KR20210021216A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210021216A KR1020190100251A KR20190100251A KR20210021216A KR 20210021216 A KR20210021216 A KR 20210021216A KR 1020190100251 A KR1020190100251 A KR 1020190100251A KR 20190100251 A KR20190100251 A KR 20190100251A KR 20210021216 A KR20210021216 A KR 20210021216A
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송정배
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Abstract

개구율 및 색재현율이 개선된 표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 제1 색을 나타내는 제1 서브 화소, 제2 색을 나타내는 제2 서브 화소 및 제3 색을 나타내는 제3 서브 화소를 포함하는 화소를 포함하되, 화소는 제1 서브 화소에 속하는 제1 출광 영역, 제2 서브 화소에 속하는 제2 출광 영역, 제3 서브 화소에 속하는 제3 출광 영역, 및 각 출광 영역 둘레에 배치된 차광 영역을 포함하고, 제1 출광 영역은 정사각형 형상이고, 제2 출광 영역 및 제3 출광 영역은 직사각형 형상이다.

Description

표시 장치{Display device}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파장 변환층을 포함하는 유기 발광 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, 자발광 표시 장치는 자발광 소자, 예시적으로 유기 발광 소자를 포함한다. 자발광 소자는 대향하는 두 개의 전극 및 그 사이에 개재된 발광층을 포함할 수 있다. 자발광 소자가 유기 발광 소자인 경우, 두 개의 전극으로부터 제공된 전자와 정공은 발광층에서 재결합하여 엑시톤을 생성하고, 생성된 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 변화하며 광이 방출될 수 있다.
이러한 자발광 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.
표시 장치의 해상도가 높아지면, 그에 상응하여 화소의 크기가 줄어드는데, 혼색 방지를 위한 차광 영역의 최소 폭을 줄이는 데에는 한계가 있다. 고해상도의 표시 장치에서 개구율이 감소하면 휘도 효율이 감소할 뿐만 아니라, 색재현율에 영향을 받을 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 높은 개구율을 가지면서도 색재현율이 높은 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 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 제1 색을 나타내는 제1 서브 화소, 제2 색을 나타내는 제2 서브 화소 및 제3 색을 나타내는 제3 서브 화소를 포함하는 화소를 포함하되, 상기 화소는 상기 제1 서브 화소에 속하는 제1 출광 영역, 상기 제2 서브 화소에 속하는 제2 출광 영역, 상기 제3 서브 화소에 속하는 제3 출광 영역, 및 상기 각 출광 영역 둘레에 배치된 차광 영역을 포함하고, 상기 제1 출광 영역은 정사각형 형상이고, 상기 제2 출광 영역 및 상기 제3 출광 영역은 직사각형 형상이다.
상기 제2 출광 영역과 상기 제3 출광 영역 중 어느 하나는 세로변이 긴 직사각형 형상이고, 다른 하나는 가로변이 긴 직사각형 형상일 수 있다.
상기 제1 색은 적색이고, 상기 제2 색은 녹색이고, 상기 제3 색은 청색일 수 있다.
상기 제1 출광 영역의 면적은 상기 제2 출광 영역의 면적보다 크고, 상기 제2 출광 영역의 면적은 상기 제3 출광 영역의 면적보다 클 수 있다.
상기 차광 영역의 최소 폭은 24㎛ 이상일 수 있다.
상기 화소의 면적에 대해 상기 제1 출광 영역, 상기 제2 출광 영역 및 상기 제3 출광 영역이 차지하는 면적의 비율은 50% 이상일 수 있다.
상기 화소는 정사각형 형상일 수 있다.
상기 화소의 가로변은 상기 각 출광 영역의 가로변에 평행하고, 상기 화소의 세로변은 상기 출광 영역의 세로변에 평행할 수 있다.
상기 화소는 상기 제1 서브 화소에 속하며 상기 제1 출광 영역과 중첩하는 제1 발광 영역, 상기 제2 서브 화소에 속하며 상가 제2 출광 영역과 제2 발광 영역, 및 상기 제3 서브 화소에 속하며 상기 제3 출광 영역과 중첩하는 제3 발광 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 발광 영역의 각 변은 상기 제1 출광 영역의 각 변보다 내측에 배치되고, 상기 제2 발광 영역의 각 변은 상기 제2 출광 영역의 각 변보다 내측에 배치되고, 상기 제3 발광 영역의 각 변은 상기 제3 출광 영역의 각 변에 중첩할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치는 제1 색을 나타내는 제1 서브 화소, 제2 색을 나타내는 제2 서브 화소 및 제3 색을 나타내는 제3 서브 화소를 포함하는 화소를 포함하는 표시 장치로서, 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 배치되고, 상기 각 서브 화소마다 마련된 서브 화소 전극, 상기 제1 기판 상에 상기 서브 화소의 경계를 따라 배치되고, 상기 서브 화소 전극을 노출하는 화소 정의막, 상기 화소 정의막에 의해 노출된 상기 각 서브 화소 전극 상에 배치된 발광층, 및 상기 발광층 상에 배치된 공통 전극을 포함하는 제1 표시 기판, 및 상기 제1 표시 기판에 대향하는 제2 표시 기판으로서, 제2 기판, 상기 제2 기판 상에 배치되고, 상기 각 서브 화소마다 마련된 컬러 제어층, 및 상기 제2 기판 상에 배치되고, 상기 서브 화소의 경계를 따라 배치된 차광 부재를 포함하되, 상기 차광 부재는 상기 제2 표시 기판의 출광 영역 및 차광 영역을 정의하고, 상기 출광 영역은 상기 제1 서브 화소에 속하는 제1 출광 영역, 상기 제2 서브 화소에 속하는 제2 출광 영역, 및 상기 제3 서브 화소에 속하는 제3 출광 영역을 포함하며, 상기 제1 출광 영역은 정사각형 형상이다.
상기 제2 출광 영역과 상기 제3 출광 영역 중 어느 하나는 세로변이 긴 직사각형 형상이고, 다른 하나는 가로변이 긴 직사각형 형상일 수 있다.
상기 제1 색은 적색이고, 상기 제2 색은 녹색이고, 상기 제3 색은 청색일 수 있다.
상기 컬러 제어층은 상기 제1 서브 화소에 속하고 상기 제3 색 광을 상기 제1 색으로 변환하는 제1 파장 변환 패턴, 상기 제2 서브 화소에 속하고 상기 제3 색 광을 상기 제2 색으로 변환하는 제2 파장 변환 패턴, 및 상기 제3 서브 화소에 속하고 제3 색 광을 투과하는 투광층을 포함할 수 있다.
상기 제1 출광 영역의 면적은 상기 제2 출광 영역의 면적보다 크고, 상기 제2 출광 영역의 면적은 상기 제3 출광 영역의 면적보다 클 수 있다.
상기 차광 영역의 최소 폭은 24㎛ 이상이고, 상기 화소의 면적에 대해 상기 상기 제1 출광 영역, 상기 제2 출광 영역 및 상기 제3 출광 영역이 차지하는 면적의 비율은 50% 이상일 수 있다.
표시 장치는 상기 제2 기판과 상기 제1 파장 변환 패턴 사이에 배치된 적색 컬러 필터층, 상기 제2 기판과 상기 제2 파장 변환 패턴 사이에 배치된 녹색 컬러 필터층 및 상기 제2 기판과 상기 투광층 사이에 배치된 청색 컬러 필터층을 더 포함할 수 있다.
상기 화소 정의막은 상기 제1 표시 기판의 발광 영역과 비발광 영역을 정의하며, 상기 발광 영역은 상기 제1 서브 화소에 속하며 상기 제1 출광 영역과 중첩하는 제1 발광 영역, 상기 제2 서브 화소에 속하며 상가 제2 출광 영역과 제2 발광 영역, 및 상기 제3 서브 화소에 속하며 상기 제3 출광 영역과 중첩하는 제3 발광 영역을 포함할 수 있다.
상기 제1 발광 영역의 각 변은 상기 제1 출광 영역의 각 변보다 내측에 배치되고, 상기 제2 발광 영역의 각 변은 상기 제2 출광 영역의 각 변보다 내측에 배치되고, 상기 제3 발광 영역의 각 변은 상기 제3 출광 영역의 각 변에 중첩할 수 있다.
상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판 사이에 상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판을 결합하는 충진층을 더 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치에 의하면, 높은 개구율을 가지면서도 높은 색재현율을 나타낼 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소 배열을 나타낸 개략적인 배치도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 도 4의 표시 장치의 광 진행 경로를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6 및 도 7은 다양한 실시예들에 따른 서브 화소 개구부의 배열을 나타낸 배치도들이다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 표시 장치의 상대 개구율별 색좌표의 이동을 보여주는 그래프이다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 각 출광 영역의 배치도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 각 출광 영역의 배치도이다.
도 11 및 도 12는 몇몇 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 각 출광 영역의 배치도들이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 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 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 화면을 제공하는 모든 전자 장치를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 표시 화면을 제공하는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 전자 시계, 스마트 워치, 워치 폰, 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, 게임기, 디지털 카메라, 사물 인터넷 등이 표시 장치(1)에 포함될 수 있다.
도면에 예시된 표시 장치(1)는 텔레비전이다. 표시 장치(1)는 이에 제한되는 것은 아니지만, HD, UHD, 4K, 8K 등의 고해상도 내지 초고해상도를 가질 수 있다.
표시 장치(1)는 평면상 직사각형 형상으로 이루어질 수 있다. 표시 장치(1)의 평면 형상은 예시된 것에 제한되지 않고, 원형이나 기타 다른 형상으로 적용될 수도 있다.
표시 장치(1)는 영상을 표시하는 표시 영역(DA) 및 영상을 표시하지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 화소(PX)를 포함할 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 주변에 위치할 수 있으며, 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다.
도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(1)는 제1 표시 기판(10), 및 제1 표시 기판(10)과 대향하는 제2 표시 기판(20)을 포함할 수 있다. 표시 장치(1)는 제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(20)을 결합하는 실링 부재(50), 제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(20) 사이에 채워진 충진층(70)를 더 포함할 수 있다.
제1 표시 기판(10)은 영상을 표시하기 위한 소자 및 회로들, 예컨대 스위칭 소자 등과 같은 화소 회로, 표시 영역(DA)에 후술할 발광 영역(EMA) 및 비발광 영역(NEM)을 정의하는 화소 정의막(PDL) 및 자발광 소자(self-light emitting element)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서 상기 자발광 소자는 유기발광소자(Organic Light Emitting Diode), 양자점 발광소자(Quantum dot Light Emitting Diode), 무기물 기반의 마이크로 발광다이오드(예컨대 Micro LED), 무기물 기반의 나노 발광 다이오드(예컨대 nano LED) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하에서는 상기 자발광 소자가 유기 발광 소자인 경우를 예로 하여 설명한다.
제2 표시 기판(20)은 제1 표시 기판(10) 상부에 위치하고 제1 표시 기판(10)과 대향할 수 있다. 제2 표시 기판(20)은 입사광의 색을 변환하는 컬러 제어 구조물을 포함할 수 있다.
비표시 영역(NDA)에서 제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(20) 사이에는 실링 부재(50)가 위치할 수 있다. 실링 부재(50)는 비표시 영역(NDA)에서 제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(20)의 가장자리를 따라 배치되며, 평면도 상 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(20)은 실링 부재(50)를 매개로 상호 결합될 수 있다. 실링 부재(50)는 유기 물질을 포함할 수 있다. 실링 부재(50)는 에폭시계 레진으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
실링 부재(50)에 의해 둘러싸인 제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(20) 사이의 공간에는 충진층(70)이 배치될 수 있다. 충진층(70)은 제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(20) 사이를 채울 수 있다. 충진층(70)은 광을 투과할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. 충진층(70)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 충진층(70)은 Si계 유기 물질, 에폭시계 유기 물질 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 충진층(70)은 생략될 수도 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소 배열을 나타낸 개략적인 배치도이다. 이하에서, 도 3의 제1 방향(DR1)은 가로로, 제2 방향(DR2)은 세로로 각각 지칭될 수 있다.
도 3을 참조하면, 표시 장치의 표시 영역(DA)은 복수의 화소(PX)를 포함한다. 화소(PX)는 표시를 위한 반복되는 최소 단위를 의미한다. 풀 컬러를 디스플레이하기 위해 각 화소(PX)는 서로 다른 색을 방출하는 복수의 서브 화소(PXS: PXS1, PXS2, PXS3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 화소(PX)는 적색 광 방출을 담당하는 제1 서브 화소(PXS_1), 녹색 광 방출을 담당하는 제2 서브 화소(PXS_2) 및 청색 광 방출을 담당하는 제3 서브 화소(PXS_3)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(PXS_1), 제2 서브 화소(PXS_2) 및 제3 서브 화소(PXS_3)는 각 화소(PX)별로 하나씩 구비될 수 있다.
각 서브 화소(PXS)는 출광 영역(TA)과 그 주변의 차광 영역(BA)을 포함할 수 있다. 일 서브 화소(PXS)의 차광 영역(BA)은 이웃하는 서브 화소(PXS)(동일 화소(PX) 내의 서브 화소(PXS)인지 여부와 무관함)의 차광 영역(BA)과 맞닿는다. 이웃하는 서브 화소(PXS)의 차광 영역(BA)들은 하나로 연결될 수 있다. 나아가, 전체 서브 화소(PXS)의 차광 영역(BA)들이 하나로 연결될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이웃하는 각 서브 화소(PXS)의 출광 영역(TA)은 차광 영역(BA)에 의해 구분될 수 있다. 출광 영역(TA)과 차광 영역(BA)에 대해서는 뒤에서 다시 상세히 설명된다.
개념적으로, 이웃하는 서브 화소(PXS)는 맞닿아 있는 것으로 해석될 수 있다. 이와 같은 경우에도 서브 화소(PXS)간 경계는 일체로 연결된 차광 영역(BA) 상에 놓여 물리적으로 구분되지 않을 수 있다. 서브 화소(PXS)간 경계는 인접한 서브 화소(PXS)의 출광 영역(TA)들의 이격 공간의 중간 지점(또는, 차광 영역(BA)의 폭 방향 중간 지점)에 놓일 수 있다. 서브 화소(PXS)의 전체 형상은 해당 서브 화소(PXS)의 출광 영역(TA)의 형상에 대해 닮은꼴 관계를 가질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
각 화소(PX) 내의 각 서브 화소(PXS)의 출광 영역(TA: TA1, TA2, TA3)의 형상은 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 화소(PXS_1)의 출광 영역(TA)(이하, 제1 출광 영역(TA1))은 실질적으로 정사각형 형상이고, 제2 서브 화소(PXS_2)의 출광 영역(TA)(이하, 제2 출광 영역(TA2))은 실질적으로 세로가 긴 직사각형 형상이며, 제3 서브 화소(PXS_3)의 출광 영역(TA)(이하, 제3 출광 영역(TA3))은 실질적으로 가로가 긴 직사각형 형상일 수 있다. 본 명세서에서, "직사각형" 또는 "실질적인 직사각형"은, 대향하는 변이 평행한 선분으로 이루어진 완전한 형태의 직사각형인 것 뿐만 아니라, 대체로 직사각형 형상으로 볼 수 있는 것이 그에 포함될 수 있다. 예를 들어, 각 변의 적어도 일부 구간에 곡선 또는 요철이 있는 경우에도 전반적으로 연장하는 방향을 이은 선분들이 직사각형 형상을 이루면 실질적인 직사각형에 포함되는 것으로 해석된다. 또한, 대향하는 변의 연장 방향이 완전히 평행하지 않더라도 그 교차각이 15°이하 또는 5°이하여서 육안으로 볼 때 대체로 평행하게 보이는 경우에는 직사각형의 형태를 구성하는 것으로 해석될 수 있다. 또한, 본 명세서에서, "정사각형" 또는 "실질적인 정사각형"은, 실질적인 직사각형이면서 4변의 길이가 동일한 것 뿐만 아니라, 4변의 길이에 다소간의 편차가 있더라도 육안으로 볼 때 대체로 그 길이가 비슷해 보이는 경우에도 실질적인 직사각형으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 실질적인 직사각형의 가로의 길이와 세로의 길이의 편차가 10% 이내 또는 5% 이내 또는 1% 이내인 경우에는 실질적인 정사각형으로 지칭될 수 있다.
화소(PX) 내의 각 출광 영역(TA)의 형상 및 배치에 대한 상세한 설명은 후술된다.
화소(PX)의 크기는 표시 장치의 크기(면적)와 해상도에 따라 달라질 수 있다. 하나의 화소(PX)의 가로변(제1 방향(DR1)으로 연장하는 변)과 세로변(제2 방향(DR2)으로 연장하는 변)의 길이는 50㎛ 내지 10000㎛의 범위 또는 150㎛ 내지 250㎛의 범위에서 선택될 수 있다. 8k 해상도를 갖는 65인치 표시 장치의 경우 하나의 화소(PX)의 가로변과 세로변의 길이는 180㎛ 내지 190㎛의 범위 또는 약 186㎛일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 서브 화소(PXS)를 포함하는 각 화소(PX)는 행렬 방향으로 교대 배열될 수 있다. 각 화소(PX) 내의 서브 화소(PXS)의 형상 및 배열은 동일할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 복수의 서브 화소(PXS)를 포함하는 각 화소(PX)의 전체 형상은 실질적인 정사각형 형상일 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 각 화소(PX)의 형상은 마름모꼴, 직사각형 등 다양하게 변형 가능하다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제1 표시 기판(10)은 제1 기판(110)과 제1 기판(110) 상에 배치된 복수의 발광 소자를 포함한다.
도면에서 상부 방향으로 제1 표시 기판(10)의 단면 구조를 순차 설명하면, 제1 기판(110)은 절연 기판일 수 있다. 제1 기판(110)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(110)은 유리, 석영 등과 같은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1 기판(110)은 리지드 기판일 수 있다. 그러나, 제1 기판(110)이 상기 예시된 것에 제한되는 것은 아니고, 제1 기판(110)은 폴리이미드 등과 같은 플라스틱을 포함할 수도 있고, 휘어지거나, 벤딩되거나, 폴딩되거나, 롤링될 수 있는 플렉시블한 특성을 가질 수도 있다.
제1 기판(110)의 일면 상에는 복수의 서브 화소 전극(PXSE)이 배치될 수 있다. 각 서브 화소 전극(PXSE)은 각 서브 화소(PXS)마다 배치될 수 있다. 이웃하는 서브 화소(PXS)의 서브 화소 전극(PXSE)은 서로 분리되어 있을 수 있다. 제1 기판(110)과 서브 화소 전극(PXSE) 사이에는 각 서브 화소 전극(PXSE)를 구동하는 회로층(미도시)이 배치될 수 있다. 회로층은 복수의 박막 트랜지스터와 커패시터 등을 포함할 수 있다.
서브 화소 전극(PXSE)은 발광 소자(또는 발광 다이오드)의 제1 전극, 예컨대 애노드 전극일 수 있다. 서브 화소 전극(PXSE)은 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide: ITO), 인듐-아연-산화물(Indium-Zinc-Oxide: IZO), 산화아연(Zinc Oxide: ZnO), 산화인듐(Induim Oxide: In2O3)의 일함수가 높은 물질층과 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 납(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 혼합물 등과 같은 반사성 물질층이 적층된 적층막 구조를 가질 수 있다. 일함수가 높은 물질층이 반사성 물질층보다 위층에 배치되어 발광층(EML)에 가깝게 배치될 수 있다. 서브 화소 전극(PXSE)은 ITO/Mg, ITO/MgF, ITO/Ag, ITO/Ag/ITO의 복수층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 기판(110)의 일면 상에는 서브 화소(PXS)의 경계를 따라 화소 정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 서브 화소 전극(PXSE) 상에 배치되며, 서브 화소 전극(PXSE)을 노출하는 개구를 포함할 수 있다. 화소 정의막(PDL) 및 그 개구에 의해 비발광 영역(NEM)과 발광 영역(EMA)이 구분될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 무기 물질을 포함할 수도 있다.
화소 정의막(PDL)의 일부 영역 상에는 스페이서(SPC)가 배치될 수 있다. 스페이서(SPC)는 화소 정의막(PDL)의 바로 위에 배치될 수 있다. 스페이서(SPC)는 두께 방향으로 화소 정의막(PDL)과 중첩할 수 있다. 스페이서(SPC)는 상부에 배치되는 구조물과의 간격을 유지시키는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(SPC)는 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask)를 통해 유기층을 증착할 때, 파인 메탈 마스크의 처짐을 방지하는 역할을 할 수 있다. 경우에 따라 스페이서(SPC)는 또한 상부에 적층되는 구조물 지지하는 역할을 할 수 있고, 표시 장치가 가압될 때 스트레스에 의한 변형을 완화시키는 역할을 할 수 있다.
스페이서(SPC)는 평면도상 원형이나 팔각형, 육각형 등의 다각형 형상으로 이루어질 수 있다. 스페이서(SPC)의 직경(또는 폭)은 화소 정의막(PDL)보다 폭보다 작거나 같을 수 있다. 스페이서(SPC)는 화소 정의막(PDL)의 일부 영역 상에만 배치되며, 그에 따라 스페이서(SPC)가 없는 부분과 단차를 유발할 수 있다.
스페이서(SPC)는 화소 정의막(PDL)과 마찬가지로 유기 절연 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 스페이서(SPC)는 화소 정의막(PDL)과 별도의 층으로 이루어질 수도 있지만, 동일 물질로 하나의 공정을 통해 일체로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 감광성 유기 물질을 도포한 후, 슬릿 마스크나 하프톤 마스크를 이용하여 노광 및 현상하는 공정을 통해 서로 다른 높이를 갖는 화소 정의막(PDL)과 스페이서(SPC)를 하나의 공정으로 형성할 수 있다.
화소 정의막(PDL)이 노출하는 서브 화소 전극(PXSE) 상에는 발광층(EML)이 배치된다. 표시 장치가 유기 발광 표시 장치인 일 실시예에서, 발광층(EML)은 유기 물질을 포함하는 유기층을 포함할 수 있다. 상기 유기층은 유기 발광층(EML)을 포함하며, 경우에 따라 발광을 보조하는 보조층으로서 정공 주입/수송층 및/또는, 전자 주입/수송층을 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 장치가 마이크로 LED 표시 장치, 나노 LED 표시 장치 등인 경우, 발광층(EML)은 무기 반도체와 같은 무기 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 발광층(EML)은 두께 방향으로 중첩 배치된 복수의 유기 발광층(EML)과 그 사이에 배치된 전하 생성층을 포함하는 탠덤(tandem) 구조를 가질 수 있다. 중첩 배치된 각 유기 발광층(EML)은 동일한 파장의 빛을 발광할 수도 있지만, 상이한 파장의 빛을 발광할 수도 있다. 각 서브 화소(PXS)의 발광층(EML) 중 적어도 일부의 층은 이웃하는 서브 화소(PXS)의 동일한 층과 분리되어 있을 수 있다.
일 실시예에서, 각 발광층(EML)이 발광하는 빛의 파장은 서브 화소(PXS)별로 동일할 수 있다. 예를 들어, 각 서브 화소(PXS)의 발광층(EML)이 청색광 또는 자외선을 발광하고, 컬러 제어 구조물이 파장 변환층(WCL)을 포함함으로써, 각 서브 화소(PXS)별 색상을 표시할 수 있다.
다른 실시예에서, 각 발광층(EML)이 발광하는 빛의 파장은 색 화소(PX)별로 발광 파장이 상이할 수도 있다. 예컨대, 제1 서브 화소(PXS_1)의 발광층(EML)은 제1 색을 발광하고, 제2 서브 화소(PXS_2)의 발광층(EML)은 제2 색을 발광하고, 제3 서브 화소(PXS_3)의 발광층(EML)은 제3 색을 발광할 수도 있다.
발광층(EML) 상에는 공통 전극(CME)이 배치될 수 있다. 공통 전극(CME)은 발광층(EML)과 접할 뿐만 아니라, 화소 정의막(PDL)의 상면에도 접할 수 있다.
공통 전극(CME)은 각 서브 화소(PXS)의 구별없이 연결되어 있을 수 있다. 공통 전극(CME)은 서브 화소(PXS)의 구별없이 전면적으로 배치된 전면 전극일 수 있다. 공통 전극(CME)은 발광 다이오드의 제2 전극, 예컨대 캐소드 전극일 수 있다.
공통 전극(CME)은 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)과 같은 일함수가 작은 물질층을 포함할 수 있다. 공통 전극(CME)은 상기 일함수가 작은 물질층 상에 배치된 투명 금속 산화물층을 더 포함할 수 있다.
서브 화소 전극(PXSE), 발광층(EML) 및 공통 전극(CME)은 발광 소자(예컨대, 유기 발광 소자)를 구성할 수 있다. 발광층(EML)에서 발광한 빛은 공통 전극(CME)을 통해 상측 방향으로 출사될 수 있다.
공통 전극(CME) 상부에는 박막 봉지 구조물(120: 121, 122, 123)이 배치될 수 있다. 박막 봉지 구조물(120)은 적어도 하나의 박막 봉지층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 박막 봉지층은 제1 무기막(121), 유기막(122) 및 제2 무기막(123)을 포함할 수 있다. 제1 무기막(121) 및 제2 무기막(123)은 각각 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 또는 실리콘 산질화물 등을 포함할 수 있다. 유기막(122)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제2 표시 기판(20)은 박막 봉지 구조물(120) 상부에서 그와 대향하도록 배치될 수 있다. 도면에서 하부 방향으로 제2 표시 기판(20)의 단면 구조를 순차 설명하면, 제2 표시 기판(20)의 제2 기판(210)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 제2 기판(210)은 유리, 석영 등과 같은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 제2 기판(210)은 리지드 기판일 수 있다. 그러나, 제2 기판(210)이 상기 예시된 것에 제한되는 것은 아니고, 제2 기판(210)은 폴리이미드 등과 같은 플라스틱을 포함할 수도 있고, 휘어지거나, 벤딩되거나, 폴딩되거나, 롤링될 수 있는 플렉시블한 특성을 가질 수도 있다.
제2 기판(210)은 제1 기판(110)과 동일한 기판이 사용될 수도 있지만, 물질, 두께, 투과율 등이 상이할 수도 있다. 예를 들어, 제2 기판(210)은 제1 기판(110)보다 높은 투과율을 가질 수 있다. 제2 기판(210)은 제1 기판(110)보다 두꺼울 수도 있고, 그보다 얇을 수도 있다.
제1 기판(110)을 향하는 제2 기판(210)의 일면 상에는 서브 화소(PXS)의 경계를 따라 상부 흡광 부재(UAB)가 배치될 수 있다. 상부 흡광 부재(UAB)는 제1 표시 기판(10)의 화소 정의막(PDL)과 중첩하며, 비발광 영역(NEM)에 위치할 수 있다. 상부 흡광 부재(UAB)는 발광 영역(EMA)과 중첩하는 제2 기판(210)의 일면을 노출하는 개구부를 포함할 수 있다. 상부 흡광 부재(UAB)는 표시 장치로부터 광 출사를 차단할 뿐만 아니라, 외광 반사를 억제하는 역할도 함께 할 수 있다. 상부 흡광 부재(UAB)는 평면도상 격자 형상으로 형성될 수 있다.
상부 흡광 부재(UAB)는 유기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 상부 흡광 부재(UAB)는 가시광 파장 대역을 흡수하는 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 흡광 부재(UAB)는 표시 장치의 블랙 매트릭스로 사용되는 물질로 이루어질 수 있다. 상부 흡광 부재(UAB)는 차광 부재의 일종일 수 있다.
다른 실시예에서, 상부 흡광 부재(UAB)는 가시광 파장 중 특정 파장 대역의 빛은 흡수하고, 다른 특정 파장 대역의 빛은 투과시킬 수도 있다. 예를 들어, 상부 흡광 부재(UAB)는 일 컬러 필터층(CFL)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상부 흡광 부재(UAB)는 청색의 제3 컬러 필터층('CFL_3' 참조)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상부 흡광 부재(UAB)는 제3 컬러 필터층(CFL_3)과 일체화되어 형성될 수도 있다. 상부 흡광 부재(UAB)는 생략될 수도 있다.
상부 흡광 부재(UAB)가 배치된 제2 기판(210)의 일면 상에는 컬러 필터층(CFL)이 배치될 수 있다. 컬러 필터층(CFL)은 각 서브 화소(PXS)의 해당하는 색이 아닌 다른 색의 빛이 방출되는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다. 컬러 필터층(CFL)은 상부 흡광 부재(UAB)의 개구부를 통해 노출되는 제2 기판(210)의 일면 상에 배치될 수 있다. 나아가, 컬러 필터층(CFL)은 인접한 상부 흡광 부재(UAB) 상에도 일부 배치될 수 있다.
컬러 필터층(CFL)은 제1 서브 화소(PXS_1)에 배치되는 제1 컬러 필터층(CFL_1), 제2 서브 화소(PXS_2)에 배치되는 제2 컬러 필터층(CFL_2) 및 제3 서브 화소(PXS_3)에 배치되는 제3 컬러 필터층(CFL_3)을 포함할 수 있다. 각 컬러 필터층(CFL)는 해당하는 색 파장 이외의 파장을 흡수하는 염료나 안료 같은 색료(colorant)를 포함할 수 있다. 제1 컬러 필터층(CFL_1)은 적색 컬러 필터층이고, 제2 컬러 필터층(CFL_2)은 녹색 컬러 필터층이고, 제3 컬러 필터층(CFL_3)은 청색 컬러 필터층일 수 있다. 도면에서는 이웃하는 컬러 필터층(CFL)이 상부 흡광 부재(UAB) 상에서 서로 이격되도록 배치된 경우를 예시하였지만, 이웃하는 컬러 필터층(CFL)은 상부 흡광 부재(UAB) 상에서 상호 부분적으로 중첩할 수도 있다.
컬러 필터층(CFL) 상에는 제1 캡핑층(CPL1)이 배치될 수 있다. 제1 캡핑층(CPL1)은 외부로부터 수분 또는 공기 등의 불순물이 침투하여 컬러 필터층(CFL)을 손상시키거나 오염시키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 캡핑층(CPL1)은 컬러 필터층(CFL)의 색료가 다른 구성으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
제1 캡핑층(CPL1)은 컬러 필터층(CFL)의 일면(도 2에서 하면)과 직접 접할 수 있다. 제1 캡핑층(CPL1)은 무기 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 캡핑층(CPL1)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물 및 실리콘 산질화물 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 캡핑층(CPL1) 상에는 컬러 제어층(WCL, TPL)이 배치된다. 컬러 제어층은 입사된 빛의 파장을 변환하는 파장 변환층(WCL) 및/또는 입사된 빛의 파장을 유지하여 통과시키는 투광층(TPL)을 포함할 수 있다. 파장 변환층(WCL) 또는 투광층(TPL)은 서브 화소(PXS)마다 분리되도록 배치될 수 있다. 파장 변환층(WCL) 또는 투광층(TPL)은 발광 영역(EMA) 및 출광 영역(TA)에 대해 두께 방향으로 중첩할 수 있다. 이웃하는 파장 변환층(WCL) 또는 투과층은 서로 이격될 수 있다. 상기 이격 공간은 대체로 차광 영역(BA)에 중첩할 수 있다. 상기 이격 공간은 평면도상 격자 형상을 갖는 골짜기부를 이룬다.
발광층(EML)으로부터 입사된 광의 파장이 해당 서브 화소(PXS)의 색과 상이하여 그 파장을 변환할 필요가 있는 서브 화소(PXS)에는 파장 변환층(WCL)이 배치될 수 있다. 발광층(EML)으로부터 입사된 광의 파장이 해당 서브 화소(PXS)의 색과 동일한 서브 화소(PXS)에는 투광층(TPL)이 배치될 수 있다. 예시된 실시예는 각 서브 화소(PXS)의 발광층(EML)이 제3 색을 발광하는 경우로서, 제1 서브 화소(PXS_1)와 제2 서브 화소(PXS_2)에는 파장 변환층(WCL)이 배치되고, 제3 서브 화소(PXS_3)에는 투광층(TPL)이 배치되는 예에 해당한다. 다른 예로, 각 서브 화소(PXS)의 발광층(EML)이 자외선 등 각 서브 화소(PXS)의 색상과 상이한 파장의 빛을 발광할 때에는 투광층(TPL) 없이 파장 변환층(WCL)만 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 각 서브 화소(PXS)의 발광층(EML)이 각 서브 화소(PXS)의 색상에 해당하는 빛을 발광할 때에는 파장 변환층(WCL) 없이 투광층(TPL)만 배치되거나, 모든 서브 화소(PXS)에 걸쳐서 투광층(TPL)이 생략될 수도 있다.
예시된 실시예에서, 파장 변환층(WCL)은 제1 서브 화소(PXS_1)에 배치되는 제1 파장 변환 패턴(WCL1)과 제2 서브 화소(PXS_2)에 배치되는 제2 파장 변환 패턴(WCL2)을 포함할 수 있다.
제1 파장 변환 패턴(WCL1)은 제1 베이스 수지(BRS1) 및 제1 베이스 수지(BRS1) 내에 배치된 제1 파장 변환 물질(WCP1)을 포함할 수 있다. 제2 파장 변환 패턴(WCL2)은 제2 베이스 수지(BRS2) 및 제2 베이스 수지(BRS2) 내에 배치된 제2 파장 변환 물질(WCP2)을 포함할 수 있다. 투광층(TPL)은 제3 베이스 수지(BRS3) 및 그 내부에 배치된 산란체(SCP)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 베이스 수지(BRS1, BRS2, BRS3)는 투광성 유기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 베이스 수지(BRS1, BRS2, BRS3)는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 카도계 수지 또는 이미드계 수지 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 제1 내지 제3 베이스 수지(BRS1, BRS2, BRS3)는 모두 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
산란체(SCP)는 금속 산화물 입자 또는 유기 입자일 수 있다. 상기 금속 산화물로는 산화 티타늄(TiO2), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 인듐(In2O3), 산화 아연(ZnO) 또는 산화 주석(SnO2) 등이 예시될 수 있고, 상기 유기 입자 재료로는 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지 등이 예시될 수 있다.
제1 파장 변환 물질(WCP1)은 청색 광을 적색 광으로 변환하고, 제2 파장 변환 물질(WCP2)은 청색 광을 녹색 광으로 변환하는 물질일 수 있다. 제1 파장 변환 물질(WCP1)과 제2 파장 변환 물질(WCP2)은 양자점, 양자 막대, 형광체 등일 수 있다. 상기 양자점은 IV족계 나노 결정, II-VI족계 화합물 나노 결정, III-V족계 화합물 나노 결정, IV-VI족계 나노 결정 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제1 파장 변환 패턴(WCL1)과 제2 파장 변환 패턴(WCL2)은 파장 변환 효율을 증가시키는 산란체(SCP)를 더 포함할 수 있다.
제3 서브 화소(PXS_3)에 배치되는 투광층(TPL)은 발광층(EML)에서 입사되는 청색 광에 대해 그 파장을 유지한 채 투과시킨다. 투광층(TPL)의 산란체(SCP)는 빛을 산란시켜, 투광층(TPL)을 통해 출사되는 빛의 출사 각도를 조절하는 역할을 할 수 있다. 투광층(TPL)은 파장 변환 물질을 불포함할 수 있다.
파장 변환층(WCL)과 투광층(TPL) 상에는 제2 캡핑층(CPL2)이 배치된다. 제2 캡핑층(CPL2)은 무기 물질로 이루어질 수 있다. 제2 캡핑층(CPL2)은 제1 캡핑층(CPL1)의 물질로 열거한 물질들 중에서 선택된 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 제2 캡핑층(CPL2)과 제1 캡핑층(CPL1)은 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 캡핑층(CPL2)은 각 파장 변환 패턴(WCL1, WCL2)과 투광층(TPL)을 덮을 수 있다. 제2 캡핑층(CPL2)은 각 파장 변환 패턴(WCL1, WCL2)과 투광층(TPL)의 일면 뿐만 아니라 측면까지도 덮을 수 있다. 이웃하는 컬러 제어층(WCL, TPL) 사이의 이격된 공간에서 제2 캡핑층(CPL2)은 제1 캡핑층(CPL1)과 접촉할 수 있다. 제2 캡핑층(CPL2)은 컬러 제어층(WCL, TPL)에 의해 형성된 표면 단차에 대해 컨포말한 형상을 가질 수 있다. 컬러 제어층(WCL, TPL)들 사이의 이격 공간의 골짜기부는 제2 캡핑층(CPL2)에 의해 완전히 채워지지 않고, 소정 깊이를 가질 수 있다.
제2 캡핑층(CPL2) 상에는 혼색 방지 부재(MBM)가 배치된다. 혼색 방지 부재(MBM)는 광 투과를 차단할 수 있는 물질로 이루어져, 인접한 서브 화소(PXS)로 광이 침범하여 혼색이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 혼색 방지 부재(MBM)는 서브 화소(PXS)의 경계를 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 혼색 방지 부재(MBM)는 컬러 제어층(WCL, TPL)들 사이의 이격 공간을 따라 배치될 수 있다. 혼색 방지 부재(MBM)는 컬러 제어층(WCL, TPL)들 사이의 이격 공간에 배치된 골짜기부를 충진할 수 있다. 혼색 방지 부재(MBM)의 일면은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 컬러 제어층(WCL, TPL)들의 일면보다 두께 방향으로 돌출될 수 있다. 혼색 방지 부재(MBM)가 주변의 파장 변환 패턴(WCL1, WCL2)이나 투광층(TPL)으로부터 돌출된 높이(또는 두께)는 1㎛ 내지 3㎛이거나, 1.4㎛ 내지 1.8㎛이거나, 약 1.6㎛일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
혼색 방지 부재(MBM)는 유기 물질을 포함할 수 있다. 혼색 방지 부재(MBM)는 가시광 파장 대역을 흡수하는 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 혼색 방지 부재(MBM)는 유기 차광 물질을 포함할 수 있다. 혼색 방지 부재(MBM)는 차광 부재의 일종으로서, 상술한 상부 흡광 부재(UAB)와 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 그에 제한되는 것은 아니다.
혼색 방지 부재(MBM)는 차광 영역(BA)과 출광 영역(TA)을 정의할 수 있다. 혼색 방지 부재(MBM)가 배치되는 영역은 차광 영역(BA)이 된다. 혼색 방지 부재(MBM)에 의해 덮이지 않은, 또는 혼색 방지 부재(MBM)가 노출하는 컬러 제어층(WCL, TPL)은 출광 영역(TA)이 될 수 있다.
제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(20) 사이에는 충진층(70)이 배치될 수 있다. 충진층(70)은 제1 표시 기판(10)과 제2 표시 기판(20) 사이의 공간을 충진하는 한편, 이들을 상호 결합하는 역할을 할 수 있다. 충진층(70)은 제1 표시 기판(10)의 박막 봉지 구조물(120)과 제2 표시 기판(20)의 제2 캡핑층(CPL2) 사이에 배치될 수 있다. 충진층(70)은 Si계 유기물질, 에폭시계 유기물질 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 도 4의 표시 장치의 광 진행 경로를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 각 서브 화소(PXS)의 발광층(EML)으로부터 방출된 광은 대체로 상부의 컬러 제어층(WCL, TPL)을 향한다. 제1 서브 화소(PXS_1)에서는 발광층(EML)으로부터 방출된 청색 광이 제1 파장 변환층(WCL)의 제1 파장 변환 물질(WCP1)에 의해 적색 광으로 변환되어 상부로 방출된다. 제2 서브 화소(PXS_2)에서는 발광층(EML)으로부터 방출된 청색 광이 제2 파장 변환층(WCL)의 제2 파장 변환 물질(WCP2)에 의해 녹색 광으로 변환되어 상부로 방출된다. 제3 서브 화소(PXS_3)에서는 발광층(EML)으로부터 방출된 청색 광이 투광층(TPL)을 통해 파장 변환 없이 출사된다.
컬러 제어층(WCL, TPL)에서 광은 파장 변환 물질(WCP1, WCP2) 및/또는 산란체(SCP)에 충돌하면서 산란될 수 있다. 산란 광의 일부는 이웃하는 서브 화소(PXS) 측으로 진행할 수 있지만, 서브 화소(PXS)들 사이에 배치된 혼색 방지 부재(MBM)에 의해 이웃하는 서브 화소(PXS)로 침범하는 것이 차단될 수 있다.
한편, 발광 영역(EMA)의 발광층(EML)에서 방출된 광은 소정의 지향각을 가져, 수직 방향 뿐만 아니라 외측으로 경사진 방향으로도 진행할 수 있다. 발광층(EML)과 컬러 제어층(WCL, TPL)이 일정한 간격을 가지며 이격되어 있기 때문에, 경우에 따라서는 특정 서브 화소(PXS)의 발광층(EML)에서 방출된 빛이 이웃하는 서브 화소(PXS)의 컬러 제어층(WCL, TPL)을 향해 진행할 수 있다. 혼색 방지 부재(MBM)는 상기와 같이 이웃하는 서브 화소(PXS)의 컬러 제어층(WCL, TPL)으로 향하는 광을 차단하는 역할을 수행할 수 있다. 빛의 혼색 방지 부재(MBM)가 컬러 제어층(WCL, TPL)보다 더 돌출될 경우, 광 마스킹 역할을 더욱 효과적으로 수행할 수 있다.
혼색 방지 부재(MBM)가 서브 화소(PXS) 간 광이 섞이는 것을 어느 정도 방지하긴 하지만, 발광층(EML)에서 방출되어 혼색 방지 부재(MBM)에 의해 흡수되는 광이 많아지면 표시 장치의 표시 효율이 감소한다. 발광층(EML)이 비효율적으로 너무 많은 광량을 방출하면 소비 전력이 증가할 뿐만 아니라, 발광층(EML)의 열화도 가속화될 수 있다. 따라서, 발광 영역(EMA)의 면적(평면도상 면적을 의미함)은 발광층(EML)으로부터 방출되는 광의 지향각을 고려하여 설계되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 발광 영역(EMA)의 면적이 대응하는 출광 영역(TA)의 면적보다 크면, 외측으로 경사진 방향으로 진행하는 광 뿐만 아니라, 수직으로 진행하는 광의 일부도 혼색 방지 부재(MBM)에 의해 흡수되므로 광 효율 측면에서 불리할 수 있다.
이와 같은 관점에서, 발광 영역(EMA)의 면적은 대응하는 출광 영역(TA)의 면적보다 작거나 같을 수 있다. 또한, 평면도상 발광 영역(EMA)의 각 변은 출광 영역(TA)의 각 변과 중첩하거나(면적이 같은 경우), 출광 영역(TA)의 각 변보다 내측에 배치(출광 영역(TA)의 면적이 더 큰 경우)될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 정렬 오차 등에 기인하여 출광 영역(TA)의 일부의 변이 대응하는 발광 영역(EMA)의 변보다 내측에 위치할 수도 있다.
발광 영역(EMA)이 출광 영역(TA)보다 작은 면적을 가질 경우, 이들을 중첩하여 배치하였을 때, 발광 영역(EMA)의 각 변과 그에 대응하는 출광 영역(TA)의 각 변의 간격은 둘레를 따라 균일할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
발광 영역(EMA)의 각 변과 그에 대응하는 출광 영역(TA)의 각 변의 간격은 서브 화소(PXS) 별로 상이할 수도 있다. 예를 들어, 제1 서브 화소(PXS_1)와 제2 서브 화소(PXS_2)는 출광 영역(TA)의 면적이 발광 영역(EMA)의 면적보다 크고, 평면도상 변들의 간격이 동일한 반면, 제3 서브 화소(PXS_3)는 출광 영역(TA)의 면적과 발광 영역(EMA)의 면적이 동일하여 각 변들이 중첩할 수 있다.
상술한 발광 영역(EMA)과 출광 영역(TA)은 각각 표시 장치의 개구율에 관계된다. 표시 장치의 개구율은 평면도상 전체 면적에서 광이 얼마나 투과하는지에 의해 결정된다. 발광 영역(EMA)은 화소 정의막(PDL)에 의해 정의된 발광층(EML)이 배치된 영역으로 제1 표시 기판(10)의 개구부에 해당하며, 제1 표시 기판(10)의 개구율은 제1 표시 기판(10)의 표시 영역의 전체 면적에 대한 발광 영역(EMA)이 차지하는 면적의 비율로 계산될 수 있다. 출광 영역(TA)은 혼색 방지 부재(MBM)에 의해 정의된 컬러 제어층(WCL, TPL)이 배치된 영역으로 제2 표시 기판(20)의 개구부에 해당하며, 제2 표시 기판(20)의 개구율은 제2 표시 기판(20)의 표시 영역의 전체 면적에 대한 출광 영역(TA)이 차지하는 면적의 비율로 계산될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 표시 기판(20)의 개구율은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 50% 이상일 수 있다. 제2 표시 기판(20)의 개구율의 상한은 제한이 없지만, 예를 들어, 70%, 60% 또는 55%일 수 있다. 개별 서브 화소(PXS)의 개구부는 중첩된 발광 영역(EMA)과 출광 영역(TA)을 모두 포함할 수 있는데, 광이 방출되는 표시면을 기준으로 할 때, 서브 화소(PXS)의 개구부는 출광 영역(TA)으로 정의될 수 있다.
하나의 화소(PX) 내에서 서브 화소(PXS)의 개구부의 형상 및 배치는 표시 장치의 휘도와 발광 효율 뿐만 아니라, 색재현율을 좌우할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명을 위해 도 6 및 도 7이 참조된다.
도 6 및 도 7은 다양한 실시예들에 따른 서브 화소 개구부의 배열을 나타낸 배치도들이다. 도 6 및 도 7에서 가로변과 세로변의 길이가 L인 하나의 화소(PX) 당 3개의 서브 화소(PXS)의 개구부(즉, 출광 영역(TA))들이 배치되어 있다. 상술한 바와 같이, 본 실시예에서 서브 화소(PXS) 개구부는 서브 화소(PXS)의 출광 영역(TA)과 동일한 개념으로 사용된다.
도 6은 3개의 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)들이 모두 직사각형 형상인 스트라이프 타입의 배열을 도시한다. 도 6의 3개의 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)은 모두 세로변이 긴 직사각형으로 동일한 형상 및 면적을 갖는다. 도 7은 3개의 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)들의 형상이 상이한 경우로서, 소위 s-스트라이프 타입으로 불리우는 일 배열을 예시한다. 도 7의 제1 출광 영역(TA1)은 정사각형 형상이고, 제2 출광 영역(TA2)은 세로변이 가로변보다 긴 직사각형이며, 제3 출광 영역(TA3)은 가로변이 세로변보다 긴 직사각형이다. 예시된 실시예에서, 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)의 각 변은 화소(PX)의 가로변 또는 세로변과 실질적으로 평행하다.
도 6 및 도 7의 배열에서, 각 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)은 차광 영역(BA)에 둘러싸인다. 인접한 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)은 차광 영역(BA)에 의해 차광 영역(BA)의 폭만큼 이격된다. 차광 영역(BA)의 폭은 출광 영역(TA)의 설계 마진, 인접하는 서브 화소(PXS) 간 혼색 방지 등에 관계된다. 차광 영역(BA)의 폭이 클수록 혼색 방지에 유리할 수 있다. 차광 영역(BA)의 폭이 구간 별로 상이한 경우, 혼색의 우려는 차광 영역(BA)의 최소 폭에 좌우될 것이다. 도 6 및 도 7에서는 설명의 편의상 차광 영역(BA)의 폭이 그 연장 방향을 따라 균일한 경우를 예시한다.
한편, 화소(PX)는 차광 영역(BA)만큼 출광 영역(TA)이 줄어들어 개구율이 감소한다. 차광 영역(BA)의 면적이 넓을수록 휘도 측면에서 불리해질 수 있다. 따라서, 혼색 방지를 위해 적절한 차광 영역(BA)의 폭을 갖는 범위 내에서, 휘도 저하 방지를 위해 차광 영역(BA)의 면적을 최소화하고, 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)의 면적을 가급적 넓게 하는 것이 바람직하다.
혼색 방지를 위한 차광 영역(BA)의 한계 폭이 2d인 경우, 서브 화소(PXS) 개구부의 면적을 최대로 하기 위해 인접한 서브 화소(PXS) 개구부들간 제1 방향(DR1)의 간격 및 제2 방향(DR2)의 간격은 모두 2d로 설정될 수 있다. 상기 2d의 간격은 하나의 화소(PX) 내에 배치되는 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)들 뿐만 아니라, 서로 다른 화소(PX)에 속하는 인접 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)들 사이에서도 유지될 수 있다. 따라서, 화소(PX)의 경계에 인접한 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)의 변과 화소(PX)의 경계 사이의 간격은 d로 설정될 수 있다.
도 6 및 도 7의 차광 영역(BA)의 면적을 비교하면, 화소(PX) 테두리의 차광 영역(BA)과 화소(PX) 내부에서 제1 방향(DR1)을 따라 가로지르는 차광 영역(BA)은 상호 공통(S1, S2 참조)으로 그 면적이 동일하다. 나머지 부분(S31, S32)의 경우, 도 5의 S31은 {(L-2d)*2d}의 면적을 갖는 반면, 도 6의 S32는 {x*2d}의 면적을 갖는다. 여기서, x는 제1 서브 화소(PXS_1) 출광 영역(TA)의 일변의 길이로, (L-2d)에 비해 (y+2d)만큼 작은 값을 갖는다. 여기서, y는 제3 출광 영역(TA3)의 세로변의 길이로 양의 값을 갖는다. 도 7의 S32가 도 6의 S31보다 작은 값을 가지므로, 도 7의 화소(PX) 내 차광 영역(BA)의 면적은 도 6의 화소(PX) 내 차광 영역(BA)의 면적보다 작게 된다. 따라서, s-스트라이프 타입의 화소(PX) 배열이 스트라이프 타입의 화소(PX) 배열에 비해 더 높은 개구율을 확보할 수 있다.
한편, 도 7의 s-스트라이프 배열은 스트라이프 배열보다 휘도 측면에서 유리한 장점이 있는 반면, 각 서브 화소(PXS) 개구부의 면적을 자유롭게 조절하는 데에는 일정한 제한이 있다.
예를 들어, 도 6의 스트라이프 배열은 3개의 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)을 동일한 면적으로 형성할 수도 있고, 상이한 면적으로 형성할 수도 있다. 상이한 면적으로 형성할 경우에도 어느 위치의 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)을 더 크게 할 것인지에 대한 자유로운 설계가 가능하다.
반면, 정사각형 출광 영역(TA1)과 직사각형 출광 영역(TA2, 3)가 혼재된 도 7의 s-스트라이프 배열은 각 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)의 면적을 동일하게 하기 어렵다. 정사각형 형상의 제1 출광 영역(TA1)은 가로변이 긴 직사각형 형상의 제3 출광 영역(TA3)보다 큰 면적을 갖는다. 세로변이 긴 직사각형 형상의 제2 출광 영역(TA2)은 정사각형 형상의 제1 출광 영역(TA1)보다 크게 형성할 수도 있지만, 이 경우 나머지 출광 영역(TA1, TA3)의 크기가 현저하게 작아질 것이다. 상기의 경우, 예를 들어, 세로변이 긴 제2 출광 영역(TA2)의 크기는 가로변이 긴 제3 출광 영역(TA3)의 크기의 2배 이상이 될 수 있다. 화소(PX) 내의 서브 화소(PXS) 개구부 간 면적 편차가 너무 크지 않도록 조절하기 위해서는 정사각형 형상의 제1 출광 영역(TA1)의 크기를 가장 크게 형성하는 것이 바람직할 수 있다.
각 서브 화소(PXS) 개구부의 면적 및 그에 상응하는 발광 영역(EMA)의 면적은 해당 서브 화소(PXS)의 휘도 및 효율에 관계될 뿐만 아니라, 색재현율에도 관계된다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 표시 장치의 상대 개구율별 색좌표의 이동을 보여주는 그래프이다. 도 8의 상대 개구율은 대조군의 개구율(화소(PX) 면적에 대한 3개의 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)이 차지하는 면적의 비율) 대비 해당 실시예의 개구율의 비율로 계산된 것이다. 각 실시예의 상대 개구율은 대조군 대비 차광 영역(BA)의 폭을 크게 하는 방식으로 조절되었다. 화소(PX)의 상대 개구율의 변화율은 각 서브 화소(PXS)의 출광 영역(TA) 면적의 상대 변화율과 대체로 일치하도록 하였다. 예를 들어, 대조군 대비, 화소(PX) 개구율이 85.7%이면, 각 서브 화소(PXS)의 출광 영역(TA)의 면적도 대조군 대비 85.7% 내외의 수준으로 감소한다. 각 서브 화소(PXS)는 모두 직사각형 형상을 갖는 스트라이프 타입으로서, 각 발광 영역(EMA)의 면적은 개구율 감소에 비례하여 함께 감소하도록 하였다.
도 8을 참조하면, 개구율이 감소함에 따라 색좌표의 변화가 측정되었다. 대조군 대비 72.6%의 개구율을 갖는 실시예의 경우, 녹색(G) 색좌표는 약 1.4% 만큼 변화하고, 청색(B) 색좌표는 약 2.5% 만큼 변화하였다. 반면, 적색(R) 색좌표는 약 8.8% 만큼 변화하여 다른 색 대비 훨씬 높은 색좌표 이동율을 보였다. 이것은, 적색 서브 화소(PXS)의 출광 영역(TA)의 면적이 작아져 해당 발광 영역(EMA)의 면적이 작아질수록 색좌표가 급격하게 변한다는 것을 의미하는 것으로 분석된다.
출광 영역(TA) 내부에서 발광 영역(EMA)의 각 변이 출광 영역(TA)의 각 변에 대해 일정한 간격을 갖는 것으로 가정할 때, 정사각형 형상의 출광 영역(TA) 내부의 발광 영역(EMA)의 면적은 동일 면적의 직사각형 형상의 출광 영역(TA) 내부의 발광 영역(EMA)의 면적보다 크다. 즉, 정사각형 형상의 서브 화소(PXS) 개구부와 직사각형 형상의 서브 화소(PXS) 개구부가 동일 면적 비율로 감소하더라도, 정사각형 형상의 내부에 배치된 발광 영역(EMA)의 면적 감소율이 더 작다. 따라서, 면적 감소에 따른 색좌표 이동률이 높은 적색 서브 화소(PXS)를 면적 감소율이 작은 정사각형 서브 화소(PXS) 발광 영역(TA)에 배치하면, 색재현율을 용이하게 제어할 수 있다.
이하, 상기한 개구율 및 색재현율을 고려한 일 실시예에 따른 표시 장치의 서브 화소(PXS) 배열에 대해 설명한다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 각 출광 영역의 배치도이다.
화소(PX)와 서브 화소(PXS) 출광 영역(TA)의 각 변은 대체로 제1 방향(DR1) 또는 제2 방향(DR2)으로 연장할 수 있다. 각 사각형에서 제1 방향(DR1)으로 연장하며 상대적으로 평면도상 상측에 위치하는 변은 제1 가로변으로, 제1 가로변에 대향하며 상대적으로 평면도상 하측에 위치하는 변은 제2 가로변으로 지칭된다. 또한, 제2 방향(DR2)으로 연장하며 상대적으로 평면도상 좌측에 위치하는 변은 제1 세로변으로, 제1 세로변에 대향하며 상대적으로 평면도상 우측에 위치하는 변은 제2 세로변으로 지칭된다.
제1 서브 화소(PXS_1)의 제1 출광 영역(TA1)은 실질적인 정사각형 형상을 가질 수 있다. 제2 서브 화소(PXS_2)의 제2 출광 영역(TA2)은 세로변이 가로변보다 긴 실질적인 직사각형 형상일 수 있다. 제3 서브 화소(PXS_3)의 제3 출광 영역(TA3)은 가로변이 세로변보다 긴 실질적인 직사각형 형상일 수 있다. 제2 출광 영역(TA2)의 세로변은 제1 출광 영역(TA1)의 가로변, 세로변 및 제3 출광 영역(TA3)의 가로변보다 길 수 있다. 제3 출광 영역(TA3)의 가로변은 제1 출광 영역(TA1)의 가로변과 실질적으로 동일한 길이를 가질 수 있다. 제3 출광 영역(TA3)의 면적은 제1 출광 영역(TA1)의 면적 및 제2 출광 영역(TA2)의 면적보다 작을 수 있다. 또한, 제1 출광 영역(TA1)의 면적은 제2 출광 영역(TA2)의 면적보다 클 수 있다.
제1 출광 영역(TA1)은 화소(PX)의 우하측에 배치될 수 있다. 제1 출광 영역(TA1)의 제2 가로변은 화소(PX)의 제2 가로변과 대향한다. 제1 출광 영역(TA1)의 제2 세로변은 화소(PX)의 제2 세로변과 대향한다.
제2 출광 영역(TA2)은 화소(PX)의 좌측에 배치될 수 있다. 제2 출광 영역(TA2)의 제1 세로변은 화소(PX)의 제1 세로변과 대향한다. 제2 출광 영역(TA2)의 제2 가로변은 화소(PX)의 제2 가로변과 대향한다. 제2 출광 영역(TA2)의 제1 가로변은 화소(PX)의 제1 가로변과 대향한다.
제3 출광 영역(TA3)은 화소(PX)의 우상측에 배치될 수 있다. 제3 출광 영역(TA3)의 제1 가로변은 화소(PX)의 제1 가로변과 대향한다. 제3 출광 영역(TA3)의 제2 세로변은 화소(PX)의 제2 세로변과 대향한다.
아울러, 제1 출광 영역(TA1)의 제1 가로변은 제3 출광 영역(TA3)의 제2 가로변과 대향한다. 제2 출광 영역(TA2)의 제2 세로변은 제1 출광 영역(TA1)의 제1 세로변 및 제3 출광 영역(TA3)의 제1 세로변과 대향한다.
상술한 출광 영역(TA)의 변 또는 화소(PX)의 변의 대향 관계에서, 대향하는 변들 사이에는 다른 출광 영역(TA)이 배치되지 않으며, 상기 언급된 대향하는 변들 사이에 차광 영역(BA)이 배치될 수 있다. 차광 영역(BA)의 폭은 상술한 바와 같이 출광 영역(TA)의 설계 마진, 인접하는 서브 화소(PXS) 간 혼색 방지 등에 관계된다. 상기 변수들을 고려한 차광 영역(BA)의 최소 폭은 22㎛ 이상이고, 바람직한 차광 영역(BA)의 최소 폭은 24 ㎛ 이상이며, 더욱 바람직하게는 26㎛ 이상일 수 있다. 차광 영역(BA)의 최소 폭의 상한에는 제한이 없지만, 예를 들어, 28㎛ 이하일 수 있다. 차광 영역(BA)의 최소 폭의 상한은 제2 표시 기판(20)의 개구율을 50% 이상으로 유지하는 선에서 조절되는 것이 바람직할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 차광 영역(BA)에는 스페이서(SPC)가 배치될 수 있다. 스페이서(SPC)는 차광 영역(BA) 내에 배치되며, 출광 영역(TA)과는 비중첩할 수 있다. 일 실시예에서, 스페이서(SPC)는 화소(PX) 하나 당 하나씩 배치될 수 있다. 예를 들어, 화소(PX)의 제1 세로변 측에 하나가 배치되고, 화소(PX)의 제2 세로변 측에 다른 하나가 배치될 수 있다. 하나의 스페이서(SPC)는 인접한 2개의 화소(PX)에 걸쳐 배치될 수 있다. 스페이서(SPC)의 직경은 차광 영역(BA)의 최소 폭보다 클 수 있다.
스페이서(SPC)가 배치된 영역에서의 차광 영역(BA)의 폭은 차광 영역(BA)의 최소 폭보다 클 수 있다. 스페이서(SPC)에 의해 차광 영역(BA)의 폭이 확대됨에 따라, 인접한 서브 화소(PXS)의 출광 영역(TA)의 변은 그 형상이 달라지면서 해당 면적이 감소할 수 있다. 일 실시예에서, 스페이서(SPC)는 화소(PX)의 세로변에 인접 배치될 수 있다. 구체적으로, 화소(PX)의 좌측에 위치하는 스페이서(SPC)에는 제2 출광 영역(TA2)의 제1 세로변이 인접 배치되고, 화소(PX)의 우측에 위치하는 스페이서(SPC)에는 제1 출광 영역(TA1)의 제2 세로변이 인접 배치될 수 있다. 제2 출광 영역(TA2)의 제1 세로변은 인접한 스페이서(SPC)의 프로파일을 따라 우회하도록 내측(제1 방향(DR1) 일측)으로 함몰된 함몰부를 포함할 수 있다. 또한, 제1 출광 영역(TA1)의 제2 세로변의 경우에도 인접한 스페이서(SPC)의 프로파일을 따라 우회하도록 내측(제1 방향(DR1) 타측)으로 함몰된 함몰부를 포함할 수 있다.
발광 영역(EMA)은 평면도상 출광 영역(TA)과 닮은꼴 형상을 가지며, 각 출광 영역(TA) 내에 중첩 배치될 수 있다.
제1 서브 화소(PXS_1)의 발광 영역(EMA)(이하, 제1 발광 영역(EMA1))은 제1 출광 영역(TA1)의 내부에 배치된다. 제1 발광 영역(EMA1)의 각 변과 제1 출광 영역(TA1)의 각 변의 간격은 4㎛ 내지 12㎛일 수 있고, 일 실시예에서 제1 발광 영역(EMA1)의 각 변과 제1 출광 영역(TA1)의 각 변의 간격은 약 8㎛일 수 있다. 다시 말해, 제1 출광 영역(TA1)의 가로변과 세로변의 길이는 제1 발광 영역(EMA1)의 대응하는 가로변과 세로변의 길이에 비해 약 16㎛ 클 수 있다.
제2 서브 화소(PXS_2)의 발광 영역(EMA)(이하, 제2 발광 영역(EMA2))은 제2 출광 영역(TA2)의 내부에 배치된다. 제2 발광 영역(EMA2)의 각 변과 제2 출광 영역(TA2)의 각 변의 간격은 4㎛ 내지 12㎛일 수 있고, 일 실시예에서 약 8㎛일 수 있다. 발광 영역(EMA)의 변과 출광 영역(TA)의 변 사이의 간격은 제1 서브 화소(PXS_1)와 제2 서브 화소(PXS_2)에서 동일할 수 있다.
제3 서브 화소(PXS_3)의 발광 영역(EMA)(이하, 제3 발광 영역(EMA3))은 제3 출광 영역(TA3)과 그 크기가 동일할 수 있다. 제3 발광 영역(EMA3)의 각 변과 제3 출광 영역(TA3)의 각 변은 상호 중첩할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 제3 서브 화소(PXS_3)의 경우에도 발광 영역(EMA3)의 변과 출광 영역(TA3)의 변 사이의 간격이 제1 서브 화소(PXS_1)나 제2 서브 화소(PXS_2)와 동일할 수도 있다.
도 9의 화소(PX) 배열은 정사각형 형상의 출광 영역(TA)을 포함하는 s-스트라이프 배열을 가짐으로써 개구율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 색재현율에 민감한 적색을 표시하는 제1 서브 화소(PXS_1)를 면적이 가장 큰 정사각형 형상 출광 영역(TA)에 배치함으로써, 색재현율을 용이하게 제어할 수 있다.
도 10은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 각 출광 영역의 배치도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 s-스트라이프 배열을 가지며, 제1 출광 영역(TA1)이 화소(PX)의 우하측에 배치되고, 정사각형 형상을 갖는 것은 도 9의 실시예와 동일하다. 다만, 도 10의 실시예는 제2 출광 영역(TA2)과 제3 출광 영역(TA3)의 배치가 도 9의 실시예와 비교할 때 뒤바뀐 점에서 도 9의 실시예와 차이가 있다.
구체적으로, 제2 출광 영역(TA2)은 화소(PX)의 상측에 배치되고, 제3 출광 영역(TA3)은 화소(PX)의 좌하측에 배치된다. 제2 출광 영역(TA2)은 가로변이 세로변보다 긴 직사각형 형상이고, 제3 출광 영역(TA3)은 세로변이 가로변보다 긴 직사각형 형상이다. 제2 출광 영역(TA2)의 가로변은 제1 출광 영역(TA1)의 가로변, 세로변 및 제2 출광 영역(TA2)의 세로변보다 길 수 있다. 제3 출광 영역(TA3)의 세로변은 제1 출광 영역(TA1)의 세로변과 실질적으로 동일한 길이를 가질 수 있다. 제3 출광 영역(TA3)의 면적은 제1 출광 영역(TA1)의 면적 및 제2 출광 영역(TA2)의 면적보다 작으며, 제1 출광 영역(TA1)의 면적은 제2 출광 영역(TA2)의 면적보다 클 수 있다.
제1 출광 영역(TA1)의 제2 가로변과 제2 세로변은 각각 화소(PX)의 제2 가로변과 제2 세로변에 대향한다. 제1 출광 영역(TA1)의 제1 가로변은 제2 출광 영역(TA2)의 제2 가로변에 대향하고, 제1 세로변은 제3 출광 영역(TA3)의 제2 세로변에 대향한다.
제2 출광 영역(TA2)의 제1 가로변, 제1 세로변 및 제2 세로변은 각각 화소(PX)의 제1 가로변, 제1 세로변 및 제2 세로변에 대향한다. 제2 출광 영역(TA2)의 제2 가로변은 제1 출광 영역(TA1)의 제1 가로변 및 제3 출광 영역(TA3)의 제1 가로변에 대향한다.
제3 출광 영역(TA3)의 제1 세로변과 제2 가로변은 각각 화소(PX)의 제1 세로변과 제2 가로변에 대향한다. 제3 출광 영역(TA3)의 제1 가로변은 제2 출광 영역(TA2)의 제2 가로변에 대향하고, 제3 출광 영역(TA3)의 제2 세로변은 제1 출광 영역(TA1)의 제1 세로변에 대향한다.
스페이서(SPC)는 화소(PX)의 세로변에 배치되며, 그에 따라 스페이서(SPC)에 인접 배치된 제1 출광 영역(TA1)의 제2 세로변과 제3 출광 영역(TA3)의 제1 세로변이 스페이서(SPC)의 프로파일을 따라 우회하도록 내측으로 함몰된 함몰부를 포함할 수 있다.
도 10의 화소(PX) 배열의 경우에도 도 9의 화소(PX) 배열과 마찬가지로 정사각형 형상의 출광 영역(TA)을 포함하는 s-스트라이프 배열을 가짐으로써 개구율을 높이고, 제1 서브 화소(PXS_1)를 면적이 가장 큰 정사각형 형상 출광 영역(TA)에 배치함으로써, 색재현율을 용이하게 제어할 수 있다.
도 11 및 도 12는 몇몇 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 각 출광 영역의 배치도들이다. 도 11은 출광 영역(TA)이 가로변이 세로변보다 긴 직사각형 형상을 갖는 가로 스트라이프 타입의 화소(PX) 배열의 예를, 도 12는 출광 영역(TA)이 세로변이 가로변보다 긴 직사각형 형상을 갖는 세로 스트라이프 타입의 화소(PX) 배열의 예를 각각 나타낸다.
도 11 및 도 12의 스트라이프 타입의 화소(PX) 배열과 도 9 및 도 10의 s-스트라이프 타입의 화소(PX) 배열의 개구율을 측정하고 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
화소(PX) 배열 제1 발광영역
(Red)		 제2 발광영역
(green)		 제3 발광영역
(Blue)		 제1 표시기판
개구율
가로 스트라이프 13.4 10.22 9.62 33.24
세로 스트라이프 13.4 10.01 9.62 33.05
s-스트라이프 A 14.63 9.73 9.62 33.98
s-스트라이프 B 14.54 10.1 9.61 34.26
화소(PX) 배열 제1 출광영역
(Red)		 제2 출광영역
(green)		 제3 출광영역
(Blue)		 제2 표시기판 개구율 차광영역
최소폭(㎛)
가로 스트라이프 22.36 18.63 9.62 50.62 23.5
세로 스트라이프 22.34 18.61 9.62 50.58 22.5
s-스트라이프 A 22.33 18.66 9.61 50.61 27.5
s-스트라이프 B 22.35 18.63 9.61 50.6 26
상기 표 1은 제1 표시 기판(10)의 개구율로서, 화소(PX) 전체 면적에 대해 발광 영역(EMA)이 차지하는 면적의 비율(%)을 나타낸다. 표 2는 제2 표시 기판(20)의 개구율로서, 화소(PX) 전체 면적에 대한 출광 영역(TA)이 차지하는 면적의 비율(%)을 나타낸다. 또한, 표 1 및 표 2에서 s-스트라이프 A는 도 9의 화소(PX) 배열을, s-스트라이프 B는 도 10의 화소(PX) 배열을, 가로 스트라이프는 도 11의 화소(PX) 배열을, 세로 스트라이프는 도 12의 화소(PX) 배열을 각각 나타낸다.
상기 표 1 및 표 2를 참조하면, s-스트라이프 배열은 스트라이프 배열에 대해 동일한 개구율을 기준으로 더 넓은 차광 영역(BA) 최소 폭을 확보한다. 따라서, s-스트라이프 배열이 혼색 방지에 더 우수하며, 최소 폭을 동일하게 하였을 때에는 개구율이 더 우수해질 것임을 알 수 있다.
또한, s-스트라이프 배열은 스트라이프 배열과 비교할 때, 동일한 면적의 제1 출광 영역(TA1)에 대해 제1 발광 영역(EMA1)의 면적이 더 넓다. 따라서, 상술한 도 9 및 도 10의 s-스트라이프 배열은 색재현율에 민감한 적색 서브 화소(PXS)의 제1 발광 영역(EMA1)의 면적 감소율을 줄여, 높은 색재현율을 나타낼 수 있음을 알 수 있다.
이하, 다른 실시예들에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 이미 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략하거나 간략화하며, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 13은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 제1 표시 기판이 하부 흡광 부재(BAB)를 더 포함하는 점에서 도 4의 실시예와 차이가 있다.
구체적으로 설명하면, 제1 표시 기판의 하부 흡광 부재(BAB)는 박막 봉지 구조물(120) 상에 배치될 수 있다. 하부 흡광 부재(BAB)는 화소 정의막(PDL)에 중첩하도록 배치될 수 있다. 하부 흡광 부재(BAB)는 발광층(EML)으로부터 방출된 빛이 이웃하는 서브 화소(PXS)의 출광 영역(TA)으로 혼합되지 않도록 차단하는 역할을 할 수 있다. 본 실시예의 경우, 이와 같은 하부 흡광 부재(BAB)에 의해 서브 화소(PXS)별 혼색이 더욱 차단될 수 있다.
하부 흡광 부재(BAB)는 유기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 하부 흡광 부재(BAB)는 가시광 파장 대역을 흡수하는 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하부 흡광 부재(BAB)는 표시 장치의 블랙 매트릭스로 사용되는 물질로 이루어질 수 있다. 하부 흡광 부재(BAB)는 차광 부재의 일종일 수 있다. 하부 흡광 부재(BAB)는 상부 흡광 부재(UAB)와 두께 방향으로 중첩할 수 있다.
하부 흡광 부재(BAB)의 폭은 화소 정의막(PDL)의 폭 이하일 수도 있고, 그보다 클 수도 있다. 제1 표시 기판의 하부 흡광 부재(BAB)는 화소 정의막(PDL)과 함께 발광 영역(EMA)을 정의할 수 있다. 예를 들어, 하부 흡광 부재(BAB)가 하부의 화소 정의막(PDL)보다 작거나 같은 폭을 갖고, 화소 정의막(PDL) 내부에 완전히 중첩하는 경우, 발광 영역(EMA)은 화소 정의막(PDL)에 의해 정의될 것이다. 만약, 하부 흡광 부재(BAB)의 폭이 화소 정의막(PDL)보다 커서 평면도상 하부 흡광 부재(BAB)가 화소 정의막(PDL)보다 외측으로 돌출되는 경우, 발광 영역(EMA)의 경계는 돌출된 하부 흡광 부재(BAB)에 의해 정의될 수 있다. 이 경우, 제1 표시 기판의 개구율은 하부 흡광 부재(BAB)의 늘어난 폭만큼 줄어들 수 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 제2 표시 기판의 혼색 방지 부재(MBM)가 컬러 제어층(WCL, TPL)을 형성하는 격벽으로 작용한 점에서 도 4의 실시예와 차이가 있다.
즉, 컬러 제어층(WCL, TPL)은 혼색 방지 부재(MBM)에 의해 둘러싸인 공간에 형성된다. 컬러 제어층(WCL, TPL)은 잉크젯 인쇄 등의 방식으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 제2 캡핑층(CPL2)은 컬러 제어층(WCL, TPL) 뿐만 아니라, 혼색 방지 부재(MBM)를 모두 덮는다.
도면으로 도시하지는 않았지만, 컬러 제어층(WCL, TPL)과 혼색 방지 부재(MBM) 사이에 제3 캡핑층이 더 배치될 수도 있다. 이 경우, 제3 캡핑층은 제2 표시 기판의 전면(whole surface)을 따라 배치되며, 출광 영역(TA)에서 제1 캡핑층(CPL1)과 직접 접하고, 혼색 방지 부재(MBM)의 일면에서 제2 캡핑층(CPL2)과 직접 접할 수 있다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 15의 실시예는 상술한 컬러 제어층(WCL, TPL)과 혼색 방지 부재(MBM)가 제1 기판(110) 상에 순차 형성될 수 있음을 예시한다.
구체적으로 설명하면, 박막 봉지 구조물(120) 상에 하부 흡광 부재(BAB)가 배치된다. 하부 흡광 부재(BAB) 상에는 제1 캡핑층(CPL1)이 배치된다. 제1 캡핑층(CPL1) 상에 서브 화소(PXS) 별로 컬러 제어층(WCL, TPL)이 배치되고, 컬러 제어층(WCL, TPL) 상에 제2 캡핑층(CPL2)이 배치된다. 제2 캡핑층(CPL2) 상에 이웃하는 컬러 제어층(WCL, TPL) 사이의 골짜기부에는 혼색 방지 부재(MBM)가 배치된다. 제2 캡핑층(CPL2) 및 혼색 방지 부재(MBM) 상에는 서브 화소(PXS) 별로 컬러 필터층(CFL) 및 상부 흡광 부재(UAB)가 순차 배치될 수 있다.
나아가, 컬러 필터층(CFL) 및 상부 흡광 부재(UAB) 상부에는 충진층(70)이 배치되고, 그 상부에 제2 기판(210)이 배치될 수 있다.
본 실시예의 경우, 발광 영역(EMA)이 화소 정의막(PDL) 및/또는 하부 흡광 부재(BAB)에 의해 정의될 수 있다. 또한, 하부 흡광 부재(BAB)가 혼색 방지 부재(MBM)에도 인접 배치되므로, 출광 영역(TA)도 발광 영역(EMA)과 마찬가지로 혼색 방지 부재(MBM) 뿐만 아니라 하부 흡광 부재(BAB)에 의해 정의될 수 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 16의 실시예는 혼색 방지 부재(MBM)가 컬러 제어층(WCL, TPL)을 형성하는 격벽으로 작용한 점에서 도 15의 실시예와 차이가 있다. 즉, 컬러 제어층(WCL, TPL)은 혼색 방지 부재(MBM)에 의해 둘러싸인 공간에 형성된다. 컬러 제어층(WCL, TPL)은 잉크젯 인쇄 등의 방식으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 제2 캡핑층(CPL2)은 컬러 제어층(WCL, TPL) 뿐만 아니라, 혼색 방지 부재(MBM)를 모두 덮는다.
도면으로 도시하지는 않았지만, 컬러 제어층(WCL, TPL)과 혼색 방지 부재(MBM) 사이에 제3 캡핑층이 더 배치될 수도 있다. 이 경우, 제3 캡핑층은 제2 표시 기판의 전면(whole surface)을 따라 배치되며, 출광 영역(TA)에서 제1 캡핑층(CPL1)과 직접 접하고, 혼색 방지 부재(MBM)의 일면에서 제2 캡핑층(CPL2)과 직접 접할 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 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 표시 장치
10: 제1 표시 기판
20: 제2 표시 기판
50: 실링 부재
70: 충진층

Claims (20)

  1. 제1 색을 나타내는 제1 서브 화소, 제2 색을 나타내는 제2 서브 화소 및 제3 색을 나타내는 제3 서브 화소를 포함하는 화소를 포함하되,
    상기 화소는 상기 제1 서브 화소에 속하는 제1 출광 영역;
    상기 제2 서브 화소에 속하는 제2 출광 영역;
    상기 제3 서브 화소에 속하는 제3 출광 영역; 및
    상기 각 출광 영역 둘레에 배치된 차광 영역을 포함하고,
    상기 제1 출광 영역은 정사각형 형상이고,
    상기 제2 출광 영역 및 상기 제3 출광 영역은 직사각형 형상인 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 출광 영역과 상기 제3 출광 영역 중 어느 하나는 세로변이 긴 직사각형 형상이고, 다른 하나는 가로변이 긴 직사각형 형상인 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 색은 적색이고,
    상기 제2 색은 녹색이고,
    상기 제3 색은 청색인 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 출광 영역의 면적은 상기 제2 출광 영역의 면적보다 크고,
    상기 제2 출광 영역의 면적은 상기 제3 출광 영역의 면적보다 큰 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 차광 영역의 최소 폭은 24㎛ 이상인 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 화소의 면적에 대해 상기 제1 출광 영역, 상기 제2 출광 영역 및 상기 제3 출광 영역이 차지하는 면적의 비율은 50% 이상인 표시 장치.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 화소는 정사각형 형상인 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 화소의 가로변은 상기 각 출광 영역의 가로변에 평행하고,
    상기 화소의 세로변은 상기 출광 영역의 세로변에 평행한 표시 장치.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 화소는 상기 제1 서브 화소에 속하며 상기 제1 출광 영역과 중첩하는 제1 발광 영역,
    상기 제2 서브 화소에 속하며 상가 제2 출광 영역과 제2 발광 영역, 및
    상기 제3 서브 화소에 속하며 상기 제3 출광 영역과 중첩하는 제3 발광 영역을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 발광 영역의 각 변은 상기 제1 출광 영역의 각 변보다 내측에 배치되고,
    상기 제2 발광 영역의 각 변은 상기 제2 출광 영역의 각 변보다 내측에 배치되고,
    상기 제3 발광 영역의 각 변은 상기 제3 출광 영역의 각 변에 중첩하는 표시 장치.
  11. 제1 색을 나타내는 제1 서브 화소, 제2 색을 나타내는 제2 서브 화소 및 제3 색을 나타내는 제3 서브 화소를 포함하는 화소를 포함하는 표시 장치로서,
    제1 기판,
    상기 제1 기판 상에 배치되고, 상기 각 서브 화소마다 마련된 서브 화소 전극,
    상기 제1 기판 상에 상기 서브 화소의 경계를 따라 배치되고, 상기 서브 화소 전극을 노출하는 화소 정의막,
    상기 화소 정의막에 의해 노출된 상기 각 서브 화소 전극 상에 배치된 발광층, 및
    상기 발광층 상에 배치된 공통 전극을 포함하는 제1 표시 기판; 및
    상기 제1 표시 기판에 대향하는 제2 표시 기판으로서,
    제2 기판,
    상기 제2 기판 상에 배치되고, 상기 각 서브 화소마다 마련된 컬러 제어층, 및
    상기 제2 기판 상에 배치되고, 상기 서브 화소의 경계를 따라 배치된 차광 부재를 포함하되,
    상기 차광 부재는 상기 제2 표시 기판의 출광 영역 및 차광 영역을 정의하고,
    상기 출광 영역은 상기 제1 서브 화소에 속하는 제1 출광 영역, 상기 제2 서브 화소에 속하는 제2 출광 영역, 및 상기 제3 서브 화소에 속하는 제3 출광 영역을 포함하며,
    상기 제1 출광 영역은 정사각형 형상인 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 출광 영역과 상기 제3 출광 영역 중 어느 하나는 세로변이 긴 직사각형 형상이고, 다른 하나는 가로변이 긴 직사각형 형상인 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 색은 적색이고,
    상기 제2 색은 녹색이고,
    상기 제3 색은 청색인 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 컬러 제어층은 상기 제1 서브 화소에 속하고 상기 제3 색 광을 상기 제1 색으로 변환하는 제1 파장 변환 패턴,
    상기 제2 서브 화소에 속하고 상기 제3 색 광을 상기 제2 색으로 변환하는 제2 파장 변환 패턴, 및
    상기 제3 서브 화소에 속하고 상기 제3 색 광을 투과하는 투광층을 포함하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 출광 영역의 면적은 상기 제2 출광 영역의 면적보다 크고,
    상기 제2 출광 영역의 면적은 상기 제3 출광 영역의 면적보다 큰 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 차광 영역의 최소 폭은 24㎛ 이상이고,
    상기 화소의 면적에 대해 상기 제1 출광 영역, 상기 제2 출광 영역 및 상기 제3 출광 영역이 차지하는 면적의 비율은 50% 이상인 표시 장치.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 기판과 상기 제1 파장 변환 패턴 사이에 배치된 적색 컬러 필터층,
    상기 제2 기판과 상기 제2 파장 변환 패턴 사이에 배치된 녹색 컬러 필터층, 및
    상기 제2 기판과 상기 투광층 사이에 배치된 청색 컬러 필터층을 더 포함하는 표시 장치.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 화소 정의막은 상기 제1 표시 기판의 발광 영역과 비발광 영역을 정의하며,
    상기 발광 영역은 상기 제1 서브 화소에 속하며 상기 제1 출광 영역과 중첩하는 제1 발광 영역,
    상기 제2 서브 화소에 속하며 상가 제2 출광 영역과 제2 발광 영역, 및
    상기 제3 서브 화소에 속하며 상기 제3 출광 영역과 중첩하는 제3 발광 영역을 포함하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 발광 영역의 각 변은 상기 제1 출광 영역의 각 변보다 내측에 배치되고,
    상기 제2 발광 영역의 각 변은 상기 제2 출광 영역의 각 변보다 내측에 배치되고,
    상기 제3 발광 영역의 각 변은 상기 제3 출광 영역의 각 변에 중첩하는 표시 장치.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판 사이에 상기 제1 표시 기판과 상기 제2 표시 기판을 결합하는 충진층을 더 포함하는 표시 장치.

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