KR20210006767A

KR20210006767A - 발광 표시 장치

Info

Publication number: KR20210006767A
Application number: KR1020190082796A
Authority: KR
Inventors: 김태민; 구원회; 최홍석
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-01-19

Abstract

본 명세서의 실시예에 따른 발광 표시 장치는 복수의 서브 화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 기판, 복수의 서브 화소에 배치된 복수의 발광 소자, 복수의 발광 소자 상의 봉지부 및 봉지부 상에서 볼록하게 돌출된 형상을 갖는 렌즈를 포함하고, 렌즈는 복수의 서브 화소의 중심선을 기준으로 대칭 형태를 갖는다. 이에, 암조건에서 구동되는 발광 표시 장치의 휘도를 향상시키고 시야각을 개선시킴으로써, 발광 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

발광 표시 장치 {LIGHT EMITTING DISPLAY APPARATUS}

본 명세서는 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휘도를 향상시키고 하나의 화소 내에서 시야각 차이를 최소화하기 위한 발광 표시 장치에 관한 것이다.

현재 본격적인 정보화 시대로 접어들면서 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 표시 장치 분야가 급속도로 발전하고 있으며, 표시 장치에 대해 박형화, 경량화 및 저소비 전력화 등의 성능을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다.

이러한 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.

명조건에서 구동되는 발광 표시 장치에서는 외광의 반사를 저감하기 위해 편광판이 사용되고 있다. 그러나, 시네마 스크린(cinema screen)이나 VR(virtual reality)용 발광 표시 장치와 같은 암조건에서 구동되는 발광 표시 장치에서는 외광이 거의 존재하지 않으므로 외광 반사를 저감하기 위한 편광판을 생략할 수 있다. 그러나, 이러한 암조건에서 구동되는 발광 표시 장치의 경우, 명조건에서 구동되는 발광 표시 장치에 비하여 휘도 향상이 필요함을 인식하였다.

이에, 본 명세서의 발명자들은 발광 표시 장치 최상부에 렌즈를 적용하는 경우, 내부 전반사에 의하여 갇혀 있는 광을 추출하고 정면으로 집광 가능함으로써, 발광 표시 장치의 휘도가 향상되는 것을 인식하였다.

본 명세서의 발명자들은 서브 화소의 배치 구조와 렌즈의 형태에 따라 좌우 시야각에 문제가 발생하는 것을 인식하였다. 예를 들어, 발광 표시 장치에 정사각형의 서브 화소들이 2×2의 형태로 구성되고, 화소에 반구 형태의 렌즈를 적용할 경우, 서브 화소 각각의 중심과 렌즈의 중심이 일치하지 않아, 좌우 시야각의 차이가 발생할 수 있다는 것을 확인하였다.

예를 들면, 본 명세서의 발명자들은 시네마 스크린이나 VR용 발광 표시 장치와 같은 암조건에서 구동되는 발광 표시 장치의 경우 상하 시야각보다는 좌우 시야각이 더 문제가 된다는 점을 인식하여, 정면 휘도를 향상시킴과 동시에 시야각의 차이를 최소화할 수 있는 새로운 구조의 발광 표시 장치를 발명하였다.

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 암조건에서 구동되는 발광 표시 장치의 정면 휘도를 향상시킬 수 있는 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 렌즈를 적용함에 따라 발생할 수 있는 좌우 시야각의 차이를 최소화할 수 있는 화소 배치 구조를 갖는 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 명세서의 실시예에 따른 발광 표시 장치는 복수의 서브 화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 기판, 복수의 서브 화소에 배치된 복수의 발광 소자, 복수의 발광 소자 상의 봉지부 및 봉지부 상에서 볼록하게 돌출된 형상을 갖는 렌즈를 포함하고, 렌즈는 복수의 서브 화소의 중심선을 기준으로 대칭 형태를 갖는다.

본 명세서의 실시예에 따른 발광 표시 장치는, 암조건에서 구동되어 편광판을 포함하지 않도록 구현된 발광 표시 장치에 있어서, 기판 상에서 중심선을 기준으로 대칭 구조를 갖는 복수의 발광 소자, 발광 소자 상의 봉지부 및 봉지부 상에 배치되어 암조건에서도 휘도를 향상시키도록 구성된 렌즈를 포함하고, 렌즈는 중심선을 기준으로 대칭 구조를 가져 렌즈에 의해 발생하는 시야각 차이를 최소화하도록 구성된다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 명세서는 렌즈를 적용하여 암조건에서 구동되는 발광 표시 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.

본 명세서는 서브 화소 및 렌즈가 대칭의 형태를 갖도록 하여 발광 표시 장치의 좌우 시야각의 차이를 최소화할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II’에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 하나의 화소의 확대 단면도이다.
도 4a는 도 3의 Ⅳa-Ⅳa’에 따른 단면도이다.
도 4b는 도 3의 Ⅳb-Ⅳb’에 따른 단면도이다.
도 5는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치의 평면도이다.
도 7은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 8은 비교예에 따른 발광 표시 장치의 하나의 화소의 평면도이다.
도 9a 및 도 9b는 비교예에 따른 각도별 광도에 대한 시뮬레이션 결과이다.
도 10a 및 도 10b은 본 명세서의 일 실시예에 따른 각도별 광도에 대한 시뮬레이션 결과이다.

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 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, 크기, 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 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 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 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 평면도이다. 도 2는 도 1의 II-II’에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)는 기판(110), 박막 트랜지스터(120), 발광 소자(130), 봉지부(140) 및 렌즈(170)를 포함한다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)는 암조건에서 구동되는 시네마 스크린이나 VR에 적용되는 발광 표시 장치(100)일 수 있다. 이에, 이하에서는 본 명세서의 일 실시에에 따른 발광 표시 장치(100)가 외광 반사를 방지하기 위한 편광판을 포함하지 않는 것으로 설명한다.

기판(110)은 발광 표시 장치(100)의 여러 구성요소들을 지지하고 보호하기 위한 기판이다. 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)로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 발광 표시 장치(100)의 기판(110)은 표시 영역(AA) 및 비표시 영역(NA)을 포함한다.

표시 영역(AA)은 발광 표시 장치(100)에서 영상이 표시되는 영역으로서, 표시 영역(AA)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 트랜지스터, 커패시터, 배선 등과 같은 다양한 구동 소자가 표시 영역(AA)에 배치될 수 있다.

표시 영역(AA)에는 복수의 화소(PX)가 포함될 수 있다. 화소(PX)는 화면을 구성하는 최소 단위로, 복수의 화소(PX) 각각은 발광 소자(130) 및 구동 회로를 포함할 수 있다. 그리고, 복수의 화소(PX) 각각은 서로 다른 파장의 광을 발광하는 복수의 서브 화소(SP)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브 화소(SP)는 적색 서브 화소(SP_R), 녹색 서브 화소(SP_G), 청색 서브 화소(SP_B) 및 백색 서브 화소(SP_W)를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.

비표시 영역(NA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로서, 표시 영역(AA)에 배치된 복수의 화소(PX)를 구동하기 위한 다양한 구성요소들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 화소(PX)의 구동을 위한 신호를 공급하는 구동 IC, 플렉서블 필름 등이 배치될 수도 있다.

비표시 영역(NA)은 도 1에 도시된 바와 같이 표시 영역(AA)을 둘러싸는 영역일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 비표시 영역(NA)은 표시 영역(AA)에서 연장되는 영역일 수도 있다.

이하에서는 도 2를 참조하여 발광 표시 장치(100)의 표시 영역(AA)에 배치된 복수의 화소(PX)를 구성하는 하나의 서브 화소(SP)에 대해 설명한다.

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)의 단일층 또는 질화 실리콘(SiNx)과 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 이루어질 수 있다. 버퍼층(111)은 생략될 수 있다. 예를 들면, 버퍼층(111)은 기판(110)의 종류 및 물질, 박막 트랜지스터(120)의 구조 및 타입 등에 기초하여 생략될 수도 있다.

표시 영역(AA)의 발광 소자(130)를 구동하기 위해 버퍼층(111) 상에 박막 트랜지스터(120)가 배치된다. 박막 트랜지스터(120)는 액티브층(121), 게이트 전극(122), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 포함한다. 도 2에 도시된 박막 트랜지스터(120)는 구동 트랜지스터이고, 게이트 전극(122)이 액티브층(121) 상에 배치되는 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터이다. 다만, 이에 제한되지 않고, 박막 트랜지스터(120)는 바텀 게이트 구조의 박막 트랜지스터로 구현될 수도 있다.

박막 트랜지스터(120)의 액티브층(121)은 버퍼층(111) 상에 배치된다. 액티브층(121)은 박막 트랜지스터(120) 구동 시 채널이 형성되는 영역이다. 액티브층(121)은 산화물(oxide) 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(121) 상에는 게이트 절연층(112)이 배치된다. 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 있다. 게이트 절연층(112)에는 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124) 각각이 액티브층(121)의 소스 영역 및 드레인 영역 각각에 컨택하기 위한 컨택홀이 형성된다. 게이트 절연층(112)은 도 2에 도시된 바와 같이 기판(110) 전면에 걸쳐 형성될 수도 있고, 게이트 전극(122)과 동일한 폭을 갖도록 패터닝될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

게이트 전극(122)은 게이트 절연층(112) 상에 배치된다. 게이트 전극(122)은 액티브층(121)의 채널 영역과 중첩하도록 게이트 절연층(112) 상에 배치된다. 게이트 전극(122)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 있다.

게이트 전극(122) 상에는 층간 절연층(113)이 배치된다. 층간 절연층(113)은 무기물인 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 단일층 또는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 구성될 수 있다. 층간 절연층(113)에는 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124) 각각이 액티브층(121)의 소스 영역 및 드레인 영역 각각에 컨택하기 위한 컨택홀이 형성된다.

소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 층간 절연층(113) 상에 배치된다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 게이트 절연층(112) 및 층간 절연층(113)의 컨택홀을 통해 액티브층(121)과 전기적으로 연결된다. 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 하나로 이루어지거나 둘 이상의 합금, 또는 이들의 다중층일 수 있다.

도 2에서는 설명의 편의를 위해, 발광 표시 장치(100)에 포함되는 다양한 박막 트랜지스터(120) 중 구동 트랜지스터만을 도시하였으나, 스위칭 트랜지스터 등과 같은 다른 트랜지스터들도 배치될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 박막 트랜지스터(120) 상에는 박막 트랜지스터(120)를 보호하기 위한 패시베이션층(114)이 배치된다. 패시베이션층(114)에는 박막 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)을 노출시키기 위한 컨택홀이 형성된다. 도 2에서는 패시베이션층(114)에 드레인 전극(124)을 노출시키기 위한 컨택홀이 형성되는 것으로 도시되었으나, 소스 전극(123)을 노출시키기 위한 컨택홀이 형성될 수도 있다. 패시베이션층(114)은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 단일층 또는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 구성될 수 있다. 다만, 패시베이션층(114)은 실시예에 따라 생략될 수 있다.

패시베이션층(114) 상에는 박막 트랜지스터(120)의 상부를 평탄화하기 위한 오버 코팅층(115)이 배치된다. 오버 코팅층(115)에는 박막 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)을 노출시키기 위한 컨택홀이 형성된다. 도 2에서는 오버 코팅층(115)에 드레인 전극(124)을 노출시키기 위한 컨택홀이 형성되는 것으로 도시되었으나, 소스 전극(123)을 노출시키기 위한 컨택홀이 형성될 수도 있다. 오버 코팅층(115)은 아크릴(acryl) 수지, 에폭시(epoxy) 수지, 페놀(phenol) 수지, 폴리아미드(polyamide) 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지, 불포화 폴리에스테르(polyester) 수지, 폴리페닐렌(polyphenylene) 수지, 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide) 수지, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene) 및 포토레지스트 중 하나로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

도 2를 참조하면, 발광 소자(130)는 오버 코팅층(115) 상에 배치된다. 발광 소자(130)는 오버 코팅층(115) 상에 형성되어 박막 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)과 전기적으로 연결된 제1 전극(131), 제1 전극(131) 상에 배치된 발광층(132) 및 발광층(132) 상에 형성된 제2 전극(133)을 포함한다.

제1 전극(131)은 오버 코팅층(115) 상에 배치되어 패시베이션층(114)과 오버 코팅층(115)에 형성된 컨택홀을 통해 드레인 전극(124)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 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.

발광 표시 장치(100)가 탑 에미션 방식의 표시 장치이므로, 발광 소자(130) 또한 탑 에미션 방식으로 구성된다. 제1 전극(131)은 발광층(132)에서 발광된 광을 제2 전극(133) 측으로 반사시키기 위한 반사층 및 발광층(132)에 정공을 공급하기 위한 투명 도전층을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 제1 전극(131)은 투명 도전층만을 포함하고 반사층은 제1 전극(131)과 별개의 구성요소일 수 있다.

도 2에서는 제1 전극(131)이 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)과 전기적으로 연결되는 것으로 도시되었으나, 박막 트랜지스터(120)의 종류, 구동 회로의 설계 방식 등을 통해 제1 전극(131)이 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)과 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.

제1 전극(131) 및 오버 코팅층(115) 상에는 뱅크(116)가 배치된다. 뱅크(116)는 발광 소자(130)의 제1 전극(131)의 일부를 커버하여 발광 영역을 정의할 수 있다. 뱅크(116)는 유기물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 뱅크(116)는 폴리이미드(polyimide) 수지, 아크릴(acryl) 수지 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene) 수지로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

발광층(132)은 제1 전극(131) 상에 배치된다. 발광층(132)은 특정 색의 광을 발광하기 위한 층으로서, 백색 발광층을 포함할 수 있다. 도 2에서는, 발광층(132)이 백색 광을 발광하는 백색 발광층으로 구성되고, 백색 광이 상부에 배치된 컬러 필터(150)에 의하여 적색 광, 녹색 광 및 청색 광으로 변환되는 것으로 설명한다. 또한, 발광층(132)은 정공 수송층, 정공 주입층, 정공 저지층, 전자 주입층, 전자 저지층, 및 전자 수송층 등과 같은 다양한 층을 더 포함할 수도 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 매우 얇은 두께의 금속 물질로 이루어질 수도 있다.

도 2를 참조하면, 봉지부(140)는 발광 소자(130) 상에 배치된다. 예를 들면, 봉지부(140)는 발광 소자(130)를 덮도록 제2 전극(133) 상에 배치된다. 봉지부(140)는 발광 표시 장치(100) 외부로부터 침투하는 수분 등으로부터 발광 소자(130)를 보호한다. 봉지부(140)는 제1 봉지층(141), 이물 커버층(142) 및 제2 봉지층(143)을 포함한다.

제1 봉지층(141)은 제2 전극(133) 상에 배치되어 수분이나 산소의 침투를 억제할 수 있다. 제1 봉지층(141)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiNxOy) 또는 산화알루미늄(AlyOz) 등과 같은 무기물로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이물 커버층(142)은 제1 봉지층(141) 상에 배치되어 표면을 평탄화한다. 또한 이물 커버층(142)은 제조 공정 상 발생할 수 있는 이물 또는 파티클을 커버할 수 있다. 이물 커버층(142)은 유기물, 예를 들어, 실리콘옥시카본(SiOxCz), 아크릴 또는 에폭시 계열의 레진(Resin) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

제2 봉지층(143)은 이물 커버층(142) 상에 배치되고, 제1 봉지층(141)과 같이 수분이나 산소의 침투를 억제할 수 있다. 제2 봉지층(143)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiNxOy), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 산화알루미늄(AlyOz) 등과 같은 무기물로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 봉지층(143)은 제1 봉지층(141)과 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.

도 2를 참조하면, 봉지부(140) 상에 컬러 필터(150)가 배치된다. 컬러 필터(150)는 봉지부(140)의 상면과 직접 접한다. 컬러 필터(150)는 복수로 구비되어 복수의 서브 화소(SP)와 각각 대응된다. 컬러 필터(150)는 발광층(132)에서 발광된 광을 특정 색상의 광으로 변환시킨다. 예를 들어, 컬러 필터(150)는 적색 컬러 필터(150R), 녹색 컬러 필터(150G) 및 청색 컬러 필터(150B) 중 선택된 하나로 구성될 수 있다. 예를 들면, 발광층(132)에서 발광된 백색 광은 컬러 필터(150)에 의하여 적색 광, 녹색 광 및 청색 광으로 변환된다. 컬러 필터(150)는 하나의 화소(PX) 내의 복수의 서브 화소(SP)에 각각 대응될 수 있다. 백색 서브 화소(SP_W)에는 컬러 필터(150)가 배치되지 않을 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.

컬러 필터(150) 상에는 평탄화층(160)이 배치된다. 평탄화층(160)은 컬러 필터(150)의 상면 및 측면과, 봉지부(140)의 상면에 직접 접한다. 평탄화층(160)은 컬러 필터(150)가 배치된 기판(110)의 상부를 평탄화시킨다. 평탄화층(160)은 오버 코팅층(115)과 유사하게 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 벤조사이클로부텐 및 포토레지스트 중 하나로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

렌즈(170)는 평탄화층(160) 상에 배치된다. 렌즈(170)는 평탄화층(160)의 상면과 직접 접할 수 있다. 렌즈(170)는 복수로 구비되어, 복수의 렌즈 각각이 하나의 화소(PX)를 덮도록 배치된다. 렌즈(170)의 굴절률은 평탄화층(160)의 굴절률 이상일 수 있다. 이에, 평탄화층(160)과 렌즈(170) 사이의 계면에서 발광층(132)으로부터 발광된 광의 전반사가 방지되고, 광이 렌즈(170)를 통과하여 외부로 방출될 수 있다. 또한, 렌즈(170)는 흡수율이 작은 물질로 이루어질 수 있다. 이에, 광이 렌즈(170)로 흡수되는 것이 최소화되고, 광이 렌즈(170)를 통과하여 외부로 용이하게 방출될 수 있다. 또한, 렌즈(170)는 발광 표시 장치(100)의 최외곽에 배치되는 구성요소로 외부로 노출되므로, 충격에 의하여 파손되지 않도록 충분한 경도를 가지고 있어야 한다. 또한, 렌즈(170)는 볼록하게 돌출된 형상을 가질 수 있다. 이에, 렌즈(170)에 의하여 발광 표시 장치(100)가 암조건에서 구동될 때 화소(PX)의 정면 휘도를 향상시킬 수 있다.

렌즈(170)는 포토리소그래피(photolithography) 공정, 임프린팅(imprinting) 공정 및 잉크젯(inkjet) 공정 중 하나로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 렌즈(170)는 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 벤조사이클로부텐 및 포토레지스트 중 하나로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이하에서는 화소(PX), 서브 화소(SP) 및 렌즈(170)의 설명을 위해 도 3 내지 도 4b를 함께 참조한다.

도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 하나의 화소의 확대 단면도이다. 도 4a는 도 3의 Ⅳa-Ⅳa’에 따른 단면도이다. 도 4b는 도 3의 Ⅳb-Ⅳb’에 따른 단면도이다. 도 4a 및 도 4b에서는 도시의 편의를 위하여 기판(110), 발광 소자(130), 봉지부(140), 컬러 필터(150), 평탄화층(160) 및 렌즈(170)만을 개략적으로 도시하였다.

먼저, 도 3을 참조하면, 발광 표시 장치(100)의 표시 영역(AA)에 배치되는 복수의 화소(PX) 각각은 복수의 서브 화소(SP)를 포함한다. 복수의 서브 화소(SP)에는 이와 대응되는 발광 소자(130)가 각각 배치된다. 복수의 서브 화소(SP)는 적색 서브 화소(SP_R), 녹색 서브 화소(SP_G), 청색 서브 화소(SP_B) 및 백색 서브 화소(SP_W)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 서브 화소(SP)는 스트라이프 형태로 구성될 수 있다. 도 3에서는 하나의 화소(PX)가 4개의 서브 화소(SP), 예를 들면, 적색 서브 화소(SP_R), 녹색 서브 화소(SP_G), 청색 서브 화소(SP_B) 및 백색 서브 화소(SP_W)를 포함하는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 백색 서브 화소(SP_W)는 생략될 수도 있다. 도 3에 도시된 서브 화소(SP)의 영역은 발광 소자(130)의 발광 영역 또는 컬러 필터(150)가 배치된 영역과 대응될 수 있다.

렌즈(170)는 복수의 화소(PX)와 각각 하나씩 대응되도록 복수로 구비된다. 예를 들면, 하나의 렌즈(170)는 복수의 서브 화소(SP)를 포함하는 하나의 화소(PX)와 각각 하나씩 대응된다. 도면에서는 렌즈(170)가 화소(PX)보다 넓은 면적을 갖도록 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 렌즈(170)는 화소(PX)와 동일한 면적을 가질 수도 있다.

복수의 서브 화소(SP) 각각은 중심선(CL)을 기준으로 대칭 형태를 가질 수 있다. 복수의 서브 화소(SP)는 중심선(CL)을 기준으로 대칭 형태를 갖는다면, 직사각형, 다각형, 타원형 등과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다.

또한, 복수의 서브 화소(SP)는 중심선(CL)과 평행한 방향으로 각각 하나씩 일열로 배치될 수 있다. 또한, 렌즈(170)는 중심선(CL)을 기준으로 대칭 형태를 가질 수 있다. 여기서, 중심선(CL)은 복수의 서브 화소(SP)들의 중앙, 화소(PX)의 중앙 및 렌즈(170)의 중앙을 관통하는 가상의 선일 수 있다.

중심선(CL)과 수직을 이루는 방향에 대한 복수의 서브 화소(SP) 각각의 폭(W2)은 화소(PX)의 폭(W1)보다 작을 수 있다. 복수의 서브 화소(SP) 각각의 폭(W2)이 화소(PX)의 폭(W1)과 동일할 수도 있다. 예를 들면, 복수의 서브 화소(SP) 각각의 폭(W2)은 서브 화소(SP)와 대응되는 컬러 필터(150)의 폭과 동일할 수 있다. 또한, 렌즈(170)의 폭(W3)은 화소(PX)의 폭(W1)과 동일하거나 더 클 수 있다. 이에, 복수의 서브 화소(SP)에서 발광된 광이 렌즈(170)에 의해 충분히 집광되어 발광 표시 장치(100)의 휘도가 향상될 수 있다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 기판(110) 상에는 발광 소자(130), 컬러 필터(150) 및 렌즈(170)가 배치된다. 발광 소자(130)는 백색 광을 발광할 수 있다. 또한, 컬러 필터(150)는 복수로 구비되어 서브 화소(SP)와 각각 하나씩 대응될 수 있다. 예를 들면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(150)는 각각의 서브 화소(SP)와 대응되도록 4개로 구성될 수 있다. 구체적으로, 적색 서브 화소(SP_R)에 대응되는 컬러 필터(150)는 적색 컬러 필터(150R)일 수 있고, 녹색 서브 화소(SP_G)에 대응되는 컬러 필터(150)는 녹색 컬러 필터(150G)일 수 있고, 청색 서브 화소(SP_B)에 대응되는 컬러 필터(150)는 청색 컬러 필터(150B)일 수 있고, 백색 서브 화소(SP_W)에는 컬러 필터(150)가 배치되지 않을 수 있다. 이에, 발광 소자(130)에서 발광되는 백색 광은 해당되는 서브 화소(SP)의 컬러 필터(150)에 의하여 적색, 녹색 및 청색으로 변환될 수 있다.

렌즈(170)는 평탄화층(160) 상에서 볼록하게 돌출된 반원 또는 반타원 형상을 가질 수 있다. 반원 형상은 반원, 반원통, 또는 반원기둥 형상을 포함할 수 있다. 반타원 형상은 반타원, 반타원 원통, 또는 반타원 원기둥 형상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 4a를 참조하면, 서브 화소(SP)의 중심선(CL)과 수직인 방향으로 자른 발광 표시 장치(100)의 단면도에서, 렌즈(170)의 상면은 곡면으로 이루어질 수 있다. 렌즈(170)의 상면이 이루는 반원의 최고점(HP)은 중심선(CL)과 대응되는 영역일 수 있다. 따라서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 렌즈(170)는 중심선(CL)과 대응되는 최고점(HP)을 기준으로 대칭을 이루는 반원 또는 반타원 형상을 가질 수 있다.

렌즈(170)의 반경(R)은 화소(PX)의 폭(W1)의 1/2 이상일 수 있다. 예를 들면, 렌즈(170)의 반경(R)은 렌즈(170)의 반원이 이루는 반지름 또는 반타원이 이루는 정축의 반지름과 대응될 수 있다. 또는, 렌즈(170)의 반경(R)은 평탄화층(160)과 접하는 면과 렌즈(170)의 중심선(CL)과 대응되는 최고점(HP) 사이의 최대 거리에 대응될 수 있다. 렌즈(170)의 반경(R)이 화소(PX)의 폭(W1)의 1/2보다 작을 경우, 충분한 곡률이 확보되지 않아 렌즈(170)의 상면에서 전반사가 이루어질 수 있다. 예를 들면, 렌즈(170)의 반경(R)이 화소(PX)의 폭(W1)의 1/2 이상으로 이루어짐으로써, 발광층(132)에서 발광되어 렌즈(170)로 입사된 광이 외부로 추출될 수 있다.

본 명세서에 따른 발광 표시 장치(100)는 암조건에서 구동될 수 있고, 편광판을 포함하지 않을 수 있다. 따라서, 발광 표시 장치(100)의 휘도 향상을 위하여 곡면 형상의 렌즈(170)를 적용할 수 있다. 렌즈(170)는 평탄화층(160)으로부터 볼록하게 돌출된다. 또한, 렌즈(170)의 반경(R)은 복수의 서브 화소(SP)를 포함하는 하나의 화소(PX)의 폭(W1)의 1/2 이상일 수 있다. 이에, 발광 표시 장치(100) 내에 전반사에 의하여 갇히게 되는 광을 상부로 추출하고, 정면으로 집광하여 휘도를 향상시킬 수 있다.

발광 표시 장치(100)가 암조건에서 구동될 경우, 발광 표시 장치(100)는 상하 시야각 차이보다 좌우 시야각 차이에 민감하다. 이에, 좌우 시야각의 차이가 커질수록 화소(PX) 내의 휘도 분포가 불균일해지고, 발광 표시 장치(100)의 표시 품질이 저하될 수 있다. 예를 들면, 특정 서브 화소(SP)의 발광 시, 화소(PX)의 중심선(CL)으로부터 좌우로 이격된 영역에서 광도(luminous intensity)가 가장 높은 경우 화소(PX)의 좌우 시야각이 틀어지게 되어 발광 표시 장치(100)의 표시 품질이 저하될 수 있다. 여기서, 광도는 빛의 강도를 나타내는 것으로서, 광도가 높은 영역에서는 광이 많이 추출되어 휘도가 높다.

발광 표시 장치(100) 상부에 렌즈(170)가 배치될 경우, 렌즈(170)의 볼록한 형상에 의하여 렌즈(170)의 중심선(CL)과 인접한 영역에서 광 추출 및 집광이 활발히 이루어지므로 광도가 가장 높을 수 있다. 이때, 렌즈(170)의 중심선(CL)은 화소(PX)의 중심선(CL)과 동일하다. 예를 들면, 발광 표시 장치(100)의 렌즈(170)가 반원 또는 반타원 형상으로 구성되고, 서브 화소(SP)가 스트라이프 형상 또는 직사각형 형상으로 구성될 경우, 렌즈(170)의 중심선과 서브 화소(SP)의 중심선이 일치할 수 있으므로, 좌우 시야각의 차이가 최소화될 수 있다.

렌즈(170)의 중심선과 발광이 이루어진 서브 화소(SP)의 중심선이 서로 일치하지 않을 경우, 광도는 렌즈(170)의 중심선과 서브 화소(SP)의 중심선 사이의 영역에서 가장 높을 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브 화소(SP)가 화소(PX) 내에서 2×2의 형태로 배치되고, 복수의 서브 화소(SP) 상부에 반구 형태의 렌즈가 배치될 경우, 렌즈의 중심선과 각각의 서브 화소의 중심선이 서로 다르게 위치하게 된다. 이에, 특정 서브 화소가 발광되었을 때, 광 추출이 가장 활발히 이루어지는 영역은 특정 서브 화소의 배치 영역 중 렌즈의 중심선과 인접한 영역일 수 있다. 예를 들면, 화소(PX) 내에서 광도가 가장 높은 영역은 렌즈의 중심선과 특정 서브 화소의 중심선 사이에 배치될 수 있다. 이에, 광도가 가장 높은 영역이 화소(PX)의 중심선으로부터 좌측 또는 우측으로 이격될 수 있다. 따라서, 화소(PX) 내에서 좌우의 시야각의 차이가 발생되므로, 발광 표시 장치(100)의 품질이 저하될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)에서는, 렌즈(170)에 의한 좌우 시야각의 불균일 또는 좌우 시야각의 차이를 해소하기 위하여 복수의 서브 화소(SP)가 복수의 서브 화소(SP)의 중심선(CL)을 기준으로 대칭으로 배치된다. 예를 들면, 복수의 서브 화소(SP)는 중심선(CL)을 기준으로 대칭이 되도록 일열로 배치될 수 있다. 또한, 복수의 서브 화소(SP), 화소(PX) 및 렌즈(170)의 중심선(CL)은 모두 동일하다. 이에, 복수의 서브 화소(SP) 중 특정 서브 화소(SP)가 발광될 때, 광도가 가장 높은 영역은 렌즈(170)의 중심선 상에 배치될 수 있다. 따라서, 화소(PX)의 좌우 시야각이 일정하게 유지되고, 발광 표시 장치(100)의 표시 품질이 향상될 수 있다.

도 4a를 참조하면, 발광 표시 장치(100)의 렌즈(170)는 최고점(HP)을 기준으로 대칭을 이루는 반원 또는 반타원 형상을 가질 수 있다. 또한, 도 4b를 참조하면, 서브 화소(SP)의 중심선(CL)과 평행인 방향으로 자른 발광 표시 장치(100)의 단면도에서, 렌즈(170)의 상면은 일직선으로 이루어질 수 있다. 렌즈(170)의 단면은, 중심선(CL)에 대해서는 좌우가 곡면 형상을 가지고, 중심선(CL)과 평행한 방향에 대해서는 일직선의 형태로 이루어진다. 이에, 발광 표시 장치(100)는 좌우 시야각뿐만 아니라 상하 시야각의 차이도 최소화될 수 있다.

렌즈가 반구 형태로 이루어져 모든 방향에 대하여 상면이 곡면 형상으로 형성될 경우, 광도는 렌즈의 중앙과 인접한 서브 화소(SP)의 상부에서 하부를 향할수록 낮아질 수 있다. 즉, 렌즈가 반구 형태일 경우, 렌즈의 최고점은 렌즈의 중앙에 위치하게 된다. 이에, 서브 화소(SP)의 중심선(CL)과 수직을 이루는 서브 화소(SP)의 또 다른 중심선을 기준으로, 서브 화소(SP)의 상부는 서브 화소(SP)의 하부에 비하여 높은 광도를 갖게 된다. 따라서, 서브 화소(SP) 내에서 상하 시야각의 차이가 발생하게 된다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)에서는, 도 4b를 참조하면, 서브 화소(SP)의 중심선(CL)과 평행한 방향에 대해서 렌즈(170)의 두께가 일정하게 이루어질 수 있다. 따라서, 서브 화소(SP)의 상부에서 광도가 더 높아지는 것이 방지될 수 있다. 예를 들면, 서브 화소(SP)의 상부 및 하부에서 광도가 균일해지므로, 상하 시야각의 차이가 최소화될 수 있다.

도 5는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다. 도 5에서는 도시의 편의를 위하여 기판(110), 발광 소자(530), 봉지부(140) 및 렌즈(170)만을 개략적으로 도시하였다. 도 5에 도시된 발광 표시 장치(500)는 도 1 내지 도 4b에 도시된 발광 표시 장치(100)와 비교하여 발광 소자(530)가 다르게 구성되고, 컬러 필터(150) 및 평탄화층(160)이 생략되는 것을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략하거나 간략히 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 발광 소자(530)는 박막 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)과 전기적으로 연결된 제1 전극(531), 제1 전극(531) 상에 배치된 발광층(532) 및 발광층(532) 상에 배치된 제2 전극(533)을 포함한다. 발광층(532)은 특정 색의 광을 발광하기 위한 층으로서, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.

발광 표시 장치(500)는, 도 1 및 도 3에 도시된 것과 유사하게 복수의 화소(PX)를 포함하고, 복수의 화소(PX)는 복수의 서브 화소(SP)를 포함한다. 또한, 복수의 서브 화소(SP)는 적색 서브 화소(SP_R), 녹색 서브 화소(SP_G) 및 청색 서브 화소(SP_B)를 포함한다. 적색 서브 화소(SP_R)에 대응되는 발광층(532)은 적색 발광층일 수 있고, 녹색 서브 화소(SP_G)에 대응되는 발광층(532)은 녹색 발광층일 수 있고, 청색 서브 화소(SP_B)에 대응되는 발광층(532)은 청색 발광층일 수 있다. 따라서, 발광 소자(530)의 발광층(532)은 각각의 서브 화소(SP)와 대응되도록 분리되어 형성될 수 있다.

렌즈(170)는 봉지부(140)의 상면과 직접 접할 수 있다. 렌즈(170)의 굴절률은 봉지부(140)의 굴절률 이상일 수 있다. 이에, 봉지부(140)와 렌즈(170) 사이의 계면에서 발광층(532)으로부터 발광된 광의 전반사가 방지되고, 광이 렌즈(170)를 통과하여 외부로 방출될 수 있다.

도 5에 도시된 발광 표시 장치(500)는 볼록하게 돌출된 렌즈(170)를 포함한다. 이에, 발광 표시 장치(500) 내에 전반사에 의하여 갇히게 되는 광을 상부로 추출하고, 정면으로 집광하여 휘도를 향상시킬 수 있다. 또한, 발광 표시 장치(500)의 복수의 서브 화소(SP), 화소(PX) 및 렌즈(170)는 모두 중심선(CL)을 기준으로 대칭으로 배치된다. 따라서, 화소(PX)의 시야각이 일정하게 유지되어 발광 표시 장치(500)의 표시 품질이 향상될 수 있다.

도 6은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치의 평면도이다. 도 6에 도시된 발광 표시 장치(600)는 도 1 내지 도 5에 도시된 발광 표시 장치(100, 500)와 비교하여 렌즈(670)를 제외하면 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략하거나 간략히 할 수 있다. 도 6에서는 도시의 편의를 위하여 발광 표시 장치(600)의 기판(610), 화소(PX), 서브 화소(SP) 및 렌즈(670)만을 개략적으로 도시하였다. 도 6의 서브 화소(SP)의 발광 소자는 도 1 내지 도 5에 따른 발광 소자(130, 530)가 모두 적용 가능하다.

도 6을 참조하면, 기판(110) 상에는 복수의 화소(PX)가 배치되고, 복수의 화소(PX) 각각은 복수의 서브 화소(SP)를 포함한다. 그리고, 복수의 화소(PX)를 덮도록 복수의 렌즈(670)가 배치된다. 렌즈(670)는 복수의 화소(PX)의 하나의 열과 대응되도록 배치될 수 있다. 따라서, 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(600)에서는 하나의 렌즈(670)가 일열로 배치된 복수의 화소(PX)와 대응된다. 이때, 복수의 화소(PX), 복수의 서브 화소(SP) 및 복수의 렌즈(670) 각각은 중심선(CL)을 기준으로 대칭 형태를 갖는다. 또한, 하나의 렌즈(670)가 덮는 복수의 화소(PX)의 하나의 열의 연장 방향은 중심선(CL)의 연장 방향과 평행하다. 따라서, 렌즈(670)의 중심선(CL)과 복수의 서브 화소(SP)를 포함하는 복수의 화소(PX)의 중심선(CL)이 일치하게 되므로, 좌우 시야각 차이가 최소화되어 발광 표시 장치(600)의 표시 품질이 향상될 수 있다. 또한, 렌즈(670)가 복수의 화소(PX)와 대응될 수 있으므로, 발광 표시 장치(600)의 제조 공정이 단순화될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 하나의 렌즈(670)는 복수의 화소(PX)의 하나의 행과 대응될 수도 있다. 예를 들면, 렌즈(670), 화소(PX) 및 서브 화소(SP)의 중심선(CL)과 렌즈(670)와 대응되는 복수의 화소(PX)의 연장 방향이 동일하다면, 렌즈(670)는 복수의 화소(PX)의 하나의 열 또는 하나의 행 중 어느 하나와 대응될 수 있다. 또한, 하나의 렌즈(670)는 복수의 화소(PX)의 하나의 열 또는 하나의 행의 여러 개의 화소(PX)와 대응될 수도 있다. 예를 들면, 렌즈(670)는 화소(PX)의 열 또는 행의 여러 개의 화소(PX)들과 대응되도록 패터닝될 수도 있다.

도 7은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다. 도 7에 도시된 발광 표시 장치(700)는 도 1 내지 도 4b에 도시된 발광 표시 장치(100)와 비교하여 보호층(780)이 더 포함되었다는 것을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략하거나 간략히 할 수 있다. 도 7에서는 도시의 편의를 위하여 기판(110), 발광 소자(130), 봉지부(140), 컬러 필터(150), 평탄화층(160), 렌즈(170) 및 보호층(780)만을 개략적으로 도시하였다. 도 7의 발광 소자(130) 및 렌즈(170)에는 도 5 내지 도 6에 따른 발광 소자(530) 및 렌즈(670)가 모두 적용 가능하다.

도 7을 참조하면, 발광 표시 장치(700) 상에는 보호층(780)이 배치된다. 보호층(780)은 복수의 렌즈(170) 상에서 복수의 렌즈(170)의 표면을 따라 배치된다. 따라서, 복수의 렌즈(170)는 상면이 곡면 형상을 가지므로, 보호층(780) 역시 상면이 곡면 형상을 가질 수 있다. 또한, 보호층(780)은 무기물로 이루어진 보호층일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 7에서는 보호층(780)이 복수의 렌즈(170)와 대응되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 보호층(780)이 복수로 구비되어 복수의 렌즈(170)와 하나씩 대응될 수도 있다.

본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(700)에서는 렌즈(170)를 보호하기 위해 발광 표시 장치(700)의 최외곽에 배치되는 보호층(780)을 더 포함한다. 따라서, 보호층(780)에 의하여 렌즈(170)가 보호되어 발광 표시 장치(700)의 신뢰성이 보다 향상될 수 있다.

또한, 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(700)에서는 렌즈(170) 상에 배치되고 발광 표시 장치(700)의 최외곽에 배치되는 보호층(780)이 렌즈(170)의 곡면 형상의 표면을 따라 배치되므로, 보호층(780)이 렌즈(170)와 함께 곡면을 형성할 수 있다. 따라서, 보호층(780)이 렌즈(170) 상부를 평탄화하는 경우, 실질적으로 렌즈(170)가 배치되지 않은 것처럼 구현될 수 있다. 이에, 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(700)에서는 렌즈(170)의 곡면 형상의 표면을 따라 보호층(780)을 배치하여, 렌즈(170)를 외부로부터 보호함과 동시에 휘도를 향상시키고 시야각을 개선시킬 수 있다.

도 8은 비교예에 따른 발광 표시 장치의 하나의 화소의 평면도이다. 도 9a 및 도 9b는 비교예에 따른 각도별 광도에 대한 시뮬레이션 결과이다. 도 10a 및 도 10b은 본 명세서의 일 실시예에 따른 각도별 광도에 대한 시뮬레이션 결과이다. 구체적으로, 도 9a 및 도 9b는 도 8의 비교예에 따른 발광 표시 장치(80)에 대한 시뮬레이션 결과이다. 또한, 도 10a 및 도 10b는 도 1 내지 도 4b의 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)에 대한 시뮬레이션 결과이다. 도 9a 내지 도 10b의 시뮬레이션 결과는 Lighttools를 이용하여 진행되었다. 이때, 발광 소자의 굴절률은 1.7이고, 렌즈의 굴절률은 1.5로 설정되었다. 또한, 도 9a 내지 도 10b의 시뮬레이션 결과는 화소(PX) 내의 녹색 서브 화소(SB_G)가 발광되었을 때, 단일 파장에 대하여 무한원시야에서 시야각에 따른 광도(candela)를 나타낸 것이다.

먼저, 도 8을 참조하면, 비교예에 따른 발광 표시 장치(80)의 화소(PX)는 4개의 서브 화소(SP)를 포함하고, 4개의 서브 화소(SP)는 2×2의 형태로 배치된다. 그리고 화소(PX)를 덮도록 렌즈(87)가 배치된다. 렌즈(87)는 반구 형태로 형성될 수 있다. 즉, 화소(PX) 및 렌즈(87)의 중심선(CL)을 기준으로 양측에 서브 화소(SP)가 두개씩 일열로 배치된다. 따라서, 화소(PX) 및 렌즈(87)의 중심선(CL)과 서브 화소(SP)들의 중심은 일치하지 않는다.

시뮬레이션 진행을 위하여, 비교예의 발광 표시 장치(80)의 화소(PX)는 가로 및 세로가 1.2mm인 정사각형으로 구성되었으며, 각각의 서브 화소(SP)는 가로 및 세로가 0.5mm인 정사각형으로 구성되었다. 그리고, 반구 형태의 렌즈(87)의 지름은 1.5mm로 구성되었다. 이하에서는 도 8의 녹색 서브 화소(SP_G)가 발광되었을 때의 각도별 광도를 도 9a 및 도 9b를 참조하여 설명하도록 한다. 이때, 도 9a는 하나의 화소(PX)와 실질적으로 대응되는 영역의 각도별 광도를 나타낸 것이다.

도 9a를 참조하면, 광도는 화소(PX) 중앙부의 가장 작은 원과 대응되는 영역에서 가장 높고, 화소(PX)의 외측으로 갈수록 낮아진다. 광도가 가장 높은 부분은 중심선(CL)을 기준으로 대칭이 아니고, 중심선(CL)을 기준으로 오른쪽에 치우쳐져 형성된다. 또한, 도 9b를 참조하면, 광도가 가장 높은 부분은 가로축의 0도에 해당하는 중심선(CL)으로부터 오른쪽으로 치우쳐져 형성된다. 이에, 비교예에 따른 발광 표시 장치(80)에서는 좌우 시야각 차이에 의한 표시 품질의 저하가 발생될 수 있다.

시뮬레이션 진행을 위하여, 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)의 화소(PX)는 도 3 내지 도 4b와 대응되도록 형성되었다. 화소(PX)는 가로 및 세로가 1.2mm인 정사각형으로 구성되었으며, 서브 화소(SP)는 가로가 1mm, 세로가 0.25mm인 직사각형으로 구성되었다. 그리고, 반원 형태의 렌즈(170)의 폭(W3)은 1.3mm로 구성되었다. 이하에서는 도 3의 녹색 서브 화소(SP_G)가 발광되었을 때의 각도별 광도를 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명하도록 한다. 이때, 도 10a는 하나의 화소(PX)와 실질적으로 대응되는 영역의 각도별 광도를 나타낸 것이다.

도 10a를 참조하면, 광도는 화소(PX) 중앙부의 가장 작은 원과 대응되는 영역에서 가장 높고, 화소(PX)의 외측으로 갈수록 낮아진다. 광도가 가장 높은 부분은 중심선(CL)을 기준으로 대칭이 된다. 또한, 도 10b를 참조하면, 광도가 가장 높은 부분은 가로축의 0도에 해당하는 중심선(CL) 상에 배치된다. 도 10a 및 도 10b의 시뮬레이션 결과에서, 광도는 중심선(CL)을 기준으로 좌우가 대칭적인 분포를 이루고 있다.

상술한 바와 같이, 본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)는 화소(PX)의 상부에 곡면을 갖는 렌즈(170)를 배치하여 암조건에서 구동되는 발광 표시 장치(100)의 휘도를 증가시킬 수 있다. 화소(PX), 화소의 복수의 서브 화소(SP) 및 렌즈(170)는 모두 동일한 중심선(CL)을 기준으로 대칭의 형태를 갖는다. 따라서, 발광 표시 장치(100)의 화소(PX)의 좌우 시야각 차이가 최소화되어 발광 표시 장치(100)의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 발광 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치는 복수의 서브 화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 기판, 복수의 서브 화소에 배치된 복수의 발광 소자, 복수의 발광 소자 상의 봉지부 및 봉지부 상에서 볼록하게 돌출된 형상을 갖는 렌즈를 포함하고, 렌즈는 복수의 서브 화소의 중심선을 기준으로 대칭 형태를 갖는다.

본 명세서의 다른 특징에 따르면, 복수의 서브 화소는 중심선을 기준으로 대칭 형태를 가질 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 렌즈는 봉지부의 상면과 직접 접할 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 봉지부 상에서 복수의 서브 화소에 대응하도록 배치되는 복수의 컬러 필터 및 복수의 컬러 필터의 상부를 평탄화하는 평탄화층을 더 포함하고, 렌즈는 평탄화층의 상면과 직접 접할 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 컬러 필터는 봉지부의 상면과 직접 접하고, 평탄화층은 복수의 컬러 필터의 상면 및 측면과 봉지부의 상면에 직접 접할 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 렌즈는 복수의 서브 렌즈를 포함하고, 복수의 서브 렌즈 각각은 복수의 화소 각각과 대응하도록 배치될 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 렌즈는 복수의 서브 렌즈를 포함하고, 복수의 서브 렌즈 각각은 복수의 화소 중 하나의 열의 적어도 일부 또는 하나의 행의 적어도 일부와 대응하도록 배치될 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 하나의 열 또는 하나의 행의 연장 방향은 중심선의 연장 방향과 평행할 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 렌즈는 외부로 노출될 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 렌즈의 표면을 따라 배치되는 보호층을 더 포함하고, 보호층은 외부로 노출될 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 렌즈의 상면은 곡면 형상을 가질 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치는 암조건에서 구동되어 편광판을 포함하지 않도록 구현된 발광 표시 장치에 있어서, 기판 상에서 중심선을 기준으로 대칭 구조를 갖는 복수의 발광 소자, 발광 소자 상의 봉지부 및 봉지부 상에 배치되어 암조건에서도 휘도를 향상시키도록 구성된 렌즈를 포함하고, 렌즈는 중심선을 기준으로 대칭 구조를 가져 렌즈에 의해 발생하는 시야각 차이를 최소화하도록 구성된다.

본 명세서의 다른 특징에 따르면, 봉지부 상에서 복수의 발광 소자에 대응하도록 배치되는 복수의 컬러 필터 및 복수의 컬러 필터의 상부를 평탄화하는 평탄화층을 더 포함하고, 렌즈는 평탄화층의 상면과 직접 접할 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 렌즈의 굴절률은 평탄화층의 굴절률 이상일 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 렌즈는 복수로 구비되고, 복수의 렌즈는 복수의 발광 소자의 하나의 열 또는 하나의 행과 각각 대응되거나, 복수의 렌즈는 하나의 열의 일부 발광 소자 또는 하나의 행의 일부 발광 소자와 각각 대응될 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 중심선과 수직인 방향에서 렌즈의 단면은 반원이나 반타원 형상일 수 있다.

본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 렌즈의 굴절률은 봉지부의 굴절률 이상일 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, 500, 600, 700, 80: 발광 표시 장치
110: 기판
111: 버퍼층
112: 게이트 절연층
113: 층간 절연층
114: 패시베이션층
115: 오버 코팅층
116: 뱅크
120: 박막 트랜지스터
121: 액티브층
122: 게이트 전극
123: 소스 전극
124: 드레인 전극
130, 530: 발광 소자
131, 531: 제1 전극
132, 532: 발광층
133, 533: 제2 전극
140: 봉지부
141, 143: 봉지층
142: 이물 커버층
150: 컬러 필터
160: 평탄화층
170, 670, 87: 렌즈
780: 보호층
PX: 화소
AA: 표시 영역
NA: 비표시 영역
CL: 중심선
HP: 최고점

Claims

복수의 서브 화소로 이루어진 복수의 화소를 포함하는 기판;
상기 복수의 서브 화소에 배치된 복수의 발광 소자;
상기 복수의 발광 소자 상의 봉지부; 및
상기 봉지부 상에서 볼록하게 돌출된 형상을 갖는 렌즈를 포함하고,
상기 렌즈는 상기 복수의 서브 화소의 중심선을 기준으로 대칭 형태를 갖는, 발광 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 서브 화소는 상기 중심선을 기준으로 대칭 형태를 갖는, 발광 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈는 상기 봉지부의 상면과 직접 접하는, 발광 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 봉지부 상에서 상기 복수의 서브 화소에 대응하도록 배치되는 복수의 컬러 필터; 및
상기 복수의 컬러 필터의 상부를 평탄화하는 평탄화층을 더 포함하고,
상기 렌즈는 상기 평탄화층의 상면과 직접 접하는, 발광 표시 장치.
제4항에 있어서,
상기 복수의 컬러 필터는 상기 봉지부의 상면과 직접 접하고,
상기 평탄화층은 상기 복수의 컬러 필터의 상면 및 측면과 상기 봉지부의 상면에 직접 접하는, 발광 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈는 복수의 서브 렌즈를 포함하고,
상기 복수의 서브 렌즈 각각은 상기 복수의 화소 각각과 대응하도록 배치되는, 발광 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈는 복수의 서브 렌즈를 포함하고,
상기 복수의 서브 렌즈 각각은 상기 복수의 화소 중 하나의 열의 적어도 일부 또는 하나의 행의 적어도 일부와 대응하도록 배치되는, 발광 표시 장치.
제7항에 있어서,
상기 하나의 열 또는 상기 하나의 행의 연장 방향은 상기 중심선의 연장 방향과 평행하는, 발광 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈는 외부로 노출되는, 발광 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈의 표면을 따라 배치되는 보호층을 더 포함하고,
상기 보호층은 외부로 노출되는, 발광 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 렌즈의 상면은 곡면 형상을 갖는, 발광 표시 장치.
암조건에서 구동되어 편광판을 포함하지 않도록 구현된 발광 표시 장치에 있어서,
기판 상에서 중심선을 기준으로 대칭 구조를 갖는 복수의 발광 소자;
상기 발광 소자 상의 봉지부; 및
상기 봉지부 상에 배치되어 암조건에서도 휘도를 향상시키도록 구성된 렌즈를 포함하고,
상기 렌즈는 상기 중심선을 기준으로 대칭 구조를 가져 상기 렌즈에 의해 발생하는 시야각 차이를 최소화하도록 구성된, 발광 표시 장치.
제12항에 있어서,
상기 봉지부 상에서 상기 복수의 발광 소자에 대응하도록 배치되는 복수의 컬러 필터; 및
상기 복수의 컬러 필터의 상부를 평탄화하는 평탄화층을 더 포함하고,
상기 렌즈는 상기 평탄화층의 상면과 직접 접하는, 발광 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 렌즈의 굴절률은 상기 평탄화층의 굴절률 이상인, 발광 표시 장치.
제12항에 있어서,
상기 렌즈는 복수로 구비되고,
상기 복수의 렌즈는 상기 복수의 발광 소자의 하나의 열 또는 하나의 행과 각각 대응되거나, 상기 복수의 렌즈는 상기 하나의 열의 일부 발광 소자 또는 상기 하나의 행의 일부 발광 소자와 각각 대응되는, 발광 표시 장치.
제15항에 있어서,
상기 하나의 열 또는 상기 하나의 행의 연장 방향은 상기 중심선의 연장 방향과 평행하는, 발광 표시 장치.
제12항에 있어서,
상기 렌즈는 외부로 노출되는, 발광 표시 장치.
제12항에 있어서,
상기 렌즈의 표면을 따라 배치되는 보호층을 더 포함하고,
상기 보호층은 외부로 노출되는, 발광 표시 장치.
제12항에 있어서,
상기 중심선과 수직인 방향에서 상기 렌즈의 단면은 반원이나 반타원 형상인, 발광 표시 장치.
제12항에 있어서,
상기 렌즈의 굴절률은 상기 봉지부의 굴절률 이상인, 발광 표시 장치.