PX2, PX3)의 상부 방향으로 진행될 수 있지만, 도 5에 도시된 바와 같이 인접한 화소(PX1, PX2, PX3)를 향하는 측면 방향으로도 진행될 수 있다. 이 경우 각 유기 발광 소자(ED1, ED2, ED3)에서 발광된 광은 인접한 화소의 광학 패턴(351, 352, 353)에도 제공되어, 누설 전류에 의해 원치 않는 인접 화소가 발광되는 원인이 된다.
다만, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)는 제1 차광 패턴(360)이 인접한 광학 패턴(351, 352, 353) 사이에 배치되어 광학 패턴(351, 352, 353)의 사이 공간을 채우는 동시에, 각 광학 패턴(351, 352, 353)의 표면 보다 두께 방향(예컨대, 도 2 기준 하부 방향)으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이로 인해 각 유기 발광 소자(ED1, ED2, ED3)에서 발광된 광이 측면 방향으로 진행하여 인접한 화소로 진행하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 각 광학 패턴(351, 352, 353)에서, 파장 변환된 광 및/또는 상기 산란 입자를 포함한 경우 산란된 광은 도 5에 도시된 바와 같이 해당 화소(PX1, PX2, PX3)의 상부 방향뿐만 아니라, 인접한 화소(PX1, PX2, PX3)를 향하는 측면 방향으로 진행할 수 있다. 이 경우 각 화소(PX1, PX2, PX3) 간의 색이 혼색되어, 각 화소(PX1, PX2, PX3)의 색 순도가 저하될 수 있다.
각 광학 패턴(351, 352, 353) 사이에 배치된 제1 차광 패턴(360)은 파장 변환된 광 및/또는 산란된 광이 측면 방향으로 진행하여 인접한 화소(PX1, PX2, PX3)로 진입하는 것을 저지할 수 있다. 이로 인해 인접 화소(PX1, PX2, PX3)로 인한 색 순도 저하를 방지할 수 있다.
제1 차광 패턴(360)은 광 제공부(100)와 광 변환부(300) 간의 간격 유지 기능을 가질 수 있다.
구체적으로, 광 제공부(100)와 광 변환부(300)의 합착 공정 시(충진재(70)가 형성된 광 변환부(300)에 광 제공부(100)를 합착)에 광 제공부(100) 및 광 변환부(300)의 충격에 취약한 구성(예컨대, 광학 패턴(351, 352, 353), 유기 발광 소자(ED1, ED2, ED3) 보호 측면에서 후술할 충진재(70)의 두께에 상응하도록 광 변환부(300)와 광 제공부(100) 사이의 간격을 유지하며 합착하는 것이 바람직하다.
다만, 광 제공부(100)와 광 변환부(300) 사이에 배치된 충진재(70)는 후술하는 바와 같이 미소 유동성을 가지는 겔(gel)로 이루질 수 있다. 광 제공부(100)와 광 변환부(300)의 합착 공정 전에 충진재(70)의 경화 공정이 이루어질 수 있다. 그러나, 광 제공부(100)와 광 변환부(300)의 합착 시 비의도적으로 광 제공부(100)가 충진재(70)의 상기 두께보다 더 가까이 배치될 수 있다. 이 경우, 충진재(70)는 경화가 되었더라도, 광 제공부(100)와 광 변환부(300)의 합착 공정 시 이들이 접촉 및/또는 충돌하는 것을 방지할 정도로 충분하지 않을 수 있다. 이로 인해 충격에 취약한 유기 발광 소자(ED1, ED2, ED3) 및 파장 변환 패턴(351, 352)이 손상될 수 있다.
다만 본 실시예와 같이 제1 차광 패턴(360)을 적용하면, 광 제공부(100)와 광 변환부(300)의 합착 공정 시에 광 제공부(100)와 광 변환부(300) 간의 갭(Gap)을 유지시켜, 이들이 접촉 및/또는 충돌하여 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 이를 위해 제1 차광 패턴(360)은 광 제공부(100)와 광 변환부(300) 간의 접촉 및/또는 충돌시에 제1 차광 패턴(360)이 손상되지 않고, 동시에 그 충격을 어느 정도 흡수할 정도의 적당한 강도가 요구된다.
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 차광 패턴(360)의 도 2 기준 하부 방향의 표면은 완전히 평탄하지 않고, 하부 방향으로 굴곡진 곡면 형상을 가질 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 차광 패턴(360) 표면의 중심 영역에서는 광 제공부(100)와 멀어지는 방향으로 형성된 오목한 형상을 포함할 수 있다. 이는 광학 패턴(351, 352, 353)이 배치되지 않은 영역과 배치된 영역 사이에 형성된 단차를 부분적으로 반영하기 때문이다. 이에 제한되지 않고 제1 차광 패턴(360)의 표면은 실질적으로 평탄할 수 있다.
도시하지 않았지만, 표시 장치(1)는 표시 장치(1)의 가장 자리에서 광 제공부(100)와 광 변환부(300)를 서로 결합시키는 실링 부재를 더 포함한다. 상기 실링 부재는 에폭시계 레진 등과 같은 유기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 충진재(70)는 광 제공부(100), 광 변환부(300) 사이에 배치될 수 있다. 충진재(70)는 광 제공부(100), 광 변환부(300) 및 상기 실링 부재에 의해 둘러싸인 공간에 배치될 수 있다. 충진재(70)는 광을 투과할 수 있는 재질로 이루어지며, 완충 기능을 가질 수 있다. 일 실시예에서 충진재(70)는 유기 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 충진재(70)는 실리콘계 유기 물질, 에폭시계 유기 물질, 아크릴계 유기 물질 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
충진재(70)는 광 제공부(100)의 박막 봉지층(170) 및 제1 베이스 기판(110)에 부분적으로 접하고, 광 변환부(300)의 제2 캡핑층(342) 및 제1 차광 패턴(360)과 접할 수 있다.
충진재(70)는 광학 패턴(351, 352, 353) 및 제1 차광 패턴(360)에 의한 표면 단차를 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 충진재(70)는 상기한 완충 기능을 가진 물질로 이루어져 광 제공부(100)와 광 변환부(300) 간에 발생하는 충격 등을 흡수하는 완충 부재로서의 역할을 할 수 있다. 충진재(70)가 완충 부재로서의 역할을 하기 위해서는 광 제공부(100)와 광 변환부(300) 사이에 일정한 간격을 유지할 수 있는 충분한 두께가 요구된다. 구체적으로, 충진재(70)의 두께는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 차광 패턴(360)의 표면과 광 제공부(100) 사이에서 최소 두께(T1)를 가질 수 있다. 충진재(70)는 적어도 최소 두께(T1)를 유지함으로써 합착 공정 이후, 제1 차광 패턴(360)이 하부의 광 제공부(100)와 접촉 및/또는 충돌하여 제1 차광 패턴(360) 및/또는 광 제공부(100)의 구성이 마모되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다. 최소 두께(T1)는 상기한 관점에서 약 2μm 내지 약 5μm 인 것이 바람직하다.
이하, 다른 실시예에 대해서 설명한다. 이하의 실시예에서 이미 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호로서 지칭하고, 그 설명을 생략하거나 간략화한다.
도 6은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이고, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ'을 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고, 도 8은 도 6의 Ⅷ-Ⅷ'을 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 차광 패턴(360_1)은 화소 행 경계(RL1, RL2)에 배치된 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)을 더 포함한다는 점에서 일 실시예에 따른 제1 차광 패턴(360)과 차이가 있다.
구체적으로 설명하면, 평면상 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 인접한 제1 차광 패턴(360) 사이에 배치될 수 있다.
서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 제1 차광 패턴(360)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.
서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 제1 차광 패턴(360)과 달리, 상기 발광 영역에서 발광한 광 및 광학 패턴(351, 352, 353)에서 변환된 광이 측면 진행하는 것을 저지하는 기능은 하지 않을 수 있다.
서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 각 광학 패턴(351, 352, 353) 상에 배치될 수 있다. 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)의 평면상 폭은 각 광학 패턴(351, 352, 353)의 평면상 폭보다 작을 수 있다. 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 상기 열 방향으로 연장된 각 광학 패턴(351, 352, 353) 상에 배치되어 있어 그 표면은 제1 차광 패턴(360)과 광 제공부(100)와 멀어지는 방향으로 오목하게 형성된 형상을 포함하지 않고, 실질적으로 굴곡진 곡면 형상을 가질 수 있다.
각 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 각 화소 열 경계(CL1, CL2, CL3)를 따라 연장하다가 인접한 제1 차광 패턴(360)의 단부와 직접 맞닿아 연결될 수 있다.
즉, 각 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 양 측으로 인접한 제1 차광 패턴(360)과 만나 연결될 수 있다. 따라서, 평면상 제1 차광 패턴(360_1)은 제1 차광 패턴(360)과 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)이 일체로 연결되고 화소 행 경계(RL), 화소 열 경계(CL)을 따라 배치된 격자 형상을 가질 수 있다.
서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)과 제1 차광 패턴(360)은 각각 광학 패턴(351, 352, 353)의 표면을 기준으로 최대 돌출 두께(TP, TP1)를 가질 수 있다.
한편, 제1 차광 패턴(360_1)은 포토리소그래피 공정으로 형성될 수 있다. 즉, 광학 패턴(351, 352, 353)이 배치된 제2 베이스 기판(310) 상에 제2 차광 패턴 물질을 도포한다. 상기 제2 차광 패턴 물질은 앞서 설명한 바와 같이, 불투명 계열의 유기물일 수 있다.
상기한 바와 같이 광학 패턴(351, 352, 353)이 배치된 영역 및 광학 패턴(351, 352, 353)이 배치되지 않은 영역 간에는 표면 단차가 형성되어 있어, 상기 제2 차광 패턴 물질층은 광학 패턴(351, 352, 353)이 배치된 영역에서의 표면 높이가 광학 패턴(351, 352, 353)이 배치되지 않은 영역에서의 표면 높이보다 더 클 수 있다. 즉, 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)을 형성하는 상기 제2 차광 패턴 물질층의 표면 높이는 제1 차광 패턴(360)을 형성하는 상기 제2 차광 패턴 물질층의 표면 높이보다 커질 수 있다. 물론, 광학 패턴(351, 352, 353) 상에 배치된 제2 차광 패턴 물질층은 인접한 영역(광학 패턴(351, 352, 353)이 배치되지 않은 영역)으로 일부 유동하여 그 표면 높이가 감소할 수 있으나, 여전히 광학 패턴(351, 352, 353) 상에 배치되지 않은 영역에 위치한 제2 차광 패턴 물질층의 표면 높이보다 크다.
상기한 바와 같이 충진재(70)는 합착 공정 이후, 제1 차광 패턴(360_1) 및 광 제공부(100) 간의 접촉 및/또는 충돌로 인한 손상을 방지하기 위해, 제1 차광 패턴(360_1)의 표면과 광 제공부(100) 간 최소 두께를 유지하는데, 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)을 형성하는 상기 제2 차광 패턴 물질층의 표면 높이는 제1 차광 패턴(360)을 형성하는 상기 제2 차광 패턴 물질층의 표면 높이보다 커지는 경우, 충진재(70)는 제1 차광 패턴(360)보다 표면 높이가 큰 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)의 표면과 광 제공부(100) 사이의 최소 두께를 유지하기 위해 전체적인 두께가 증가될 수 있다. 이는 표시 장치(2)의 광 투광성을 저해하는 원인이 된다.
본 실시예에서는 제1 차광 패턴(360_2)의 영역 별로 표면 높이를 조절할 수 있는 광 조절 마스크 장치(M)를 이용하여 광학 패턴(351, 352, 353)의 표면을 기준, 차광 패턴(360)과 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)의 표면 높이를 서로 동일하도록 조절할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.
도 9 내지 11은 일 실시예에 따른 제2 차광 패턴의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 차광 패턴(360_2)은 영역 별로 두께를 조절할 수 있는 광 조절 마스크 장치(M)를 통해 형성될 수 있다. 광 조절 마스크 장치(M)는 하프톤 마스크(Half Tone Mask) 또는 슬릿 마스크(Slit Mask)일 수 있다. 이하에서는 하프톤 마스크가 적용된 예를 중심으로 설명하기로 한다.
도 9를 참조하면, 광학 패턴(351, 352, 353) 배치 유무에 따른 단차가 생긴 제2 차광 패턴 물질층(60) 상에 광 조절 마스크 장치(M)를 배치한다.
한편, 제2 차광 패턴 물질층(60)은 네가티브 감광 물질(Negative PR)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 제2 차광 패턴 물질층(60)은 파지티브 감광 물질(Positive PR)을 포함할 수 있다. 이하에서는 제2 차광 패턴 물질층(60)이 네가티브 감광 물질(Negative PR)을 포함하는 것을 중심으로 설명하기로 한다.
광 조절 마스크 장치(M)는 광이 차단되지 않고 투과되는 광 투과부(FP), 및 일부 광의 투과를 차단하는 광 반투과부(HP)를 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 광학 패턴(351, 352, 353) 상에 배치된 제2 차광 패턴 물질층(60) 상에는 광 조절 마스크 장치(M)의 광 반투과부(HP)가 배치되고, 광학 패턴(351, 352, 353)가 배치되지 않은 제2 차광 패턴 물질층(60) 상에는 광 조절 마스크 장치(M)의 광 투과부(FP)가 배치될 수 있다. 즉, 광 반투과부(HP)를 사이에 두고 광 투과부(FP)가 서로 인접하게 배치될 수 있다.
다만, 상기한 제2 차광 패턴 물질층(60)으로서, 파지티브 감광 물질이 적용될 경우 상기한 광 반투과부(HP)와 광 투과부(FP)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.
이어, 통상의 패터닝 공정에 이용되는 조사광, 예컨대 UV 자외선 또는 CW 레이저를 광 조절 마스크 장치(M) 상부에서 조사한다.
광 조절 마스크 장치(M)의 광 투과부(FP)가 배치된 영역에서 상기 조사광은 광 투과부(FP)를 그대로 투과하여 제2 차광 패턴 물질층(60)에 조사되고, 광 조절 마스크 장치(M)의 광 반투과부(HP)가 배치된 영역에서 상기 조사광은 광 반투과부(HP)를 통해 적어도 일부가 투과하여 제2 차광 패턴 물질층(60)에 조사된다. 이로 인해, 광 투과부(FP) 아래에 배치된 제2 차광 패턴 물질층(60)에서, 광 반투과부(HP) 아래에 배치된 제2 차광 패턴 물질층(60)보다 더 많은 제2 차광 패턴 물질층(60)이 현상 및 식각될 수 있다. 따라서, 도 10에 도시된 바와 같이 최종적인 구조에서 광 투과부(FP) 아래에 배치된 제1 차광 패턴(360)과 광 반투과부(HP) 아래에 배치된 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)의 표면 돌출 높이(TP, TPa)차이가 약 0.8 내지 약 1.2 사이일 수 있다. 상기한 충진재(70) 두께 증가 방지 관점에서 바람직하게 이들의 표면 돌출 높이(TP, TPa)는 서로 실질적으로 동일할 수 있다.
이로 인해, 충진재(70)는 제1 차광 패턴(360)과 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)이 배치된 영역에서 각각 동일한 최소 두께(T1, T2)를 가지며, 이로 인해 충진재(70)의 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)과 중첩하는 영역에서의 두께 증가를 방지하여, 불필요한 광 투광성 감소를 방지할 수 있다.
이어서, 도 11을 참조하면, 제1 차광 패턴(360_1)이 배치된 제2 베이스 기판 상에 충진재(70)가 형성된다. 충진재(70)는 제2 베이스 기판의 전면에 걸쳐 배치될 수 있다.
한편, 화소 행 경계(RL1, RL2, RL3) 및 화소 열 경계(CL1, CL2, CL3)를 따라 배치된 제1 차광 패턴(360_1)은 충진재(70)가 흐르는 진행 방향을 가이드하는 역할을 할 수 있다. 즉, 제1 차광 패턴(360)은 화소 열 방향으로 충진재(70)가 흐르는 진행 방향을 가이드하고, 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 화소 행 방향으로 충진재(70)가 흐르는 진행 방향을 가이드할 수 있다.
이로 인해, 충진재(70)가 상기 화소 행 방향으로도 진행하여 화소(PX1, PX2, PX3)에 골고루 퍼질 수 있다. 따라서, 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 충진재(70)의 미채움 불량을 개선할 수 있다.
나아가, 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 제1 차광 패턴(360)과 마찬가지로, 광 제공부(100)와 광 변환부(300)의 합착 공정 시에 광 제공부(100)와 광 변환부(300) 간의 갭(Gap)을 유지시켜, 이들이 접촉 및/또는 충돌하여 손상되는 것을 미연에 방지하는 역할을 할 수 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이고, 도 13은 도 12의 XIII- XIII'을 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 14는 도 12의 XIV- XIV'를 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 15는 도 12의 실시예의 변형예를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 제1 차광 패턴(360_2)은 서브 차광 패턴(361_1)이 제1 차광 패턴(360)과 분리되어 배치된다는 점에서 도 7 및 도 8에 따른 실시예와 차이가 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 도 7 및 도 8에 따른 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)과 달리, 인접한 제1 차광 패턴(360) 사이에 복수의 아일랜드 형상의 서브 차광 패턴(361_1)이 배치될 수 있다. 각 서브 차광 패턴(361_1)은 서로 분리 배치되고, 인접한 제1 차광 패턴(360)과 분리되어 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 서브 차광 패턴(361_1)은 복수의 아일랜드 형상으로 배치됨으로써 도 7 및 도 8에 따른 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)보다 배치된 영역이 다소 감소할 수 있다. 이로 인해, 서브 차광 패턴(361_1)의 완충 효과를 높일 수 있다. 구체적으로 설명하면, 서브 차광 패턴(361_1)이 평면상 다운 사이징(Downsizing)되면 각 서브 차광 패턴(361_1)의 유연성이 개선되며 이로 인해 전반적으로 제1 차광 패턴(360_2)의 유연성이 개선되어 광 제공부(100)와 광 변환부(300) 간의 접촉 및/또는 충돌시에 그 충격을 완화시켜 외부 충격에 취약한 유기 발광 소자 및/또는 광학 패턴의 손상을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않고 각 서브 차광 패턴(361_1)은 서로 분리되고 양 측의 제1 차광 패턴(360)과 인접한 서브 차광 패턴(361_1)은 제1 차광 패턴(360)과 연결되어 형성될 수도 있다. 이러한 경우에도 전반적인 제1 차광 패턴(360_2)의 평면상 크기가 작아질 수 있다.
평면상 서브 차광 패턴(361_1)의 형상은 직사각형일 수 있지만, 이에 제한되지 않고 평면 상 서브 차광 패턴(361_1)의 형상은 도 15에 도시된 바와 같이 원형 또는 타원형일 수 있다.
서브 차광 패턴(361_1)의 평면상 폭은 제1 차광 패턴(360)의 폭과 동일할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 제1 차광 패턴(360)의 폭보다 크거나 더 작을 수도 있다.
서브 차광 패턴(361_1)의 최대 돌출 두께(TPa)는 도 6 및 도 7에 따른 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)과 마찬가지로, 제1 차광 패턴(360)의 최대 돌출 두께(TP)와 동일할 수 있다.
이로 인해, 충진재(70)는 제1 차광 패턴(360)과 서브 차광 패턴(361_1)이 배치된 영역에서 각각 동일한 최소 두께(T1, T2)를 가지며, 이로 인해 충진재(70)의 서브 차광 패턴(361_1)과 중첩하는 영역에서의 두께 증가를 방지하여, 불필요한 광 투광성 감소를 방지할 수 있다.
나아가, 화소 행 경계(RL1, RL2, RL3) 를 따라 배치된 서브 차광 패턴(361_1)은 충진재(70)가 흐르는 진행 방향을 가이드하여, 충진재(70)가 상기 화소 행 방향으로도 진행하여 화소(PX1, PX2, PX3)에 골고루 퍼질 수 있다. 따라서, 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 충진재(70)의 미채움 불량을 개선할 수 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이고, 도 17은 도 16의 XVII- XVII'을 따라 자른 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 16 및 도 17를 참조하면, 본 실시예에 따른 제2 차광 패턴(362)은 서로 분리되어 배치된다는 점에서 도 1 내지 도 4에 따른 제1 차광 패턴(360)과 상이하다.
더욱 구체적으로 설명하면, 제2 차광 패턴(362)은 화소 열 경계(CL1, CL2, CL3)을 따라 연장하되, 화소 행 경계(RL1, RL2, RL3)와 중첩하는 영역에서는 배치되지 않을 수 있다.
본 실시예와 같이 각 제2 차광 패턴(362)이 서로 분리되어 배치된 아일랜드(Island) 형상을 가지면 제2 차광 패턴(362)의 완충 효과를 높일 수 있다. 구체적으로 설명하면, 제2 차광 패턴(362)이 평면상 다운 사이징(Downsizing)되면 각 제2 차광 패턴(362)의 유연성이 개선될 수 있다. 이로 인해 광 제공부(100)와 광 변환부(300) 간의 접촉 및/또는 충돌시에 그 충격을 완화시켜 외부 충격에 취약한 유기 발광 소자 및/또는 광학 패턴의 손상을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
도 18은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이다.
도 18을 참조하면, 도 18에 따른 제1 차광 패턴(360_3)은 도 7 및 도 8에 따른 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)을 더 포함한다는 점에서 도 16 및 도 17에 따른 제2 차광 패턴(362)과 상이하다.
더욱 상세히 설명하면 제2 차광 패턴(362)은 화소 열 경계(CL1, CL2, CL3)을 따라 연장하되, 화소 행 경계(RL1, RL2, RL3)와 중첩하는 영역에서는 배치되지 않을 수 있다. 또한, 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 화소 행 경계(RL1, RL2, RL3)와 중첩하는 영역에 배치되되, 화소 열 경계(CL1, CL2, CL3)와 중첩하는 영역에는 배치되지 않을 수 있다. 평면상 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)은 인접한 제2 차광 패턴(362) 사이에 배치될 수 있다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이고, 도 20은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 각 화소 및 제2 차광 패턴의 배치를 나타낸 평면 배치도이다.
도 19 및 도 20에 따른 제1 차광 패턴(360_4)은 서브 차광 패턴서브 차광 패턴(361)이 각각 도 12 및 도 15에 따른 형상으로 적용된다는 점에서 도 18에 따른 제1 차광 패턴(360_3)과 상이하다.
더욱 상세히 설명하면 제2 차광 패턴(362)은 화소 열 경계(CL1, CL2, CL3)을 따라 연장하되, 화소 행 경계(RL1, RL2, RL3)와 중첩하는 영역에서는 배치되지 않을 수 있다.
또한, 서브 차광 패턴(361_1)은 인접한 제1 차광 패턴(360) 사이에 복수의 아일랜드 형상으로 배치될 수 있다. 즉, 서브 차광 패턴(361_1)은 서로 분리 배치되고, 인접한 제1 차광 패턴(360)과 분리되어 형성될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 광 제공부
300: 광 변환부

Claims (20)

  1. 행 방향 및 상기 행 방향과 교차하는 열 방향을 따라 배치된 복수의 화소를 포함하는 표시 장치로서,
    상기 각 화소마다 배치된 발광 소자를 포함하는 제1 기판;
    상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판;
    상기 제2 기판 상에서 화소 열마다 배치되고, 상기 열 방향을 따라 연장되는 복수의 광학 패턴; 및
    상기 제2 기판 상에 배치된 차광 패턴으로서, 화소 열 경계를 따라 연장되며 인접한 상기 광학 패턴 사이의 공간을 채우도록 배치되는 메인 차광 패턴, 및 화소 행 경계에서 상기 광학 패턴 상에 배치되며 상기 메인 차광 패턴보다 작은 두께를 갖는 서브 차광 패턴을 포함하는 차광 패턴을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 각 광학 패턴은 평면상 스프라이프(stripe) 형상이며,
    상기 광학 패턴의 표면 기준으로 상기 메인 차광 패턴의 표면 높이는 상기 서브 차광 패턴의 표면 높이의 0.8 내지 1.2배인 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 서브 차광 패턴은 상기 행 방향으로 분리된 복수의 아일랜드 패턴을 포함하는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 서브 차광 패턴은 상기 화소 행 경계를 따라 연장되어 배치되는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    인접한 상기 메인 차광 패턴과 상기 서브 차광 패턴은 서로 연결되어 평면상 격자 형상을 이루는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 차광 패턴은 상기 인접한 광학 패턴의 측면과 접하며, 그 표면을 부분적으로 덮는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 차광 패턴은 상기 광학 패턴의 표면을 기준으로 두께 방향으로 돌출된 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 차광 패턴의 상기 돌출된 두께는 1μm 내지 5μm인 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 소자를 덮는 봉지막, 및 상기 봉지막과 상기 광학 패턴 사이에 배치된 충진재를 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 충진재는 상기 화소 열 경계에서 상기 메인 차광 패턴과 직접 접하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 충진재는 상기 화소 행 경계에서 상기 서브 차광 패턴과 직접 접하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 충진재는 상기 차광 패턴과 중첩하는 영역에서 최소 두께를 갖는 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    서로 인접한 상기 광학 패턴은 서로 다른 물질을 포함하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 각 발광 소자는 청색광을 발광하고 상기 인접한 광학 패턴은 상기 청색광을 받아 각각 서로 다른 파장의 광을 출사하는 표시 장치.
  15. 행 방향 및 상기 행 방향과 교차하는 열 방향을 따라 배치된 복수의 화소;
    상기 각 화소마다 발광 소자가 배치된 제1 기판;
    상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판;
    상기 제2 기판 상에 상기 열 방향을 따라 배치된 화소 열마다 배치된 복수의 광학 패턴; 및
    상기 제2 기판 상에 화소 열 경계를 따라 연장되어 배치되고 인접한 상기 광학 패턴 사이에 배치되어 그 사이 공간을 채우는 복수의 차광 패턴을 포함하되,
    상기 각 광학 패턴은평면상 스트라이프(stripe) 형상을 갖는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 발광 소자를 덮는 봉지막, 및 상기 봉지막과 상기 광학 패턴 사이에 배치된 충진재를 더 포함하되,
    상기 충진재는 상기 화소 열 경계에서 상기 차광 패턴과 직접 접하는 표시 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 차광 패턴은 상기 인접한 광학 패턴의 측면과 접하며, 그 표면을 부분적으로 덮는 표시 장치.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 차광 패턴은 상기 화소 열 경계를 따라 일체로 연장된 스트라이프 형상을 갖는 표시 장치.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 각 차광 패턴은 상기 화소 행 경계를 사이에 두고 서로 분리된 복수의 아일랜드 차광 패턴을 포함하는 표시 장치.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 차광 패턴은 상기 광학 패턴의 표면을 기준으로 두께 방향으로 돌출되고, 상기 차광 패턴의 상기 돌출된 두께는 1μm 내지 5μm인 표시 장치.
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