KR20220112906A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20220112906A
KR20220112906A KR1020210016280A KR20210016280A KR20220112906A KR 20220112906 A KR20220112906 A KR 20220112906A KR 1020210016280 A KR1020210016280 A KR 1020210016280A KR 20210016280 A KR20210016280 A KR 20210016280A KR 20220112906 A KR20220112906 A KR 20220112906A
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이현범
조현덕
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 측면에 의하면, 기판, 상기 기판 상에 위치하고, 발광영역을 포함하는, 표시층, 상기 표시층 상부에 위치하고, 상기 발광영역과 중첩하는 제1개구를 갖는, 상부 유기절연층, 상기 상부 유기절연층 상에 위치하고, 상기 제1개구와 중첩하는 제2개구를 갖는, 하부차광층, 상기 하부차광층을 덮고, 상기 제1개구를 채우는, 상부 평탄화층 및 상기 상부 평탄화층 상에 위치하고, 상기 하부차광층과 중첩하며, 상기 제2개구와 중첩하는 제3개구를 갖는, 상부차광층을 구비하는, 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

디스플레이 장치{Display apparatus}
본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시야각 조절 성능이 향상된 디스플레이 장치에 관한 것이다.
근래에 디스플레이 장치는 그 용도가 다양해지고 있다. 또한, 디스플레이 장치의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워 그 사용의 범위가 광범위해지고 있는 추세이며, 디스플레이 장치가 다양한 분야에 활용됨에 따라 고품질의 이미지를 제공하는 디스플레이 장치의 수요가 증가하고 있다.
디스플레이 장치들 중, 유기발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
그러나 이러한 종래의 디스플레이 장치에는, 디스플레이 장치로부터 방출되는 빛 중에서 방출되는 빛이 디스플레이 장치와 인접한 외부 사물에 반사되어 사용자의 불편을 야기할 수 있는 상황 등이 발생하는 문제점이 존재하였다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 시야각 조절 성능이 향상된 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판, 상기 기판 상에 위치하고, 발광영역을 포함하는, 표시층, 상기 표시층 상부에 위치하고, 상기 발광영역과 중첩하는 제1개구를 갖는, 상부 유기절연층, 상기 상부 유기절연층 상에 위치하고, 상기 제1개구와 중첩하는 제2개구를 갖는, 하부차광층, 상기 하부차광층을 덮고, 상기 제1개구를 채우는, 상부 평탄화층 및 상기 상부 평탄화층 상에 위치하고, 상기 하부차광층과 중첩하며, 상기 제2개구와 중첩하는 제3개구를 갖는, 상부차광층을 구비하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 하부차광층은, 상기 발광영역의 적어도 일부를 둘러싸며, 상기 상부 유기절연층의 상기 발광영역 방향의 내측면을 덮는, 차단부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시층은, 상기 발광영역과 중첩하는 화소개구를 갖는 화소정의막을 포함하고, 상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 차단부의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 화소정의막의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리와 동일할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 하부차광층은, 상기 발광영역의 나머지 일부를 둘러싸며, 상기 상부 유기절연층의 상기 발광영역 방향의 내측면을 덮지 않는, 비차단부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 비차단부의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 화소정의막의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리보다 멀 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 하부차광층의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 상부차광층의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리와 동일할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 발광영역에서 방출되는 광의 휘도는, 시야각이 45도(degree) 이상인 경우 10% 이하로 감소할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시층은, 제1전극, 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되며 발광층을 포함하는 중간층을 갖는 유기발광 다이오드를 포함하고, 상기 상부차광층의 하면부터 상기 발광층의 상면까지 수직거리는 25㎛ 이상일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 상부 평탄화층의 굴절률은 상기 상부 유기절연층의 굴절률보다 클 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 제1개구의 면적은 상기 기판에서 멀어질수록 증가할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시층 상에 위치하는 봉지층 및 상기 봉지층과 상기 상부 평탄화층 사이에 위치하는 터치전극층을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 기판, 상기 기판 상에 위치하고, 복수의 발광영역들을 포함하는, 표시층, 상기 표시층 상부에 위치하고, 상기 복수의 발광영역들 각각과 중첩하는 제1개구를 갖는, 상부 유기절연층, 상기 상부 유기절연층 상에 위치하고, 상기 제1개구와 중첩하는 제2개구를 갖는, 하부차광층, 상기 하부차광층을 덮고, 상기 제1개구를 채우는, 상부 평탄화층 및 상기 상부 평탄화층 상에 위치하고, 복수의 컬러필터들이 서로 중첩하도록 배치된 영역으로서 상기 하부차광층과 중첩하는 차광영역을 포함하는, 컬러필터층을 구비하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 복수의 발광영역들은, 제1색 발광영역, 제2색 발광영역 및 제3색 발광영역을 포함하고, 상기 복수의 컬러필터들은, 상기 제1색 발광영역을 덮는 제1색 컬러필터, 상기 제2색 발광영역을 덮는 제2색 컬러필터 및 상기 제3색 발광영역을 덮는 제3색 컬러필터를 포함하고, 상기 제1색 컬러필터, 상기 제2색 컬러필터 및 상기 제3색 컬러필터는 상기 차광영역에서 서로 중첩할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 하부차광층은, 상기 발광영역의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 상부 유기절연층의 상기 발광영역 방향의 내측면을 덮는 차단부를 포함하고, 상기 차광영역은 상기 차단부와 중첩할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시층은, 상기 발광영역과 중첩하는 화소개구를 갖는 화소정의막을 포함하고, 상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 차단부의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 화소정의막의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리와 동일할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 하부차광층은, 상기 발광영역의 나머지 일부를 둘러싸며 상기 상부 유기절연층의 상기 발광영역 방향의 내측면을 덮지 않는 비차단부를 더 포함하고, 상기 차광영역은 상기 비차단부와 중첩할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 비차단부의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 화소정의막의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리보다 멀 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 하부차광층의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 차광영역의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리와 동일할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 상부 평탄화층의 굴절률은 상기 상부 유기절연층의 굴절률보다 클 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 표시층 상에 위치하는 봉지층 및 상기 봉지층과 상기 상부 평탄화층 사이에 위치하는 터치전극층을 더 구비할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시야각 조절 성능이 향상된 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 어느 하나의 화소의 등가회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 디스플레이 패널을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 4a의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7 내지 도 9는 도 6의 디스플레이 장치가 구비하는 컬러필터층들을 각각 도시하는 평면도들이다.
도 10은 도 6의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 휘도 특성을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
본 명세서에서 “A 및/또는 B”은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 그리고, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우, 또는/및 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우, 및/또는 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우를 나타낸다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 빛을 방출하는 표시영역(DA) 및 빛을 방출하지 않는 주변영역(PA)을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(1)가 구비하는 기판(100)은 표시영역(DA)에 대응하는 영역과 주변영역(PA)에 대응하는 영역을 구비할 수 있다.
표시영역(DA)에는 x축 방향으로 연장된 스캔라인(SL) 및 y축 방향으로 연장된 데이터라인(DL)이 교차하는 지점에 화소(P)들이 위치할 수 있다. 표시영역(DA)은 이미지를 표시할 수 있는 발광영역(EA, 도 5 참조)을 포함한다. 각 화소(P)는 스캔라인(SL) 및 데이터라인(DL)에 연결된 화소회로 및 화소회로에 연결된 표시요소를 구비할 수 있다.
디스플레이 장치(1)에 구비된 각 화소(P)는 소정의 색상의 빛을 방출할 수 있는 표시요소로서 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 발광 다이오드는 발광층으로 유기물을 포함하는 유기발광 다이오드를 포함할 수 있다. 또는, 발광 다이오드는 무기발광 다이오드를 포함할 수 있다. 또는, 발광 다이오드는 발광층으로 양자점을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상, 발광 다이오드가 유기발광 다이오드를 포함하는 경우로 설명한다.
도 1에서는 표시영역(DA)이 사각형인 디스플레이 장치(1)를 도시하고 있으나, 표시영역(DA)의 형상은 원형, 타원형 또는 다각형 등 임의의 형상으로 형성될 수 있다.
주변영역(PA)은 표시영역(DA)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 예컨대, 주변영역(PA)은 표시영역(DA)을 전체적으로 둘러쌀 수 있다. 주변영역(PA)에는 표시영역(DA)에 인가할 전기적 신호를 전달하는 다양한 배선들이 위치할 수 있다. 또한, 주변영역(PA)에는 표시영역(DA) 내로 인가되는 전기적 신호를 제어하기 위한 회로부의 일부가 위치할 수 있다.
주변영역(PA)은 일측에 패드영역(미도시)을 포함할 수 있다. 패드영역 상에는 복수의 패드들을 포함하는 패드부가 배치될 수 있다. 패드부에 포함된 복수의 패드들 각각은 인쇄회로기판의 패드들과 전기적으로 연결됨으로써 인쇄회로기판을 통해 입력되는 신호를 전달 받을 수 있다. 이를 위해 패드부는 복수의 패드들을 포함할 수 있다. 복수의 패드들은 절연층에 의해 덮이지 않고 노출되어 인쇄회로기판 등과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 어느 하나의 화소의 등가회로도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1, 도 1 참조)가 구비하는 각 화소(P)는 화소회로(PC) 및 화소회로(PC)에 연결된 유기발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
화소회로(PC)는 제1박막트랜지스터(T1), 제2박막트랜지스터(T2) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 각 화소(P)는 유기발광 다이오드(OLED)를 통해 예컨대, 적색, 녹색, 또는 청색의 빛을 방출하거나, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다.
제2박막트랜지스터(T2)는 스위칭 박막트랜지스터로서, 스캔라인(SL) 및 데이터라인(DL)에 연결되며, 스캔라인(SL)으로부터 입력되는 스위칭 전압에 따라 데이터라인(DL)으로부터 입력된 데이터 전압을 제1박막트랜지스터(T1)로 전달할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제2박막트랜지스터(T2)와 구동전압선(PL)에 연결되며, 제2박막트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 제1전원전압(ELVDD)의 차이에 해당하는 전압을 저장할 수 있다.
제1박막트랜지스터(T1)는 구동 박막트랜지스터로서, 구동전압선(PL)과 스토리지 커패시터(Cst)에 연결되며, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압 값에 대응하여 구동전압선(PL)으로부터 유기발광 다이오드(OLED)를 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다. 유기발광 다이오드(OLED)는 구동 전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다. 유기발광 다이오드(OLED)의 제2전극(예, 캐소드)은 제2전원전압(ELVSS)을 공급받을 수 있다.
한편, 도 2에서는 화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터(T1, T2)와 1개의 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하는 것을 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 화소회로(PC)가 포함하는 박막트랜지스터의 개수 및 커패시터의 개수는 화소회로(PC)의 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예컨대, 화소회로(PC)는 전술한 2개의 박막트랜지스터 외에 4개 또는 5개 또는 그 이상의 박막트랜지스터들을 더 포함할 수 있다. 또한, 전술한 스토리지 커패시터(Cst) 외에 1개 이상의 커패시터를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 디스플레이 패널을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10, 도 1 참조)가 구비하는 디스플레이 패널(10)은 기판(100), 표시층(200), 봉지층(300), 터치전극층(400), 제1기능층(500) 및 제2기능층(600)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 글라스, 금속 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 만일 기판(100)이 플렉서블 또는 벤더블 특성을 갖는다면, 기판(100)은 예컨대 폴리에테르술폰(polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 물론 기판(100)은 각각 이와 같은 고분자 수지를 포함하는 두 개의 층들과 그 층들 사이에 개재된 (실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 등의) 무기물을 포함하는 배리어층을 포함하는 다층구조를 가질 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
표시층(200)은 기판(100) 상에 위치할 수 있다. 표시층(200)은 화소회로층(210) 및 표시요소층(220)을 포함할 수 있다. 화소회로층(210)은 화소회로(PC, 도 2 참조)들을 포함할 수 있다. 표시요소층(220)은 복수의 화소회로(PC)들과 각각 연결된 복수의 표시요소들을 포함할 수 있다. 표시요소층(220)에 구비된 표시요소들 각각은 화소(P, 도 1 참조)를 정의할 수 있다. 화소회로층(210)은 복수의 박막트랜지스터들 및 복수의 스토리지 커패시터들을 포함할 수 있다.
봉지층(300)은 표시층(200) 상에 위치할 수 있다. 봉지층(300)은 표시요소층(220)이 포함하는 표시요소들이 수분과 같은 외부 이물질에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 봉지층(300)은 적어도 하나의 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기봉지층을 포함할 수 있다.
터치전극층(400)은 봉지층(300) 상에 위치할 수 있다. 터치전극층(400)은 외부의 입력, 예컨대 사용자의 터치 입력을 감지하고 그에 따른 좌표 정보를 획득하는 역할을 할 수 있다. 터치전극층(400)은 저항막 방식, 정전 용량 방식 등 여러가지 터치 방식 중 적어도 하나를 적용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
제1기능층(500)은 터치전극층(400) 상에 위치할 수 있다. 제1기능층(500)은 표시요소들에서 방출된 빛의 출광 효율을 향상시키기 위한 구조를 갖는 층일 수 있다. 일 실시예로, 제1기능층(500)은 광학층(510, 도 5 참조) 및 하부차광층(520, 도 5 참조)을 포함할 수 있다. 광학층(510)은 디스플레이 패널(10)의 광학적 성능을 향상시키기 위한 층일 수 있다. 하부차광층(520)은 표시요소층(220)에서 방출된 빛 및/또는 외부에서 디스플레이 패널(10)을 향해 입사하여 반사된 빛 중 디스플레이 패널(10)의 정면이 아닌 비스듬한 각도로 향하는 빛의 경로를 차단하여 디스플레이 패널(10)의 시야각 조절 성능을 향상시키기 위한 층일 수 있다. 제1기능층(500)이 포함하는 구성들에 대한 상세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.
제2기능층(600)은 제1기능층(500) 상에 위치할 수 있다. 일 실시예로, 제2기능층(600)은 상부차광층(610, 도 5 참조) 및/또는 컬러필터층(620, 도 10 참조)을 포함할 수 있다. 제2기능층(600)은 표시요소층(220)에서 방출된 빛 및/또는 외부에서 디스플레이 패널(10)을 향해 입사하여 반사된 빛 중 디스플레이 패널(10)의 정면이 아닌 비스듬한 각도를 향하는 빛의 경로를 차단하여 디스플레이 패널(10)의 시야각 조절 성능을 향상시키기 위한 층일 수 있다. 제2기능층(600)에 대한 상세한 설명은 도 5 및 도 10을 참조하여 후술한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도들이다.
도 4a 내지 도 4c는 각각 도 1의 A 영역에 포함될 수 있는 구성들의 일부에 대한 일 실시예를 확대한 평면도들에 대응한다. 한편, 도 4a 내지 도 4c에는 편의상 기판(100) 상에 배치된 구성들 중 하부차광층(520) 및 상부차광층(610)을 제외한 나머지 구성들은 도시를 생략하였다.
기판(100) 상에는 복수의 화소들이 배치되며, 화소들 각각은 발광영역(EA)을 구비한다. 화소들의 면적은 화소들 각각이 구비하는 발광영역(EA)의 면적으로 정의될 수 있다. 또한, 발광영역(EA)들 각각은 화소정의막(209, 도 5 참조)의 화소개구(OP4)에 의해서 정의될 수 있다. 즉, 화소정의막(209)은 평면도 상에서 기판(100)을 전면적으로 덮도록 배치되고, 발광영역(EA)들과 중첩하는 화소개구(OP4)를 가짐으로써, 발광영역(EA)들을 정의할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1, 도 1 참조)는 제1화소(P1), 제2화소(P2) 및 제3화소(P3)를 포함할 수 있다. 화소정의막(209)은 제1화소(P1), 제2화소(P2) 및 제3화소(P3) 각각의 발광영역(EA)과 중첩하는 화소개구(OP4)를 갖는다.
일 실시예로, 제1화소(P1)는 제1색, 제2화소(P2)는 제2색, 제3화소(P3)는 제3색의 빛을 방출할 수 있다. 제1화소(P1)는 제1색 발광영역(EA1, 도 6 참조)을 포함하고, 제2화소(P2)는 제2색 발광영역(EA2, 도 6 참조)을 포함하고, 제3화소(P3)은 제3색 발광영역(EA3, 도 6 참조)을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 제1색은 청색, 제2색은 녹색, 제3색은 적색일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 제1색은 적색, 제2색은 녹색, 제3색은 청색일 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
한편, 도 4a 내지 도 4c에서는 화소들의 발광영역(EA)들이 꼭지점이 라운드진 사각형 형상으로 구비된 경우를 도시하고 있으나 이제 제한되는 것은 아니다. 화소들의 발광영역(EA)들은 원형, 타원형, 다각형, 꼭지점이 라운드진 다각형 등 임의의 형상으로 구비될 수 있다. 또한, 화소들의 배치 또는 발광영역(EA)들의 배치에도 제한이 없다. 예컨대, 도 4a 내지 도 4c에서는 화소들 또는 발광영역(EA)들이 스트라이프 구조로 배치된 경우를 도시하고 있으나, 화소들 또는 발광영역(EA)들은 펜타일 구조, 모자익 구조, 델타 구조 등 다양한 구조로 배치될 수 있다.
또한, 화소들의 면적 또는 발광영역(EA)들의 면적 또한 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 것과 같이, 제3화소(P3)의 발광영역(EA)의 면적은 제1화소(P1)의 발광영역(EA)의 면적 및 제2화소(P2)의 발광영역(EA)의 면적과 대비하여 크게 구비될 수 있다. 또한, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 것과 달리, 제1화소(P1), 제2화소(P2) 및 제3화소(P3) 각각의 발광영역(EA)의 면적의 대소 관계는 변형될 수 있다. 또한, 제1화소(P1), 제2화소(P2) 및 제3화소(P3) 각각의 발광영역(EA)의 면적이 실질적으로 동일하게 구비되는 것도 가능하다.
화소정의막(209) 상부에는 하부차광층(520)이 배치될 수 있다. 하부차광층(520)은 발광영역(EA) 및 화소개구(OP4)와 중첩하는 제2개구(OP2)를 갖는다. 즉, 하부차광층(520)은 평면도 상에서 기판(100)을 전면적으로 덮도록 배치되고, 발광영역(EA) 및 화소개구(OP4)와 중첩하는 제2개구(OP2)를 가짐으로써, 발광영역(EA)들 각각을 전체적으로 둘러쌀 수 있다.
하부차광층(520) 상부에는 제2기능층(600, 도 3 참조)의 일 실시예인 상부차광층(610)이 배치될 수 있다. 상부차광층(610)은 하부차광층(520)과 중첩한다. 상부차광층(610)은 발광영역(EA), 화소개구(OP4) 및 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)와 중첩하는 제3개구(OP3)를 갖는다. 즉, 상부차광층(610)은 평면도 상에서 기판(100)을 전면적으로 덮도록 배치되고, 발광영역(EA), 화소개구(OP4) 및 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)와 중첩하는 제3개구(OP3)를 가짐으로써, 발광영역(EA)들 각각을 전체적으로 둘러쌀 수 있다.
일 실시예로, 평면도 상에서 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 면적과 상부차광층(610)의 제3개구(OP3)의 면적은 동일할 수 있다. 즉, 평면도 상에서 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지와 상부차광층(610)의 제3개구(OP3)의 에지는 서로 일치할 수 있다. 다시 말해서 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 하부차광층(520)의 발광영역(EA) 방향의 에지부터 발광영역(EA)의 중심까지의 거리는, 상부차광층(610)의 발광영역(EA) 방향의 에지부터 발광영역(EA)의 중심까지 거리와 동일할 수 있다. 한편, 본 명세서에서 개구의 에지는 개구가 형성된 층의 하면의 에지를 의미한다.
평면도 상에서 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지의 적어도 일부는 화소개구(OP4)의 에지와 일치할 수 있다. 즉, 평면도 상에서 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지의 적어도 일부는 발광영역(EA)의 에지와 일치할 수 있다. 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지 중 발광영역(EA)의 에지와 일치하는 부분은, 발광영역(EA)의 정면(예컨대, 발광층의 상면과 수직인 방향)이 아닌 비스듬한 각도로 향하는 빛의 경로를 차단하는 효과가 큰 차단부(520a, 도 5 참조)이고, 그 외 부분은 비차단부(520b, 도 5 참조)일 수 있다. 이와 같이 발광영역(EA)의 에지 중 차단부(520a)를 선택적으로 배치함으로써, 디스플레이 장치(1, 도 1 참조)의 방향에 따른 시야각 조절 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 차단부(520a) 및 비차단부(520b)에 대한 상세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.
한편, 평면도 상에서 상부차광층(610)의 제3개구(OP3)의 에지와 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지가 서로 일치하는 경우, 상부차광층(610)의 발광영역(EA)에 대한 배치 관계는 하부차광층(520)의 발광영역(EA)에 대한 배치 관계와 동일할 수 있다.
한편, 발광영역(EA)의 에지 중 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지 및/또는 상부차광층(610)의 제3개구(OP3)의 에지와 일치하는 부분은 시야각 조절 성능을 향상시킬 필요가 있는 방향에 선택적으로 구비될 수 있으며, 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
일 실시예로, 도 4a에 도시된 것과 같이, 발광영역(EA)의 에지 중 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지 및/또는 상부차광층(610)의 제3개구(OP3)의 에지와 일치하는 부분은 발광영역(EA)의 상변에만 구비되고, 발광영역(EA)의 좌변, 우변, 하변에는 구비되지 않을 수 있다.
다른 실시예로, 도 4b에 도시된 것과 같이, 발광영역(EA)의 에지 중 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지 및/또는 상부차광층(610)의 제3개구(OP3)의 에지와 일치하는 부분은 발광영역(EA)의 좌변 및 하변에만 구비되고, 발광영역(EA)의 상변 및 하변에는 구비되지 않을 수 있다.
또 다른 실시예로, 도 4c에 도시된 것과 같이, 발광영역(EA)의 에지 중 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지 및/또는 상부차광층(610)의 제3개구(OP3)의 에지와 일치하는 부분은 발광영역(EA)의 상변, 하변, 좌변 및 우변 전부에 구비될 수 있다. 이 경우, 평면도 상에서 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지 및/또는 상부차광층(610)의 제3개구(OP3)의 에지는 화소개구(OP4)의 에지 및 발광영역(EA)의 에지와 전체적으로 일치할 수 있다.
또 다른 실시예로, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 것과 달리, 발광영역(EA)의 에지 중 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지 및/또는 상부차광층(610)의 제3개구(OP3)의 에지와 일치하는 부분은 발광영역(EA)의 좌변, 우변, 상변 및 하변 중 적어도 하나에 구비될 수 있다. 이 경우, 제2개구(OP2)의 에지 및/또는 제3개구(OP3)는 발광영역(EA)의 에지 및/또는 화소개구(OP4)의 에지와 일치할 수 있다.
도 5는 도 4a의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 5는 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 취한 디스플레이 장치의 단면도에 대응한다.
도 5를 참조하면, 기판(100) 상에는 버퍼층(201)이 위치할 수 있다. 버퍼층(201)은 기판(100)의 하부로부터의 이물, 습기 또는 외기의 침투를 감소 또는 차단할 수 있고, 기판(100)의 상면의 평활성을 높일 수 있다. 버퍼층(201)은 산화물 또는 질화물과 같은 무기물, 유기물 또는 유무기 복합물을 포함할 수 있으며, 무기물과 유기물의 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 기판(100)과 버퍼층(201) 사이에는 외기의 침투를 차단하는 배리어층(미도시)이 더 포함될 수 있다.
버퍼층(201) 상에는 박막트랜지스터(TFT)가 위치할 수 있다. 박막트랜지스터(TFT)는 반도체층(ACT), 게이트전극(GE), 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 게이트전극(GE)이 게이트절연층(203)을 가운데 두고 반도체층(ACT) 상에 배치된 탑 게이트 타입을 도시하였으나, 선택적 실시예에서, 박막트랜지스터(TFT)는 바텀 게이트 타입일 수 있다.
반도체층(ACT)은 버퍼층(201) 상에 위치할 수 있다. 반도체층(ACT)은 채널영역과, 채널영역의 양 옆에 불순물이 도핑된 소스영역 및 드레인영역을 포함할 수 있다. 이때, 불순물은 N형 불순물 또는 P형 불순물을 포함할 수 있다. 이러한 반도체층(ACT)은 비정질 실리콘 또는 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 구체적인 예로, 반도체층(ACT)은 인듐(In), 갈륨(Ga), 스탄눔(Sn), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 하프늄(Hf), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 세슘(Cs), 세륨(Ce) 및 아연(Zn)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 반도체층(ACT)은 Zn 산화물계 물질로, Zn 산화물, In-Zn 산화물, Ga-In-Zn 산화물 등을 포함할 수 있다. 또한, 반도체층(ACT)은 ZnO에 인듐(In), 갈륨(Ga), 스탄눔(Sn)과 같은 금속이 함유된 IGZO(In-Ga-Zn-O), ITZO(In-Sn-Zn-O), 또는 IGTZO(In-Ga-Sn-Zn-O) 반도체일 수 있다.
게이트전극(GE)은 반도체층(ACT)과 적어도 일부가 중첩되도록 반도체층(ACT) 상부에 위치한다. 구체적으로, 게이트전극(GE)은 반도체층(ACT)의 채널영역과 중첩할 수 있다. 이러한 게이트전극(GE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 다양한 도전성 물질을 포함할 수 있으며 다양한 층구조를 가질 수 있다. 예컨대, 게이트전극(GE)은 Mo층과 Al층을 포함하거나, Mo/Al/Mo의 다층구조를 가질 수 있다. 또한, 게이트전극(GE)은 금속 물질을 덮는 ITO층을 포함하는 다층구조를 가질 수 있다.
반도체층(ACT)과 게이트전극(GE) 사이의 게이트절연층(203)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 게이트절연층(203)은 전술한 물질을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 컨택홀을 통해서 반도체층(ACT)의 소스영역 및 드레인영역에 접속될 수 있다. 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 다양한 도전성 물질을 포함하며 다양한 층구조를 가질 수 있다. 예컨대, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 Ti층과 Al층을 포함하거나, Ti/Al/Ti의 다층구조를 가질 수 있다. 또한, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 금속 물질을 덮는 ITO층을 포함하는 다층구조를 가질 수 있다.
층간절연층(205)은 각각 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 또한, 층간절연층(205)은 전술한 물질을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
한편, 이와 같이 무기물을 포함하는 게이트절연층(203) 및 층간절연층(205)은 CVD(Chemical vapor deposition) 또는 ALD(Atomic layer deposition) 등을 통해 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
박막트랜지스터(TFT)는 유기절연층(207)으로 커버될 수 있다. 예컨대, 유기절연층(207)은 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)을 덮을 수 있다. 유기절연층(207)은 표시영역(DA, 도 1 참조)과 표시영역(DA) 외측의 주변영역(PA, 도 1 참조)에 걸쳐 기판(100) 상부에 배치될 수 있다. 유기절연층(207)은 평탄화 절연층으로서, 상면이 대략 편평한 면을 포함할 수 있다. 이러한 유기절연층(207)은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나 Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등과 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 유기절연층(207)은 폴리이미드를 포함할 수 있다.
제1전극(221)은 유기절연층(207) 상에 형성될 수 있다. 제1전극(221)은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminum zinc oxide)와 같은 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 제1전극(221)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로, 제1전극(221)은 전술한 반사막의 위/아래에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 더 포함할 수 있다.
제1전극(221) 상에는 화소정의막(209)이 배치될 수 있다. 화소정의막(209)은 제1전극(221)의 상면을 노출하는 화소개구(OP4)를 포함하되, 제1전극(221)의 가장자리를 커버할 수 있다. 이를 통해 화소정의막(209)은 발광영역(EA)을 정의할 수 있다. 화소개구(OP4)의 너비는 발광영역(EA)의 너비(제1너비, W1)와 일치한다. 한편, 본 명세서에서 개구들(OP1, OP2, OP3, OP4)의 너비는 개구들이 형성된 층의 하면의 에지들 사이 직선거리를 의미한다.
이러한 화소정의막(209)은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 또는, 화소정의막(209)은 실리콘나이트라이드나 실리콘옥시나이트라이드, 또는 실리콘옥사이드와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 또는, 화소정의막(209)은 유기절연물 및 무기절연물을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 일부 실시예에서, 화소정의막(209)은 광차단 물질을 포함하며, 블랙으로 구비될 수 있다. 광차단 물질은 카본 블랙, 탄소나노튜브, 블랙 염료를 포함하는 수지 또는 페이스트, 금속 입자, 예컨대 니켈, 알루미늄, 몰리브덴 및 그의 합금, 금속 산화물 입자(예를 들어, 크롬 산화물), 또는 금속 질화물 입자(예를 들어, 크롬 질화물) 등을 포함할 수 있다. 화소정의막(209)이 광차단 물질을 포함하는 경우, 화소정의막(209)의 하부에 배치된 금속 구조물들에 의한 외광 반사를 줄일 수 있다.
중간층(222)은 발광층(222b)을 포함할 수 있다. 발광층(222b)은 예컨대 유기물을 포함할 수 있다. 발광층(222b)은 소정의 색상의 빛을 방출하는 고분자 또는 저분자 유기물을 포함할 수 있다. 중간층(222)은 발광층(222b)의 아래에 배치된 제1공통층(222a) 및/또는 발광층(222b)의 위에 배치된 제2공통층(222c)을 포함할 수 있다.
제1공통층(222a)은 단층 또는 다층일 수 있다. 예컨대 제1공통층(222a)이 고분자 물질로 형성되는 경우, 제1공통층(222a)은 단층구조인 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)으로서, 폴리에틸렌 디히드록시티오펜(PEDOT: poly-(3,4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나 폴리아닐린(PANI: polyaniline)으로 형성할 수 있다. 제1공통층(222a)이 저분자 물질로 형성되는 경우, 제1공통층(222a)은 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)과 홀 수송층(HTL)을 포함할 수 있다.
제2공통층(222c)은 선택적일 수 있다. 예컨대, 제1공통층(222a)과 발광층(222b)을 고분자 물질로 형성하는 경우, 제2공통층(222c)을 형성할 수 있다. 제2공통층(222c)은 단층 또는 다층일 수 있다. 제2공통층(222c)은 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 포함할 수 있다.
중간층(222) 중 발광층(222b)은 표시영역(DA)에서 각 화소마다 배치될 수 있다. 발광층(222b)은 화소정의막(209)의 화소개구(OP4), 및/또는 제1전극(221)과 중첩하도록 배치될 수 있다. 중간층(222) 중 제1 및 제2공통층(222a, 222c) 각각은 화소들에 걸쳐서 일체(single body)로 형성될 수 있다.
제2전극(223)은 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제2전극(223)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 또는, 제2전극(223)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다. 제2전극(223)은 일체(single body)로서, 표시영역(DA)에서 복수의 제1전극(221)들을 커버하도록 형성될 수 있다. 중간층(222) 및 제2전극(223)은 열 증착법에 의해 형성될 수 있다.
상술한 유기발광 다이오드(OLED)는 외부로부터의 수분이나 산소 등에 의해 쉽게 손상될 수 있으므로, 봉지층(300)으로 덮어 보호될 수 있다. 봉지층(300)은 적어도 하나의 유기봉지층과 적어도 하나의 무기봉지층을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 봉지층(300)은 제1무기봉지층(310), 유기봉지층(320) 및 제2무기봉지층(330)을 포함할 수 있다.
제1무기봉지층(310)은 제2전극(223)을 덮으며, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 트라이산질화규소 등을 포함할 수 있다. 제1무기봉지층(310)과 제2전극(223) 사이에는 캡핑층(미도시) 등의 다른 층들이 개재될 수도 있다. 제1무기봉지층(310)은 그 하부의 구조물을 따라 형성되기에 상면이 평탄하지 않으므로, 제1무기봉지층(310)을 덮도록 유기봉지층(320)을 형성하여 상면이 평탄하도록 한다.
유기봉지층(320)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아릴레이트, 헥사메틸디실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 제2무기봉지층(330)은 유기봉지층(320)을 덮으며 위치하고, 산화규소, 질화규소, 트라이산질화규소 등을 포함할 수 있다. 이러한 유기봉지층(320)은 흐름성을 갖는 모노머를 도포한 후 열이나 자외선과 같은 빛을 이용하여 모노머층을 경화함으로써 형성할 수 있다. 또는, 유기봉지층(320)은 전술한 폴리머 계열을 물질을 도포하여 형성할 수 있다.
봉지층(300)은 상술한 다층 구조를 통해 봉지층(300) 내에 크랙이 발생한다고 하더라도, 제1무기봉지층(310)과 유기봉지층(320) 사이에서 또는 유기봉지층(320)과 제2무기봉지층(330) 사이에서 그러한 크랙이 연결되지 않도록 할 수 있다. 이를 통해 외부로부터의 수분이나 산소 등이 내부로 침투할 수 있는 경로가 형성되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
일 실시예로, 화소정의막(209) 상에는 스페이서(211)가 형성될 수 있다. 스페이서(211)는 유기발광 다이오드(OLED) 상부에 소정의 공간을 확보함으로써 기판(100)과 스페이서(211) 사이에 개재되는 구성들(예컨대, 유기발광 다이오드(OLED))이 손상되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 스페이서(211)는 봉지층(300)과 화소정의막(209) 사이에 개재될 수 있다. 다른 실시예로, 스페이서(211)가 생략되는 것도 가능하다.
이러한 스페이서(211)는 폴리이미드와 같은 유기 절연물 및/또는 실리콘나이트라이드나 실리콘옥사이드와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 스페이서(211)는 화소정의막(209)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 스페이서(211)는 화소정의막(209)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 이 경우 화소정의막(209)과 스페이서(211)는 하프톤 마스크 등을 이용한 마스크 공정에서 함께 형성될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 스페이서(211)는 전술한 광차단 물질을 포함할 수 있다.
봉지층(300) 상에는 터치전극층(400)이 위치할 수 있다. 터치전극층(400)은 제1서브도전층(CTL1), 제2서브도전층(CTL2) 및 터치절연층(410)을 포함할 수 있다. 또한, 터치전극층(400)은 터치버퍼층(401)을 더 포함할 수 있다.
터치버퍼층(401)은 봉지층(300) 상부에 직접 형성될 수 있다. 터치버퍼층(401)은 봉지층(300)의 손상을 방지하며, 터치전극층(400) 구동 시 발생할 수 있는 간섭 신호를 차단하기 위한 역할을 할 수 있다. 터치버퍼층(401)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 등과 같은 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 또한, 터치버퍼층(401)은 단층 또는 다층으로 구비될 수 있다. 일부 실시예에서, 터치버퍼층(401)은 생략될 수 있다.
터치버퍼층(401) 상에는 제1서브도전층(CTL1), 터치절연층(410) 및 제2서브도전층(CTL2)이 순차로 적층될 수 있다. 제1서브도전층(CTL1) 및 제2서브도전층(CTL2) 각각은 터치절연층(410)의 아래와 위에 배치될 수 있다.
일 실시예로, 제2서브도전층(CTL2)은 접촉 여부를 감지하는 센서부로 작용하고, 제1서브도전층(CTL1)은 패터닝된 제2서브도전층(CTL2)을 일 방향으로 연결하는 연결부의 역할을 할 수 있다.
다른 실시예로, 제1서브도전층(CTL1)은 접촉 여부를 감지하는 센서부로 작용하고, 제2서브도전층(CTL2)은 패터닝된 제1서브도전층(CTL1)을 일 방향으로 연결하는 연결부의 역할을 할 수 있다.
또 다른 실시예로, 제1서브도전층(CTL1) 및 제2서브도전층(CTL2)은 모두 센서부로 작용할 수 있다. 이 경우, 제1서브도전층(CTL1) 및 제2서브도전층(CTL2)은 터치절연층(410)에 형성된 터치콘택홀(410ct)을 통해 접속될 수 있다. 이와 같이 제1서브도전층(CTL1) 및 제2서브도전층(CTL2)이 모두 센서부 역할을 수행함에 따라서, 터치전극의 저항이 감소하여, 터치전극층(400)의 응답 속도가 향상될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1서브도전층(CTL1) 및 제2서브도전층(CTL2)은 유기발광 다이오드(OLED)로부터 방출되는 빛이 통과할 수 있도록 메쉬 구조로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1서브도전층(CTL1) 및 제2서브도전층(CTL2)은 유기발광 다이오드(OLED)의 발광영역과 중첩되지 않을 수 있다.
제1서브도전층(CTL1) 및 제2서브도전층(CTL2)은 금속층 또는 투명 도전층을 포함할 수 있으며, 금속층은 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명한 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 그 밖에 투명 도전층은 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 탄소 나노튜브, 그래핀(graphene) 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 제1서브도전층(CTL1) 및 제2서브도전층(CTL2) 각각은, Ti층, Al층, 및 Ti층의 3층 구조를 가질 수 있다.
터치절연층(410)은 무기물 또는 유기물로 구비될 수 있다. 상기 무기물은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 또는 실리콘 산화질화물 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 유기물은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에너비시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
터치전극층(400) 상에는 제1기능층(500)이 위치할 수 있다. 제1기능층(500)은 광학층(510) 및 하부차광층(520)을 포함할 수 있다.
광학층(510)은 디스플레이 장치(1, 도 1 참조)의 광학적 성능을 향상시키기 위한 층으로서, 상부 유기절연층(511) 및 상부 평탄화층(513)을 포함할 수 있다.
광학층(510)의 상부 유기절연층(511)은 제2서브도전층(CTL2)을 덮으며 터치절연층(410) 상에 배치될 수 있다. 상부 유기절연층(511)은 화소정의막(209)과 중첩한다. 또한, 상부 유기절연층(511)은 발광영역(EA) 및 화소개구(OP4)와 중첩하는 제1개구(OP1)를 가질 수 있다. 단면도 상에서 상부 유기절연층(511)의 제1개구(OP1)의 너비(제2너비, W2)는 발광영역(EA)(또는 화소개구(OP4))의 너비(제1너비, W1)보다 클 수 있다. 즉, 평면도 상에서 상부 유기절연층(511)의 제1개구(OP1)의 면적은 발광영역(EA)의 면적(또는 화소개구(OP4)의 면적)보다 클 수 있다.
이러한 광학층(510)의 상부 유기절연층(511)은 포토레지스트 물질을 포함할 수 있다. 상부 유기절연층(511)은 봉지층(300) 상에 포토레지스트 물질을 전체적으로 도포한 후, 노광하고 현상함으로써 형성할 수 있다. 상부 유기절연층(511)은 터치전극층(400)에 포함된 도전층, 예컨대 제1서브도전층(CTL1) 및 제2서브도전층(CTL2)을 커버함으로써, 전술한 도전층을 보호할 수 있다.
광학층(510)의 상부 평탄화층(513)은 상부 유기절연층(511) 상부에 배치되며, 상부 유기절연층(511)의 제1개구(OP1)를 채울 수 있다. 예컨대, 상부 평탄화층(513)은 상부 유기절연층(511)의 제1개구(OP1)를 전체적으로 채울 수 있다. 상부 평탄화층(513)은 대략 편평한 상면을 포함하며, 상부 평탄화층(513) 중 제1개구(OP1)를 채우는 부분의 두께는 다른 부분(예컨대 상부 유기절연층(511)의 상면과 중첩하는 부분)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상부 평탄화층(513)은 상부 유기절연층(511)의 발광영역(EA) 방향의 내측면(511s)과 접촉할 수 있다. 또한, 상부 평탄화층(513)은 상부 유기절연층(511)의 제1개구(OP1)를 통해 터치절연층(410)의 상면과 접촉할 수 있다.
일 실시예로, 상부 평탄화층(513)은 상부 유기절연층(511)이 포함하는 물질보다 굴절률이 큰 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 상부 평탄화층(513)은 고굴절률을 갖는 유기물을 포함할 수 있다. 유기발광 다이오드(OLED)에서 방출되어 기판(100)의 상면에 수직한 방향(예컨대, z방향)에 대하여 비스듬한 방향으로 진행하는 빛은 상부 유기절연층(511)의 내측면(511s)에서 전반사되어 표시 장치의 외부로 진행할 수 있는바, 유기발광 다이오드(OLED)의 출광 효율이 향상되고 휘도가 증가할 수 있다.
일 실시예로, 상부 유기절연층(511)의 굴절률은 약 1.3 내지 1.6의 범위일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상부 유기절연층(511)의 굴절률은 약 1.4 내지 1.55의 범위일 수 있다. 구체적인 예로, 상부 유기절연층(511)은 굴절률이 약 1.3 내지 1.6의 범위(또는 약 1.4 내지 1.55의 범위)를 만족하는 아크릴 계열의 유기물을 포함할 수 있다. 예컨대, 상부 유기절연층(511)은 아크릴계 수지(폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등), 에틸헥실 아크릴레이트 (Ethylhexyl Acrylate), 펜타플루오르프로필 아크릴레이트(Pentafluoropropyl Acrylate), 폴리에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트(Polyethylene glycol dimethacrylate) 또는 에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate) 등으로 구비될 수 있다. 일부 실시예에서, 상부 유기절연층(511)은 에너비시와 같은 열 경화제 및/또는 광 경화제를 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상부 평탄화층(513)의 굴절률은 약 1.65 내지 1.85의 범위일 수 있다. 상부 평탄화층(513)은 아크릴 계열, 실록산 계열 유기물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예로서, 상부 평탄화층(513)은 폴리디아릴실록산(polydiarylsiloxane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 또는 테트라메톡시실란(tetramethoxysilane) 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상부 평탄화층(513)은 고굴절률화를 위한 분산 입자가 포함될 수 있다.　예컨대, 상부 평탄화층(513)에는 산화 아연(ZnOx), 산화 티타늄(TiO2), 산화 지르코늄(ZrO2), 티탄산바륨(BaTiO3) 등의 금속 산화물 입자가 분산될 수 있다. 상부 평탄화층(513)은 잉크젯을 이용하여 금속 산화물 입자가 포함된 유기물질을 도포하는 것으로 형성될 수 있다.
일 실시예로, 상부 유기절연층(511)의 내측면(511s)은 경사면을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상부 유기절연층(511)의 내측면(511s)은 봉지층(300)의 상면 또는 기판(100)의 상면에 대하여 순방향으로 테이퍼진 경사면을 포함할 수 있다. 즉, 단면도 상에서 제1개구(OP1)의 너비는 기판(100)에서 멀어질수록 커지고, 평면도 상에서 제1개구(OP1)의 면적은 기판(100)에서 멀어질수록 커질 수 있다.
광학층(510)의 하부차광층(520)은 상부 유기절연층(511)과 상부 평탄화층(513) 사이에 개재될 수 있다. 구체적으로, 하부차광층(520)은 상부 유기절연층(511)의 내측면(511s)의 적어도 일부와 상면을 덮고, 상부 평탄화층(513)에 의해 커버될 수 있다.
하부차광층(520)은 유기발광 다이오드(OLED)에서 방출된 빛 및/또는 내부 반사광 중 정면(예컨대, 기판(100)의 상면과 수직인 방향)이 아닌 비스듬한 각도를 향하는 빛의 적어도 일부를 흡수할 수 있다. 이러한 하부차광층(520)은 블랙 안료를 포함할 수 있다. 하부차광층(520)은 블랙 매트릭스일 수 있다.
또한, 하부차광층(520)은 포토레지스트를 이용하여 형성될 수 있다. 먼저, 포토레지스트액을 스핀 코팅(Spin-coating), 슬릿 코팅(Slit-coating), 스프레이 또는 담금 등의 다양한 방법으로 도포하여 포토레지스트층을 형성할 수 있다. 그 다음, 상기 포토레지스트층의 적어도 일부를 노광하고, 상기 포토레지스트층의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 그 다음, 잔여 포토레지스트층을 경화하여 하부차광층(520)을 형성할 수 있다. 일 실시예로, 후술하는 상부차광층(610)도 하부차광층(520)과 유사한 방법으로 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 하부차광층(520)은 차단부(520a) 및 비차단부(520b)를 포함할 수 있다. 하부차광층(520)의 차단부(520a)는 하부차광층(520)이 발광영역(EA)을 둘러싸는 부분 중 상부 유기절연층(511)의 내측면(511s)을 덮는 방향에 배치된 부분이고, 비차단부(520b)는 하부차광층(520)이 발광영역(EA)을 둘러싸는 부분 중 상부 유기절연층(511)의 내측면(511s)을 덮지 않는 방향에 배치된 부분이다. 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 전술한 바와 같이, 하부차광층(520)은 평면도 상에서 발광영역(EA)을 둘러싸도록 배치된다. 여기서 발광영역(EA)의 적어도 일부를 둘러싸며 제2개구(OP2)의 에지가 발광영역(EA)의 에지와 일치하는 부분이 차단부(520a)이고, 발광영역(EA)의 나머지 일부를 둘러싸며 제2개구(OP2)의 에지가 발광영역(EA)의 에지와 일치하지 않는 부분이 비차단부(520b)인 것으로 이해될 수 있다.
차단부(520a)가 배치된 부분에서는 유기발광 다이오드(OLED)에서 방출된 빛 및/또는 내부 반사광이 상부 유기절연층(511)의 내측면(511s)에 도달하지 못하고, 차단부(520a)에 의해 흡수되어 이동 경로가 차단된다. 반면에 비차단부(520b)가 배치된 부분에서는 유기발광 다이오드(OLED)에서 방출된 빛 및/또는 내부 반사광이 상부 유기절연층(511)의 내측면(511s)에 도달하여 반사될 수 있다. 이와 같이 차단부(520a)가 배치된 방향에서만 선택적으로 빛의 방출이 차단됨으로써, 디스플레이 장치(1, 도 1참조)의 방향에 따른 시야각 조절 성능이 향상될 수 있다.
일 실시예로, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 하부차광층(520)의 차단부(520a)의 에지는 발광영역(EA)의 에지(또는 화소개구(OP4)의 에지)와 일치할 수 있다. 구체적으로, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 차단부(520a)의 발광영역(EA) 방향의 에지부터 발광영역(EA)의 중심까지 거리는, 화소정의막(209)(또는 화소개구(OP4)의 에지)의 발광영역 방향의 에지부터 발광영역(EA)의 중심까지 거리와 동일할 수 있다.
한편, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 하부차광층(520)의 비차단부(520b)의 에지는 발광영역(EA)의 에지(또는 화소개구(OP4)의 에지)와 일치하지 않을 수 있다. 구체적으로, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 비차단부(520b)의 발광영역(EA) 방향의 에지부터 발광영역(EA)의 중심까지 거리는, 화소정의막(209)(또는 화소개구(OP4)의 에지)의 발광영역 방향의 에지부터 발광영역(EA)의 중심까지 거리보다 멀 수 있다.
제1기능층(500) 상에는 제2기능층(600, 도 3 참조)이 위치할 수 있다. 일 실시예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2기능층(600)은 상부차광층(610)을 포함할 수 있다.
상부차광층(610)은 유기발광 다이오드(OLED)에서 방출된 빛 및/또는 내부 반사광 중 정면(예컨대, 기판(100)의 상면과 수직인 방향)이 아닌 비스듬한 각도를 향하는 빛의 적어도 일부를 흡수할 수 있다. 이러한 상부차광층(610)은 블랙 안료를 포함할 수 있다. 상부차광층(610)은 블랙 매트릭스일 수 있다.
도 5를 참조하면, 상부차광층(610)은 상부 평탄화층(513) 상에 위치할 수 있다. 상부차광층(610)은 하부차광층(520)과 중첩한다. 상부차광층(610)은 발광영역(EA), 화소개구(OP4), 제1개구(OP1) 및 제2개구(OP2)와 중첩하는 제3개구(OP3)를 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 상부차광층(610)은 하부차광층(520)의 차단부(520a)와 중첩하는 제1부분(610a) 및 하부차광층(520)의 비차단부(520b)와 중첩하는 제2부분(610b)을 포함할 수 있다. 상부차광층(610)은 하부차광층(520)과 마찬가지로 평면도 상에서 발광영역(EA)을 둘러싸도록 배치된다. 평면도 상에서 상부차광층(610)의 에지가 하부차광층(520)의 에지와 일치하는 경우, 발광영역(EA)의 적어도 일부를 둘러싸며 제3개구(OP3)의 에지가 발광영역(EA)의 에지와 일치하는 부분이 제1부분(610a)이고, 발광영역(EA)의 나머지 일부를 둘러싸며 제3개구(OP3)의 에지가 발광영역(EA)의 에지와 일치하지 않는 부분이 제2부분(610b)인 것으로 이해될 수 있다.
일 실시예로, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상부차광층(610)의 제1부분(610a)의 에지는 발광영역(EA)의 에지(또는 화소개구(OP4)의 에지)와 일치할 수 있다. 구체적으로, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 제1부분(610a)의 발광영역(EA) 방향의 에지부터 발광영역(EA)의 중심까지 거리는, 화소정의막(209)(또는 화소개구(OP4)의 에지)의 발광영역(EA) 방향의 에지부터 발광영역(EA)의 중심까지 거리와 동일할 수 있다.
한편, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 하부차광층(520)의 제2부분(610b)의 에지는 발광영역(EA)의 에지(또는 화소개구(OP4)의 에지)와 일치하지 않을 수 있다. 구체적으로, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 제2부분(610b)의 발광영역(EA) 방향의 에지부터 발광영역(EA)의 중심까지 거리는, 화소정의막(209)(또는 화소개구(OP4)의 에지)의 발광영역(EA) 방향의 에지부터 발광영역(EA)의 중심까지 거리보다 멀 수 있다.
일 실시예로, 상부차광층(610)의 하면부터 발광층(222b)의 상면까지 수직거리(vd)는 25㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상일 수 있다. 이를 통해 유기발광 다이오드(OLED)에서 방출된 빛 및/또는 내부 반사광 중 정면(예컨대, 기판(100)의 상면과 수직인 방향)에서 비스듬한 정도가 큰 빛, 즉, 고각도를 이루는 빛을 보다 효율적으로 차광할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 7 내지 도 9는 도 6의 디스플레이 장치가 구비하는 컬러필터층들을 각각 도시하는 평면도들이다. 이하, 도면 상 동일한 도면부호는 동일한 구성 요소를 나타내는 바, 전술한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 6은 도 1의 A 영역에 포함될 수 있는 구성들의 일부에 대한 일 실시예를 확대한 평면도에 대응한다. 또한, 도 6은 도 7 내지 도 9에 도시된 컬러필터들(621, 622, 623)이 서로 중첩하도록 배치된 모습을 나타낸다. 한편, 도 6 내지 9에는 편의상 기판(100) 상에 배치된 구성들 중 컬러필터층(620)을 제외한 나머지 구성들은 도시를 생략하였다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1, 도 1 참조)는 제2기능층(600, 도 3 참조)의 일 실시예인 컬러필터층(620)을 구비할 수 있다.
제1화소(P1)는 제1색 발광영역(EA1)을 포함하고, 제2화소(P2)는 제2색 발광영역(EA2)을 포함하고, 제3화소(P3)는 제3색 발광영역(EA3)을 포함한다. 컬러필터층(620)은 제1색 발광영역(EA1)을 덮는 제1색 컬러필터(621), 제2색 발광영역(EA2)을 덮는 제2색 컬러필터(622) 및 제3색 발광영역(EA3)을 덮는 제3색 컬러필터(623)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1색 컬러필터(621)는 제1색 발광영역(EA1)을 덮고, 제2색 발광영역(EA2) 및 제3색 발광영역(EA3)은 덮지 않는다. 즉, 제1색 컬러필터(621)는 기판(100)을 전면적으로 덮도록 배치되고, 제2색 발광영역(EA2) 및 제3색 발광영역(EA3) 각각에 대응하는 개구를 갖는다. 이때, 제1색 컬러필터(621)의 개구의 에지는 하부차광층(520, 도 5 참조)의 제2개구(OP2)의 에지와 일치할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제2색 컬러필터(622)는 제2색 발광영역(EA2)을 덮고, 제1색 발광영역(EA1) 및 제3색 발광영역(EA3)은 덮지 않는다. 즉, 제2색 컬러필터(622)는 기판(100)을 전면적으로 덮도록 배치되고, 제1색 발광영역(EA1) 및 제3색 발광영역(EA3) 각각에 대응하는 개구를 갖는다. 이때, 제2색 컬러필터(622)의 개구의 에지는 하부차광층(520, 도 5 참조)의 제2개구(OP2)의 에지와 일치할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제3색 컬러필터(623)는 제3색 발광영역(EA3)을 덮고, 제1색 발광영역(EA1) 및 제2색 발광영역(EA2)은 덮지 않는다. 즉, 제3색 컬러필터(623)는 기판(100)을 전면적으로 덮도록 배치되고, 제1색 발광영역(EA1) 및 제2색 발광영역(EA2) 각각에 대응하는 개구를 갖는다. 이때, 제3색 컬러필터(623)의 개구의 에지는 하부차광층(520, 도 5 참조)의 제2개구(OP2)의 에지와 일치할 수 있다.
한편, 제1색 컬러필터(621) 내지 제3색 컬러필터(623) 각각의 개구의 에지의 적어도 일부는 화소개구(OP4)의 에지와 일치할 수 있다. 즉, 평면도 상에서 제1색 컬러필터(621) 내지 제3색 컬러필터(623) 각각의 개구의 에지의 적어도 일부는 발광영역(EA)의 에지와 일치할 수 있다. 제1색 컬러필터(621) 내지 제3색 컬러필터(623) 각각의 개구의 에지 중 발광영역(EA)의 에지와 일치하는 부분은, 그 외 부분과 대비하여 발광영역(EA)의 정면(예컨대, 발광층의 상면과 수직인 방향)이 아닌 비스듬한 각도로 향하는 빛의 경로를 차단하는 효과가 큰 부분일 수 있다. 이러한 제1색 컬러필터(621) 내지 제3색 컬러필터(623) 각각의 개구의 에지 중 발광영역(EA)의 에지와 일치하는 부분은 시야각 조절 성능을 향상시킬 필요가 있는 방향에 선택적으로 구비될 수 있으며, 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 10은 도 6의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 10은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 취한 디스플레이 장치의 단면도에 대응한다.
한편, 도 10은 제2화소(P2)의 단면도이며 편의상 제2화소(P2)를 중심으로 설명하지만 후술하는 내용은 제1화소(P1) 및 제3화소(P3)에 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 도면 상 동일한 도면부호는 동일한 구성 요소를 나타내는 바, 전술한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 제1기능층(500) 상에는 제2기능층(600, 도 3 참조)의 일 실시예인 컬러필터층(620)이 배치될 수 있다.
컬러필터층(620)은 복수의 컬러필터들을 포함할 수 있다. 예컨대, 컬러필터층(620)은 제1색 컬러필터(621), 제2색 컬러필터(622) 및 제3색 컬러필터(623)을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 제1색 컬러필터(621)는 630nm 내지 780nm에 속하는 파장의 광만을 통과시키는 층일 수 있다. 제2색 컬러필터(622)는 495nm 내지 570nm에 속하는 파장의 광만을 통과시키는 층일 수 있다. 제3색 컬러필터(623)는 450nm 내지 495nm에 속하는 파장의 광만을 통과시키는 층일 수 있다.
컬러필터층(620)은 차광영역(BA)을 포함할 수 있다. 차광영역(BA)은 컬러필터층(620)이 포함하는 복수의 컬러필터들이 서로 중첩하도록 배치된 영역이다. 즉, 차광영역(BA)은 두 가지 색 이상의 컬러필터들이 서로 중첩하도록 배치됨으로써, 방출되는 빛이 차단되는 영역일 수 있다. 일 실시예로, 컬러필터층(620)이 포함하는 제1색 컬러필터 내지 제3색 컬러필터(621, 622, 623)는 차광영역(BA)에서만 서로 중첩하도록 배치될 수 있다.
차광영역(BA)은 평면도 상에서 발광영역들(EA1, EA2, EA3) 각각을 둘러싸도록 배치된다. 또한, 차광영역(BA)은 하부차광층(520)과 중첩할 수 있다. 일 실시예로, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 차광영역(BA)의 에지와 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)의 에지는 서로 일치할 수 있다. 구체적으로, 하부차광층(520)의 차단부(520a)와 중첩하는 차광영역(BA)의 에지는 차단부(520a) 에지와 일치하고, 하부차광층(520)의 비차단부(520b)와 중첩하는 차광영역(BA)의 에지는 비차단부(520b)의 에지와 일치할 수 있다.
도 10을 참조하면, 제2색 발광영역(EA2) 및 차광영역(BA)에 걸쳐서 제2색 컬러필터(622)가 상부 평탄화층(513) 상에 위치한다. 또한, 차광영역(BA)에서는 제2색 컬러필터(622) 상에 제3색 컬러필터(623) 및 제1색 컬러필터(621)가 순차로 적층됨으로써, 제1색 컬러필터 내지 제3색 컬러필터(621, 622, 623)이 서로 중첩하도록 배치된다. 한편, 차광영역(BA)에서의 제1색 컬러필터 내지 제3색 컬러필터(621, 622, 623)의 적층 순서에는 제한이 없고 다양하게 변형될 수 있다.
제1색 컬러필터(621) 및 제3색 컬러필터(623)는 제2색 발광영역(EA2), 상부 유기절연층(511)의 제1개구(OP1) 및 하부차광층(520)의 제2개구(OP2)와 중첩하는 개구를 갖는다. 즉, 제1색 컬러필터(621) 및 제3색 컬러필터(623)는 제2색 발광영역(EA2)을 덮지 않고 차광영역(BA)에만 선택적으로 배치될 수 있다. 또한, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 제1색 컬러필터(621) 및 제3색 컬러필터(623) 각각의 제2색 발광영역(EA2) 방향의 에지는 하부차광층(520)의 제2색 발광영역(EA2) 방향의 에지와 할 수 있다. 구체적으로, 차단부(520a)와 중첩하는 제1색 컬러필터(621) 및 제3색 컬러필터(623) 각각의 제2색 발광영역(EA2) 방향의 에지는 차단부(520a)의 에지와 일치하고, 비차단부(520b)와 중첩하는 제1색 컬러필터(621) 및 제3색 컬러필터(623) 각각의 제2색 발광영역(EA2) 방향의 에지는 비차단부(520b)의 에지와 일치할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 휘도 특성을 나타내는 그래프이고, 하기 표 1은 도 11의 그래프에 대응하는 데이터의 일부를 나타내는 표이다.
휘도값 vd=20㎛ vd=30㎛ vd=40㎛
0° 100% 100% 100%
30° 40.7% 17.9% 2.0%
45° 10.2% 0.6% 0%
60° 0.7% 0% 0%
도 11 및 표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 대하여 시야각 및 수직거리(vd)에 따른 휘도값을 나타낸다. 여기서 "시야각"은 발광층(222b, 도 5 참조)의 상면에 수직인 방향과 이루는 각도를 의미하고, "수직거리(vd)"는 제2기능층(600, 도 3 참조)의 하면부터 발광층(222b)의 상면까지의 거리를 의미하고, "휘도값"은 발광층(222b, 도 5 참조)의 상면에 수직인 방향(시야각이 0°인 경우)에서의 휘도 대비 변화된 휘도값을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 휘도는 시야각이 45° 이상인 경우 10% 이하로 감소할 수 있다. 이와 관련하여 도 11 및 표 1을 참조하면, 시야각이 커질수록 휘도가 감소하는 경향성을 가지며, 수직거리(vd)가 30㎛인 경우 및 20㎛인 경우는 시야각 45° 이상에서 휘도값이 10% 이하를 만족함을 확인할 수 있다. 반면에, 수직거리(vd)가 20㎛인 경우, 시야각 45°에서 휘도값이 10.2%로 10%를 초과하는 것을 확인할 수 있다. 이는 충분한 수직거리(vd)가 확보되지 않을 시, 발광층에서 방출된 빛 및/또는 내부 반사광 중 정면에서 비스듬한 정도가 큰 빛, 즉, 고각도를 이루는 빛을 효율적으로 차광하지 못한 결과이다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 제2기능층(600)의 하면부터 발광층(222b)의 상면까지의 수직거리(vd)는 25㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상을 만족한다.
지금까지는 디스플레이 장치에 대해서만 주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이러한 디스플레이 장치를 제조하기 위한 디스플레이 장치 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
1: 디스플레이 장치
10: 디스플레이 패널
100: 기판
200: 표시층
209: 화소정의막
210: 화소회로층
220: 표시요소층
300: 봉지층
400: 터치전극층
500: 제1기능층
510: 광학층
511: 상부 유기절연층
513: 상부 평탄화층
520: 하부차광층
520a: 차단부
520b: 비차단부
600: 제2기능층
610: 상부차광층
610a: 제1부분
610b: 제2부분
620: 컬러필터층
621: 제1색 컬러필터
622: 제2색 컬러필터
623: 제3색 컬러필터

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 위치하고, 발광영역을 포함하는, 표시층;
    상기 표시층 상부에 위치하고, 상기 발광영역과 중첩하는 제1개구를 갖는, 상부 유기절연층;
    상기 상부 유기절연층 상에 위치하고, 상기 제1개구와 중첩하는 제2개구를 갖는, 하부차광층;
    상기 하부차광층을 덮고, 상기 제1개구를 채우는, 상부 평탄화층; 및
    상기 상부 평탄화층 상에 위치하고, 상기 하부차광층과 중첩하며, 상기 제2개구와 중첩하는 제3개구를 갖는, 상부차광층;
    을 구비하는, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부차광층은,
    상기 발광영역의 적어도 일부를 둘러싸며, 상기 상부 유기절연층의 상기 발광영역 방향의 내측면을 덮는, 차단부를 포함하는, 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표시층은, 상기 발광영역과 중첩하는 화소개구를 갖는 화소정의막을 포함하고,
    상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 차단부의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 화소정의막의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리와 동일한, 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하부차광층은,
    상기 발광영역의 나머지 일부를 둘러싸며, 상기 상부 유기절연층의 상기 발광영역 방향의 내측면을 덮지 않는, 비차단부를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 비차단부의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 화소정의막의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리보다 먼, 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 하부차광층의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 상부차광층의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리와 동일한, 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발광영역에서 방출되는 광의 휘도는, 시야각이 45도(degree) 이상인 경우 10% 이하로 감소하는, 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표시층은, 제1전극, 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 개재되며 발광층을 포함하는 중간층을 갖는 유기발광 다이오드를 포함하고,
    상기 상부차광층의 하면부터 상기 발광층의 상면까지 수직거리는 25㎛ 이상인, 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부 평탄화층의 굴절률은 상기 상부 유기절연층의 굴절률보다 큰, 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 제1개구의 면적은 상기 기판에서 멀어질수록 증가하는, 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 표시층 상에 위치하는 봉지층; 및
    상기 봉지층과 상기 상부 평탄화층 사이에 위치하는 터치전극층;
    을 더 구비하는, 디스플레이 장치.
  12. 기판;
    상기 기판 상에 위치하고, 복수의 발광영역들을 포함하는, 표시층;
    상기 표시층 상부에 위치하고, 상기 복수의 발광영역들 각각과 중첩하는 제1개구를 갖는, 상부 유기절연층;
    상기 상부 유기절연층 상에 위치하고, 상기 제1개구와 중첩하는 제2개구를 갖는, 하부차광층;
    상기 하부차광층을 덮고, 상기 제1개구를 채우는, 상부 평탄화층; 및
    상기 상부 평탄화층 상에 위치하고, 복수의 컬러필터들이 서로 중첩하도록 배치된 영역으로서 상기 하부차광층과 중첩하는 차광영역을 포함하는, 컬러필터층;
    을 구비하는, 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 발광영역들은,
    제1색 발광영역, 제2색 발광영역 및 제3색 발광영역을 포함하고,
    상기 복수의 컬러필터들은,
    상기 제1색 발광영역을 덮는 제1색 컬러필터, 상기 제2색 발광영역을 덮는 제2색 컬러필터 및 상기 제3색 발광영역을 덮는 제3색 컬러필터를 포함하고,
    상기 제1색 컬러필터, 상기 제2색 컬러필터 및 상기 제3색 컬러필터는 상기 차광영역에서 서로 중첩하는, 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 하부차광층은, 상기 발광영역의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 상부 유기절연층의 상기 발광영역 방향의 내측면을 덮는 차단부를 포함하고,
    상기 차광영역은 상기 차단부와 중첩하는, 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 표시층은, 상기 발광영역과 중첩하는 화소개구를 갖는 화소정의막을 포함하고,
    상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 차단부의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 화소정의막의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리와 동일한, 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하부차광층은, 상기 발광영역의 나머지 일부를 둘러싸며 상기 상부 유기절연층의 상기 발광영역 방향의 내측면을 덮지 않는 비차단부를 더 포함하고,
    상기 차광영역은 상기 비차단부와 중첩하는, 디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 비차단부의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 화소정의막의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리보다 먼, 디스플레이 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 하부차광층의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지의 거리는, 상기 차광영역의 상기 발광영역 방향의 에지부터 상기 발광영역의 중심까지 거리와 동일한, 디스플레이 장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 상부 평탄화층의 굴절률은 상기 상부 유기절연층의 굴절률보다 큰, 디스플레이 장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 표시층 상에 위치하는 봉지층; 및
    상기 봉지층과 상기 상부 평탄화층 사이에 위치하는 터치전극층;
    을 더 구비하는, 디스플레이 장치.
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