KR20200141553A - 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
표시 장치는 제1 전극, 제1 전극 상에 배치되고 제1 전극을 노출시키는 화소 개구를 가지는 화소 정의막, 제1 전극 상의 화소 개구 내에 배치되는 발광층, 발광층 상에 배치되는 제2 전극, 제2 전극 상에 배치되고 유기물로 형성되는 제1 굴절층, 제1 굴절층 상에 배치되고 유기물로 형성되며 화소 개구에 중첩하는 제1 개구를 가지는 제2 굴절층, 그리고 제2 굴절층 상에 배치되고 제2 굴절층의 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 가지는 제3 굴절층을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 광 효율이 개선된 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 표시 장치는 대향하는 두 전극들 및 이들 사이에 형성되는 발광층을 포함하는 유기 발광 소자를 가질 수 있다. 이러한 유기 발광 표시 장치에 있어서, 발광층에서 생성된 광이 유기 발광 표시 장치의 정면 방향에 위치하는 사용자에게 향하도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나 유기 발광 표시 장치의 발광층에서 생성된 광은 정면 방향 및 측면 방향을 포함하는 여러 방향들로 진행하므로, 사용자가 위치하는 정면 방향에서의 휘도가 낮아질 수 있다.
본 발명의 일 목적은 광 효율이 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적이 이와 같은 목적들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 실시예들에 따른 표시 장치는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되고, 상기 제1 전극을 노출시키는 화소 개구를 가지는 화소 정의막, 상기 제1 전극 상의 상기 화소 개구 내에 배치되는 발광층, 상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극, 상기 제2 전극 상에 배치되고, 유기물로 형성되는 제1 굴절층, 상기 제1 굴절층 상에 배치되고, 유기물로 형성되며, 상기 화소 개구에 중첩하는 제1 개구를 가지는 제2 굴절층, 그리고 상기 제2 굴절층 상에 배치되고, 상기 제2 굴절층의 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 가지는 제3 굴절층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 굴절층 및 상기 제2 굴절층은 각각 소수성의 표면 특성을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 굴절층의 상면에 대한 상기 제2 굴절층의 측면의 경사각은 예각일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 굴절층은 복수의 굴절 패턴들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 굴절층은 상기 제1 개구를 가지는 제1 굴절 패턴 및 상기 제1 굴절 패턴을 둘러싸고, 상기 제1 개구보다 큰 제2 개구를 가지는 제2 굴절 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 굴절 패턴은 평면상 상기 화소 개구를 둘러싸는 고리 형상을 가지고, 상기 제2 굴절 패턴은 평면상 상기 화소 정의막에 중첩하는 격자 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 굴절 패턴의 폭은 상기 제1 굴절 패턴의 폭보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 굴절층은 상기 제2 굴절 패턴을 둘러싸고, 상기 제2 개구보다 큰 제3 개구를 가지는 제3 굴절 패턴을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 굴절 패턴의 폭, 상기 제2 굴절 패턴의 폭, 및 상기 제3 굴절 패턴의 폭은 서로 실질적으로 같을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 굴절층은 상기 제2 전극에 중첩할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 굴절층은 평탄한 상면을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 굴절층은 상기 제1 굴절층에 중첩할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 굴절층은 평탄한 상면을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제2 전극과 상기 제1 굴절층 사이에 배치되고, 무기물로 형성되는 절연층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 절연층은 친수성의 표면 특성을 가질 수 있다.
전술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 실시예들에 따른 표시 장치는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되고, 상기 제1 전극을 노출시키는 화소 개구를 가지는 화소 정의막, 상기 제1 전극 상의 상기 화소 개구 내에 배치되는 발광층, 상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극, 상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 제2 전극에 중첩하는 제1 굴절층, 상기 제1 굴절층 상에 배치되고, 상기 화소 개구에 중첩하는 제1 개구를 가지는 제2 굴절층, 그리고 상기 제2 굴절층 상에 배치되고, 상기 제1 굴절층에 중첩하며, 상기 제2 굴절층의 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 가지는 제3 굴절층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제2 전극과 상기 제1 굴절층 사이에 배치되고, 무기물로 형성되는 절연층을 더 포함하고, 상기 제1 굴절층 및 상기 제2 굴절층은 각각 유기물로 형성될 수 있다.
전술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 실시예들에 따른 표시 장치는 발광 영역 및 비발광 영역을 가지는 발광 구조물, 상기 발광 구조물 상에 배치되고, 유기물로 형성되는 제1 굴절층, 상기 제1 굴절층 상에 배치되고, 유기물로 형성되며, 상기 발광 영역에 중첩하는 제1 개구를 가지는 제2 굴절층, 그리고 상기 제2 굴절층 상에 배치되고, 상기 제2 굴절층의 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 가지는 제3 굴절층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 굴절층은 상기 발광 영역 및 상기 비발광 영역에 중첩하고, 평탄한 상면을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 굴절층은 상기 제1 굴절층에 중첩하고, 평탄한 상면을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 유기물로 형성되고 제2 전극에 중첩하는 제1 굴절층, 제1 굴절층 상에 배치되고 유기물로 형성되며 화소 개구에 중첩하는 제1 개구를 가지는 제2 굴절층, 그리고 제2 굴절층 상에 배치되고 제1 굴절층에 중첩하며 제2 굴절층의 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 가지는 제3 굴절층을 포함할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치의 측면 방향으로 방출된 광이 제2 굴절층과 제3 굴절층 사이에서 전반사되어 표시 장치의 정면 방향으로 향할 수 있고, 표시 장치의 광 효율이 개선될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 전술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 표시 장치에 포함된 굴절 구조물을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2의 표시 장치에서 광이 방출되는 것을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 표시 장치에 포함된 굴절 구조물을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 5의 표시 장치에서 광이 방출되는 것을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 8의 표시 장치에 포함된 굴절 구조물을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 표시 장치에 포함된 굴절 구조물을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2의 표시 장치에서 광이 방출되는 것을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 표시 장치에 포함된 굴절 구조물을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 5의 표시 장치에서 광이 방출되는 것을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 8의 표시 장치에 포함된 굴절 구조물을 나타내는 평면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치들을 보다 상세하게 설명한다. 첨부된 도면들 상의 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호들을 사용한다.
이하, 도 1, 도 2, 도 3, 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 트랜지스터 기판(100), 발광 구조물(200), 봉지 구조물(300), 감지 구조물(400), 굴절 구조물(500), 편광층(600), 및 윈도우(700)를 포함할 수 있다.
트랜지스터 기판(100) 상에는 발광 구조물(200)이 배치될 수 있다. 트랜지스터 기판(100)은 외부 장치로부터 전송된 데이터 신호, 주사 신호, 전원 전압 등에 기초하여 구동 전류를 생성하고, 상기 구동 전류를 발광 구조물(200)에 제공할 수 있다. 발광 구조물(200)은 트랜지스터 기판(100)으로부터 전송된 상기 구동 전류에 기초하여 광을 생성하고 이를 방출할 수 있다.
발광 구조물(200) 상에는 봉지 구조물(300)이 배치될 수 있다. 봉지 구조물(300)은 발광 구조물(200)을 덮어서 외부의 수분, 산소 등과 같은 불순물로부터 발광 구조물(200)을 보호할 수 있다.
봉지 구조물(300) 상에는 감지 구조물(400)이 배치될 수 있다. 감지 구조물(400)은 외부 물체가 감지 구조물(400)에 접촉하거나 접근하는 것 등과 같은 외부 입력을 감지할 수 있다. 예를 들면, 감지 구조물(400)은 정전 용량 방식으로 상기 외부 입력을 감지할 수 있다.
감지 구조물(400) 상에는 굴절 구조물(500)이 배치될 수 있다. 굴절 구조물(500)은 발광 구조물(200)에서 발생된 광의 광 경로를 조절하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 굴절 구조물(500)은 발광 구조물(200)에서 방출된 광 중에서 측면 방향으로 진행하는 광의 광 경로를 조정하여, 대략적으로 사용자가 위치하는 정면 방향으로 진행하도록 할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(10)의 정면 방향에서의 휘도가 증가할 수 있고, 표시 장치(10)의 광 효율이 향상될 수 있다.
굴절 구조물(500) 상에는 편광층(600)이 배치될 수 있다. 편광층(600)은 표시 장치(10)의 외광 반사를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 외광이 편광층(600)을 통과하여 편광층(600) 하부(예를 들면, 발광 구조물(200))에서 반사된 후에 다시 편광층(600)을 통과하는 경우에, 편광층(600)을 2 회 통과함에 따라 상기 외광의 위상이 바뀔 수 있다. 이에 따라, 반사광의 위상이 편광층(600)으로 진입하는 입사광의 위상과 달라짐으로써 소멸 간섭이 발생할 수 있고, 외광 반사가 감소됨으로써 표시 장치(10)의 시인성이 향상될 수 있다.
편광층(600) 상에는 윈도우(700)가 배치될 수 있다. 윈도우(700)는 외부의 충격으로부터 표시 장치(10)의 구성들을 보호하고, 표시 장치(10)의 표시 면을 제공할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 윈도우(700)는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸 메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN) 등과 같은 고분자 수지, 유리 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 표시 장치(10)의 트랜지스터 기판(100), 발광 구조물(200), 봉지 구조물(300), 감지 구조물(400), 및 굴절 구조물(500)을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 발광 구조물(200)은 제1 전극(210), 화소 정의막(220), 발광층(230), 및 제2 전극(240)을 포함할 수 있다.
트랜지스터 기판(100)은 베이스 기판 및 상기 베이스 기판 상에 배치되는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
제1 전극(210)은 트랜지스터 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극(210)은 트랜지스터 기판(100)에 포함된 상기 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(210) 상에는 화소 정의막(220)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(220)은 제1 전극(210)을 덮으면서 트랜지스터 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 화소 정의막(220)은 제1 전극(210)을 노출시키는 화소 개구(OPP)를 가질 수 있다. 예를 들면, 화소 개구(OPP)는 제1 전극(210)의 중앙부를 노출시키고, 화소 정의막(220)은 제1 전극(210)의 주변부를 덮을 수 있다. 화소 정의막(220)은 제1 전극(210)의 중앙부를 노출시키는 화소 개구(OPP)를 가짐으로써 화소를 정의하는 역할을 할 수 있다. 또한, 화소 정의막(220)은 제1 전극(210)의 가장자리와 제1 전극(210) 상부의 제2 전극(240)과의 사이의 거리를 증가시킴으로써, 제1 전극(210)의 가장자리에서 아크 등이 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 화소 정의막(220)은 폴리이미드(polyimide, PI), 헥사메틸디실록산(hexamethyldisiloxane, HMDSO) 등과 같은 유기물을 포함할 수 있다.
제1 전극(210) 상의 화소 개구(OPP) 내에는 발광층(230)이 배치될 수 있다. 발광 구조물(200)은 발광층(230)이 배치되는 화소 개구(OPP)에 의해 정의되는 발광 영역(EA) 및 발광 영역(EA)에 이웃하는 비발광 영역(NEA)을 포함할 수 있다.
발광층(230) 상에는 제2 전극(240)이 배치될 수 있다. 제2 전극(240)은 발광층(230) 및 화소 정의막(220) 상에 형성될 수 있다. 다시 말해, 제2 전극(240)은 발광 영역(EA) 및 비발광 영역(NEA)에 공통적으로 형성될 수 있다.
제1 전극(210)과 제2 전극(240) 사이에 형성된 전기장에 의해 발광층(230)에서는 광이 생성될 수 있고, 상기 광은 제1 전극(210)으로부터 제2 전극(240)을 향하는 방향으로 방출될 수 있다. 이 경우, 제1 전극(210)은 반사막으로 형성되고, 제2 전극(240)은 반투과막 또는 투과막으로 형성될 수 있다. 상기 반사막 및 상기 반투과막은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 및 알루미늄(Al) 중 하나 이상의 금속 또는 상기 금속의 합금을 포함할 수 있다. 두께에 따라 상기 반사막과 상기 반투과막으로 구분될 수 있고, 상기 반투과막은 200 nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 투과막은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO), 아연 산화물(ZnO), 인듐 산화물(In2O3) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 발광 구조물(200)은 제1 전극(210)과 발광층(230) 사이에 배치되는 정공 주입층(hole injection layer, HIL) 및 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 그리고 발광층(230)과 제2 전극(240) 사이에 배치되는 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.
봉지 구조물(300)은 적어도 하나의 무기 봉지층 및 적어도 하나의 유기 봉지층을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 봉지 구조물(300)은 제1 무기 봉지층(310), 유기 봉지층(320), 및 제2 무기 봉지층(330)을 포함할 수 있다.
제1 무기 봉지층(310)은 제2 전극(240) 상에 배치될 수 있다. 제1 무기 봉지층(310)은 알루미늄 산화물(Al2O3), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiO2) 등을 포함할 수 있다. 제1 무기 봉지층(310)은 제2 전극(240)의 프로파일을 따라 형성될 수 있다.
제1 무기 봉지층(310) 상에는 유기 봉지층(320)이 배치될 수 있다. 유기 봉지층(320)은 에폭시, 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 유기 봉지층(320)은 평탄한 상면을 가질 수 있고, 이에 따라, 유기 봉지층(320)은 제2 전극(240) 상부를 평탄화하는 역할을 할 수 있다.
유기 봉지층(320) 상에는 제2 무기 봉지층(330)이 배치될 수 있다. 제2 무기 봉지층(330)은 유기 봉지층(320)을 덮으면서 제1 무기 봉지층(310) 상에 형성될 수 있다. 제2 무기 봉지층(330)의 가장자리는 제1 무기 봉지층(310)의 가장자리와 접촉할 수 있다. 제2 무기 봉지층(330)은 알루미늄 산화물(Al2O3), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiO2) 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 무기 봉지층(330)은 제1 무기 봉지층(310)과 실질적으로 같은 물질을 포함할 수 있다.
감지 구조물(400)은 베이스층(410), 제1 도전층(420), 절연층(430), 및 제2 도전층(440)을 포함할 수 있다.
베이스층(410)은 제2 무기 봉지층(330) 상에 배치될 수 있다. 베이스층(410)은 무기물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 무기물은 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물 등을 포함할 수 있다.
베이스층(410) 상에는 제1 도전층(420)이 배치될 수 있다. 제1 도전층(420)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등과 같은 저저항 금속을 포함하거나, 은 나노와이어(silver nanowire), 탄소 나노튜브(carbon nanotube) 등과 같은 도전성 나노 물질을 포함할 수 있다.
제1 도전층(420) 상에는 절연층(430)이 배치될 수 있다. 절연층(430)은 무기물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 무기물은 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물 등을 포함할 수 있다.
절연층(430) 상에는 제2 도전층(440)이 배치될 수 있다. 제2 도전층(440)은 Ag, Al, Cu, Cr, Ni 등과 같은 저저항 금속을 포함하거나, 은 나노와이어, 탄소 나노튜브 등과 같은 도전성 나노 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전층(440)은 절연층(430)에 형성된 접촉 구멍을 통해 제1 도전층(420)에 연결될 수 있다.
제1 도전층(420) 및 제2 도전층(440)은 발광 구조물(200)의 비발광 영역(NEA)에 중첩하고, 발광 영역(EA)에 중첩하지 않을 수 있다. 이에 따라, 발광 구조물(200)의 발광층(230)에서 방출된 광이 감지 구조물(400)에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 도전층(420)과 제2 도전층(440)은 외부 입력에 대응하는 감지 신호를 감지 구동부에 출력하는 감지 전극 및 상기 감지 구동부로부터 구동 신호를 수신하는 구동 전극을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 도전층(420)의 일부 및 이에 연결된 제2 도전층(440)의 일부는 상기 감지 전극일 수 있고, 제1 도전층(420)의 다른 일부 및 이에 연결된 제2 도전층(440)의 다른 일부는 상기 구동 전극일 수 있다.
절연층(430)은 친수성의 표면 특성을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 도전층(440)을 형성하기 위하여, 절연층(430) 상에 도전 물질을 증착하고 이를 건식 식각 등을 이용하여 식각할 수 있다. 제2 도전층(440)의 형성 과정에서 상기 건식 식각에서 사용되는 식각 물질이 절연층(430)의 표면에 접촉하는 경우에, 절연층(430)이 친수성의 표면 특성을 가질 수 있다.
굴절 구조물(500)은 제1 굴절층(510), 제2 굴절층(520), 및 제3 굴절층(530)을 포함할 수 있다.
제1 굴절층(510)은 제2 도전층(440) 상에 배치될 수 있다. 제1 굴절층(510)은 제2 도전층(440)을 덮으면서 절연층(430) 상에 형성될 수 있다. 제1 굴절층(510)은 제2 전극(240)에 중첩할 수 있다. 다시 말해, 제1 굴절층(510)은 발광 구조물(200)의 발광 영역(EA) 및 비발광 영역(NEA)에 중첩할 수 있다.
제1 굴절층(510)은 아크릴 등과 같은 유기물로 형성될 수 있다. 제1 굴절층(510)은 소수성의 표면 특성을 가질 수 있다. 다시 말해, 제1 굴절층(510)은 친수성의 표면 특성을 가지는 절연층(430)과 상이한 표면 특성을 가질 수 있다. 제1 굴절층(510)은 평탄한 상면을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 굴절층(510)은 제1 굴절층(510) 상부에 배치되는 제2 굴절층(520)에 평탄 면을 제공할 수 있다.
제2 도전층(440)이 형성된 절연층(430) 상에 유기물을 도포한 후에 광경화 등을 이용하여 제1 굴절층(510)을 형성할 수 있다. 상기 광경화를 통해 제1 굴절층(510)의 내화학성이 증가하고, 제1 굴절층(510)에서 생성되는 아웃 가스가 감소할 수 있다.
제1 굴절층(510) 상에는 제2 굴절층(520)이 배치될 수 있다. 제2 굴절층(520)은 화소 개구(OPP)에 중첩하는 제1 개구(OP1)를 가질 수 있다. 다시 말해, 제1 개구(OP1)는 발광 구조물(200)의 발광 영역(EA)에 중첩할 수 있다.
제2 굴절층(520)은 아크릴 등과 같은 유기물로 형성될 수 있다. 제2 굴절층(520)은 소수성의 표면 특성을 가질 수 있다. 다시 말해, 제2 굴절층(520)은 소수성의 표면 특성을 가지는 제1 굴절층(510)과 동일한 표면 특성을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 굴절층(520)은 제1 굴절층(510)과 실질적으로 같은 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 다른 실시예에 있어서, 제2 굴절층(520)은 제1 굴절층(510)과 다른 물질을 포함할 수도 있다.
제1 굴절층(510)의 상면에 대한 제2 굴절층(520)의 측면의 경사각(θ)은 예각일 수 있다. 다시 말해, 제1 굴절층(510)의 상기 상면에 대한 제2 굴절층(520)의 상기 측면의 경사각(θ)은 0도 보다 크고, 90도 보다 작을 수 있다. 이에 따라, 제2 굴절층(520)의 상기 측면에는 언더 컷(under-cut)이 형성되지 않을 수 있다.
제1 굴절층(510) 상에 유기물을 도포하고 이를 패터닝한 후에 광경화 등을 이용하여 제2 굴절층(520)을 형성할 수 있다. 상기 광경화를 통해 제2 굴절층(520)의 내화학성이 증가하고, 제2 굴절층(520)에서 생성되는 아웃 가스가 감소할 수 있다.
도 3은 도 2의 표시 장치(10)에 포함된 굴절 구조물(500)의 제2 굴절층(520)을 나타내는 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제2 굴절층(520)은 평면상 화소 정의막(220)에 중첩하는 격자 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 굴절층(520)은 평면상 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있고, 제2 굴절층(520)은 평면상 화소 정의막(220)의 화소 개구(OPP)를 둘러쌀 수 있다. 이 경우, 제2 굴절층(520)의 제1 개구(OP1)의 면적은 화소 정의막(220)의 화소 개구(OPP)의 면적보다 클 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제2 굴절층(520) 상에는 제3 굴절층(530)이 배치될 수 있다. 제3 굴절층(530)은 제2 굴절층(520)을 덮으면서 제1 굴절층(510) 상에 형성될 수 있다. 제3 굴절층(530)은 제1 굴절층(510)에 중첩할 수 있다. 다시 말해, 제3 굴절층(530)은 발광 구조물(200)의 발광 영역(EA) 및 비발광 영역(NEA)에 중첩할 수 있다.
제3 굴절층(530)은 아크릴 등과 같은 유기물을 포함하고, 제3 굴절층(530)의 굴절률을 높이기 위하여 지르코늄 산화물(ZrOx) 입자, 알루미늄 산화물(AlOx) 입자, 및 티타늄 산화물(TiOx) 입자 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 제3 굴절층(530)은 평탄한 상면을 가질 수 있다. 이에 따라, 제3 굴절층(530)은 굴절 구조물(500) 상부에 배치되는 편광층(도 1의 600)에 평탄 면을 제공할 수 있다.
제3 굴절층(530)은 제2 굴절층(520)의 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 굴절률은 약 1.5일 수 있고, 상기 제2 굴절률은 약 1.65일 수 있다. 제3 굴절층(530)의 상기 제2 굴절률이 제2 굴절층(520)의 상기 제1 굴절률보다 크기 때문에, 발광 구조물(200)에서 방출된 광이 제2 굴절층(520)과 제3 굴절층(530)의 계면에서 굴절 또는 반사될 수 있고, 이에 따라, 굴절 구조물(500)이 발광 구조물(200)에서 방출된 광의 광 경로를 조정할 수 있다.
도 4는 도 2의 표시 장치(10)에서 광이 방출되는 것을 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 발광 구조물(200)의 발광층(230)에서 방출되는 광은 여러 방향들로 진행할 수 있다. 구체적으로, 발광층(230)에서 방출되는 광은 표시 장치(10)의 정면을 향해 방출되는 정면 광(L1) 및 표시 장치(10)의 측면을 향해 방출되는 측면 광(L2)을 포함할 수 있다.
표시 장치(10)가 굴절 구조물(500)을 포함하지 않는 경우, 측면 광(L2)이 굴절되지 않고 그대로 측면 광(L2')으로 표시 장치(10)의 측면 방향으로 방출될 수 있다. 이에 따라, 정면 광(L1)의 방향과 측면 광(L2')의 방향이 서로 상이할 수 있고, 표시 장치(10)의 정면 방향에서의 휘도가 감소할 수 있다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 굴절 구조물(500)을 포함할 수 있고, 굴절 구조물(500)의 제2 굴절층(520)의 굴절률과 제3 굴절층(530)의 굴절률 차이에 의해 측면 광(L2)이 제2 굴절층(520)의 측면에서 전반사되어 측면 광(L2'')이 표시 장치(10)의 정면 방향으로 방출될 수 있다. 이에 따라, 정면 광(L1)의 방향과 측면 광(L2'')의 방향이 서로 실질적으로 같을 수 있고, 표시 장치(10)의 정면 방향에서의 휘도가 증가할 수 있다.
종래 기술의 비교예에 있어서, 굴절 구조물(500)이 제1 굴절층(510)을 포함하지 않고, 제2 굴절층(520)이 절연층(430) 상에 직접 배치되는 경우, 친수성의 표면 특성을 가지는 절연층(430)과 소수성의 표면 특성을 가지는 제2 굴절층(520) 사이의 계면 에너지가 상대적으로 낮기 때문에, 제2 굴절층(520)의 형성 과정에서 사용되는 현상액이 절연층(430)과 제2 굴절층(520) 사이로 침투하여 제2 굴절층(520)의 측면에 언더 컷이 형성될 수 있다. 제2 굴절층(520)의 측면에 상기 언더 컷이 형성되면, 측면 광이 제2 굴절층(520)의 측면에 의해 전반사되지 않으며 표시 장치의 정면 방향으로 방출되지 않을 수 있다. 이에 따라, 정면 광의 방향과 측면 광의 방향이 서로 상이할 수 있고, 표시 장치의 광 효율이 감소할 수 있다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 있어서, 절연층(430)과 제2 굴절층(520) 사이에 제1 굴절층(510)이 배치되고, 소수성의 표면 특성을 가지는 제1 굴절층(510)과 소수성의 표면 특성을 가지는 제2 굴절층(520) 사이의 계면 에너지가 상대적으로 높기 때문에, 제2 굴절층(520)의 형성 과정에서 사용되는 현상액이 제1 굴절층(510)과 제2 굴절층(520) 사이로 침투하지 않고 제2 굴절층(520)의 측면에 언더 컷이 형성되지 않을 수 있다. 제2 굴절층(520)의 측면에 언더 컷이 형성되지 않으면, 측면 광이 제2 굴절층(520)의 측면에 의해 전반사되어 표시 장치(10)의 정면 방향으로 방출될 수 있다. 이에 따라, 정면 광의 방향과 측면 광의 방향이 서로 실질적으로 같을 수 있고, 표시 장치(10)의 광 효율이 증가할 수 있다.
이하, 도 5, 도 6, 및 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(11)를 설명한다. 도 5, 도 6, 및 도 7을 참조하여 설명하는 표시 장치(11)에 있어서, 도 1, 도 2, 도 3, 및 도 4를 참조하여 설명한 표시 장치(10)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(11)를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제2 굴절층(520)은 복수의 굴절 패턴들(521, 522)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 굴절층(520)은 제1 굴절 패턴(521) 및 제2 굴절 패턴(522)을 포함할 수 있다.
제1 굴절 패턴(521)은 화소 개구(OPP)에 중첩하는 제1 개구(OP1)를 가질 수 있다. 다시 말해, 제1 개구(OP1)는 발광 구조물(200)의 발광 영역(EA)에 중첩할 수 있다.
제2 굴절 패턴(522)은 제1 굴절 패턴(521)에 이격하며 제1 굴절 패턴(521)을 둘러쌀 수 있다. 이에 따라, 제2 굴절 패턴(522)은 제1 개구(OP1)보다 큰 제2 개구(OP2)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 개구(OP2)의 폭은 제1 개구(OP1)의 폭보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 굴절 패턴(522)의 폭(W2)은 제1 굴절 패턴(521)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 다른 실시예에 있어서, 제2 굴절 패턴(522)의 폭(W2)은 제1 굴절 패턴(521)의 폭(W1)보다 작거나 실질적으로 같을 수도 있다.
도 6은 도 5의 표시 장치(11)에 포함된 굴절 구조물(500)의 제2 굴절층(520)을 나타내는 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 굴절 패턴(521)은 평면상 화소 개구(OPP)를 둘러싸는 고리 형상을 가지고, 제2 굴절 패턴(522)은 평면상 화소 정의막(220)에 중첩하는 격자 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 굴절 패턴(521)은 평면상 화소 정의막(220)의 화소 개구(OPP)를 둘러쌀 수 있다. 또한, 제2 굴절 패턴(522)은 평면상 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있고, 제2 굴절 패턴(522)은 평면상 제1 굴절 패턴(521)의 제1 개구(OP1)를 둘러쌀 수 있다. 이 경우, 제1 굴절 패턴(521)의 제1 개구(OP1)의 면적은 화소 정의막(220)의 화소 개구(OPP)의 면적보다 클 수 있고, 제2 굴절 패턴(522)의 제2 개구(OP2)의 면적은 제1 굴절 패턴(521)의 제1 개구(OP1)의 면적보다 클 수 있다.
도 7은 도 5의 표시 장치(11)에서 광이 방출되는 것을 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 발광 구조물(200)의 발광층(230)에서 표시 장치(11)의 측면을 향해 방출되는 광은 복수의 측면 광들(L3, L4)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 제2 굴절층(520)은 복수의 굴절 패턴들(521, 522)을 포함할 수 있고, 측면 광들(L3, L4)이 제1 굴절 패턴(521)의 측면 및 제2 굴절층(520)의 측면에서 각각 전반사되어 측면 광들(L3', L4')이 표시 장치(11)의 정면 방향으로 방출될 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(11)의 정면 방향에서의 휘도가 더욱 증가할 수 있다.
이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(12)를 설명한다. 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하는 표시 장치(12)에 있어서, 도 1, 도 2, 도 3, 및 도 4를 참조하여 설명한 표시 장치(10)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(12)를 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 제2 굴절층(520)은 복수의 굴절 패턴들(521, 522, 523)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 굴절층(520)은 제1 굴절 패턴(521), 제2 굴절 패턴(522), 및 제3 굴절 패턴(523)을 포함할 수 있다.
제1 굴절 패턴(521)은 화소 개구(OPP)에 중첩하는 제1 개구(OP1)를 가질 수 있다. 다시 말해, 제1 개구(OP1)는 발광 구조물(200)의 발광 영역(EA)에 중첩할 수 있다.
제2 굴절 패턴(522)은 제1 굴절 패턴(521)에 이격하며 제1 굴절 패턴(521)을 둘러쌀 수 있다. 이에 따라, 제2 굴절 패턴(522)은 제1 개구(OP1)보다 큰 제2 개구(OP2)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 개구(OP2)의 폭은 제1 개구(OP1)의 폭보다 클 수 있다.
제3 굴절 패턴(523)은 제2 굴절 패턴(522)에 이격하며 제2 굴절 패턴(522)을 둘러쌀 수 있다. 이에 따라, 제3 굴절 패턴(523)은 제2 개구(OP2)보다 큰 제3 개구(OP3)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제3 개구(OP3)의 폭은 제2 개구(OP2)의 폭보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 굴절 패턴(521)의 폭(W1), 제2 굴절 패턴(522)의 폭(W2), 및 제3 굴절 패턴(523)의 폭(W3)은 서로 실질적으로 같을 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 다른 실시예에 있어서, 제1 굴절 패턴(521)의 폭(W1), 제2 굴절 패턴(522)의 폭(W2), 및 제3 굴절 패턴(523)의 폭(W3)은 서로 다를 수도 있다.
도 9는 도 8의 표시 장치(12)에 포함된 굴절 구조물(500)의 제2 굴절층(520)을 나타내는 평면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 굴절 패턴(521)은 평면상 화소 개구(OPP)를 둘러싸는 고리 형상을 가지고, 제2 굴절 패턴(522)은 평면상 제1 개구(OP1)를 둘러싸는 고리 형상을 가지며, 제3 굴절 패턴(523)은 평면상 화소 정의막(220)에 중첩하는 격자 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 굴절 패턴(521)은 평면상 화소 정의막(220)의 화소 개구(OPP)를 둘러싸고, 제2 굴절 패턴(522)은 평면상 제1 굴절 패턴(521)의 제1 개구(OP1)를 둘러쌀 수 있다. 또한, 제3 굴절 패턴(523)은 평면상 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있고, 제3 굴절 패턴(523)은 평면상 제2 굴절 패턴(522)의 제2 개구(OP2)를 둘러쌀 수 있다. 이 경우, 제1 굴절 패턴(521)의 제1 개구(OP1)의 면적은 화소 정의막(220)의 화소 개구(OPP)의 면적보다 클 수 있고, 제2 굴절 패턴(522)의 제2 개구(OP2)의 면적은 제1 굴절 패턴(521)의 제1 개구(OP1)의 면적보다 클 수 있으며, 제3 굴절 패턴(523)의 제3 개구(OP3)의 면적은 제2 굴절 패턴(522)의 제2 개구(OP2)의 면적보다 클 수 있다.
종래 기술의 비교예에 있어서, 굴절 구조물(500)이 제1 굴절층(510)을 포함하지 않고 제2 굴절층(520)이 절연층(430) 상에 직접 배치되는 경우, 친수성의 표면 특성을 가지는 절연층(430)과 소수성의 표면 특성을 가지는 제2 굴절층(520) 사이의 계면 에너지가 상대적으로 낮기 때문에, 제2 굴절층(520)의 형성 과정에서 사용되는 현상액이 절연층(430)과 제2 굴절층(520) 사이로 침투하여 제2 굴절층(520)의 측면에 언더 컷이 형성될 수 있다. 이러한 제2 굴절층(520)의 측면의 상기 언더 컷을 제거하기 위하여 제2 굴절층(520)을 열경화하면 상기 언더 컷이 제거될 수 있으나, 굴절 패턴들 각각의 폭이 증가하여 상대적으로 많은 수의 굴절 패턴들을 형성하기 어려울 수 있다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 있어서, 절연층(430)과 제2 굴절층(520) 사이에 제1 굴절층(510)이 배치되고, 소수성의 표면 특성을 가지는 제1 굴절층(510)과 소수성의 표면 특성을 가지는 제2 굴절층(520) 사이의 계면 에너지가 상대적으로 높기 때문에, 제2 굴절층(520)의 형성 과정에서 사용되는 현상액이 제1 굴절층(510)과 제2 굴절층(520) 사이로 침투하지 않고, 제2 굴절층(520)의 측면에 언더 컷이 형성되지 않을 수 있다. 이에 따라, 언더 컷의 제거를 위한 제2 굴절층(520)의 열경화가 필요하지 않을 수 있고, 제2 굴절층(520)이 상대적으로 많은 수의 굴절 패턴들(521, 522, 523)을 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치는 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), MP3 플레이어 등에 포함되는 표시 장치에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치에 대하여 도면들을 참조하여 설명하였지만, 설시한 실시예들은 예시적인 것으로서 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다.
200: 발광 구조물
210: 제1 전극
220: 화소 정의막 230: 발광층
240: 제2 전극 430: 절연층
510: 제1 굴절층 520: 제2 굴절층
521: 제1 굴절 패턴 522: 제2 굴절 패턴
523: 제3 굴절 패턴 530: 제3 굴절층
220: 화소 정의막 230: 발광층
240: 제2 전극 430: 절연층
510: 제1 굴절층 520: 제2 굴절층
521: 제1 굴절 패턴 522: 제2 굴절 패턴
523: 제3 굴절 패턴 530: 제3 굴절층
Claims (20)
- 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치되고, 상기 제1 전극을 노출시키는 화소 개구를 가지는 화소 정의막;
상기 제1 전극 상의 상기 화소 개구 내에 배치되는 발광층;
상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극;
상기 제2 전극 상에 배치되고, 유기물로 형성되는 제1 굴절층;
상기 제1 굴절층 상에 배치되고, 유기물로 형성되며, 상기 화소 개구에 중첩하는 제1 개구를 가지는 제2 굴절층; 및
상기 제2 굴절층 상에 배치되고, 상기 제2 굴절층의 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 가지는 제3 굴절층을 포함하는, 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 굴절층 및 상기 제2 굴절층은 각각 소수성의 표면 특성을 가지는, 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 굴절층의 상면에 대한 상기 제2 굴절층의 측면의 경사각은 예각인, 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 굴절층은 복수의 굴절 패턴들을 포함하는, 표시 장치. - 제4 항에 있어서,
상기 제2 굴절층은:
상기 제1 개구를 가지는 제1 굴절 패턴; 및
상기 제1 굴절 패턴을 둘러싸고, 상기 제1 개구보다 큰 제2 개구를 가지는 제2 굴절 패턴을 포함하는, 표시 장치. - 제5 항에 있어서,
상기 제1 굴절 패턴은 평면상 상기 화소 개구를 둘러싸는 고리 형상을 가지고,
상기 제2 굴절 패턴은 평면상 상기 화소 정의막에 중첩하는 격자 형상을 가지는, 표시 장치. - 제5 항에 있어서,
상기 제2 굴절 패턴의 폭은 상기 제1 굴절 패턴의 폭보다 큰, 표시 장치. - 제5 항에 있어서,
상기 제2 굴절층은 상기 제2 굴절 패턴을 둘러싸고, 상기 제2 개구보다 큰 제3 개구를 가지는 제3 굴절 패턴을 더 포함하는, 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 굴절 패턴의 폭, 상기 제2 굴절 패턴의 폭, 및 상기 제3 굴절 패턴의 폭은 서로 같은, 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 굴절층은 상기 제2 전극에 중첩하는, 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 굴절층은 평탄한 상면을 가지는, 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제3 굴절층은 상기 제1 굴절층에 중첩하는, 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제3 굴절층은 평탄한 상면을 가지는, 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 전극과 상기 제1 굴절층 사이에 배치되고, 무기물로 형성되는 절연층을 더 포함하는, 표시 장치. - 제14 항에 있어서,
상기 절연층은 친수성의 표면 특성을 가지는, 표시 장치. - 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치되고, 상기 제1 전극을 노출시키는 화소 개구를 가지는 화소 정의막;
상기 제1 전극 상의 상기 화소 개구 내에 배치되는 발광층;
상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극;
상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 제2 전극에 중첩하는 제1 굴절층;
상기 제1 굴절층 상에 배치되고, 상기 화소 개구에 중첩하는 제1 개구를 가지는 제2 굴절층; 및
상기 제2 굴절층 상에 배치되고, 상기 제1 굴절층에 중첩하며, 상기 제2 굴절층의 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 가지는 제3 굴절층을 포함하는, 표시 장치. - 제16 항에 있어서,
상기 제2 전극과 상기 제1 굴절층 사이에 배치되고, 무기물로 형성되는 절연층을 더 포함하고,
상기 제1 굴절층 및 상기 제2 굴절층은 각각 유기물로 형성되는, 표시 장치. - 발광 영역 및 비발광 영역을 가지는 발광 구조물;
상기 발광 구조물 상에 배치되고, 유기물로 형성되는 제1 굴절층;
상기 제1 굴절층 상에 배치되고, 유기물로 형성되며, 상기 발광 영역에 중첩하는 제1 개구를 가지는 제2 굴절층; 및
상기 제2 굴절층 상에 배치되고, 상기 제2 굴절층의 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 가지는 제3 굴절층을 포함하는, 표시 장치. - 제18 항에 있어서,
상기 제1 굴절층은 상기 발광 영역 및 상기 비발광 영역에 중첩하고, 평탄한 상면을 가지는, 굴절 구조물. - 제19 항에 있어서,
상기 제3 굴절층은 상기 제1 굴절층에 중첩하고, 평탄한 상면을 가지는, 표시 장치.
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