KR20220129139A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20220129139A
KR20220129139A KR1020210033455A KR20210033455A KR20220129139A KR 20220129139 A KR20220129139 A KR 20220129139A KR 1020210033455 A KR1020210033455 A KR 1020210033455A KR 20210033455 A KR20210033455 A KR 20210033455A KR 20220129139 A KR20220129139 A KR 20220129139A
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정승연
권오정
이홍연
강혜지
김경종
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 기판; 상기 기판 상에 배치된 표시요소; 상기 표시요소 상에 배치된 저반사 무기층; 상기 저반사 무기층 상에 배치되며, 상기 표시요소의 발광영역에 대응한 개구를 구비한 차광층; 상기 차광층의 상기 개구 내부를 채우는 반사 조정층;을 포함하며, 상기 차광층은 광의 흡수 파장 스펙트럼이 다른 제1차광층 및 제2차광층이 적층되어 구비된, 표시 장치를 제공한다.

Description

표시 장치{Display Apparatus}
본 발명의 실시예들은 표시 장치에 관한 것이다.
근래에 표시 장치는 그 용도가 다양해지고 있다. 또한, 표시 장치의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워 그 사용의 범위가 광범위해지고 있는 추세이며, 표시 장치가 다양한 분야에 활용됨에 따라 고품질의 이미지를 제공하는 표시 장치의 수요가 증가하고 있다.
본 발명의 실시예들은 광효율 및 시인성이 향상되어 고품질의 이미지를 제공할 수 있는 표시 장치를 제공한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예는, 기판; 상기 기판 상에 배치된 표시요소; 상기 표시요소 상에 배치된 저반사 무기층; 상기 저반사 무기층 상에 배치되며, 상기 표시요소의 발광영역에 대응한 개구를 구비한 차광층; 상기 차광층의 상기 개구 내부를 채우는 반사 조정층;을 포함하며, 상기 차광층은 광의 흡수 파장 스펙트럼이 다른 제1차광층 및 제2차광층이 적층되어 구비된, 표시 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2차광층은 380nm 내지 500nm 파장 대역을 흡수하는 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1차광층은 블랙 색상으로 구비되며, 상기 제2차광층은 옐로우 색상으로 구비될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2차광층은 상기 제1차광층의 개구의 측면을 적어도 일부 커버할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사 조정층은 가시광선 대역 중 제1파장 영역 및 제2파장 영역을 선택적으로 흡수할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1파장 영역은 480 nm 내지 505 nm 이고, 상기 제2파장 영역은 585 nm 내지 605 nm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시요소의 화소전극의 가장자리를 덮고, 상기 화소전극의 중심부를 노출하는 개구를 구비한 화소정의막을 더 포함하며, 상기 화소정의막은 광차단 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시요소의 화소전극의 가장자리를 덮고, 상기 화소전극의 중심부를 노출하는 개구를 구비한 화소정의막을 더 포함하며, 상기 차광층의 개구의 폭은 상기 화소정의막의 개구의 폭 보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 저반사 무기층은 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사 조정층은 염료, 안료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시요소와 상기 저반사 무기층 사이에 배치된 캡핑층;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 저반사 무기층 상에 배치되는 박막 봉지층; 및 상기 박막 봉지층 상에 배치되는 터치 센싱층;을 더 포함하며, 상기 차광층은 상기 터치 센싱층 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 기판; 상기 기판 상에 배치되며, 서로 다른 색상을 내는 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소; 상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소 상에 공통으로 배치된 저반사 무기층; 상기 저반사 무기층 상에 배치되며, 상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소의 각 발광영역에 대응한 개구를 구비한 차광층; 상기 차광층의 상기 개구 내부를 채우며, 상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소에 공통으로 배치된 반사 조정층;을 포함하며, 상기 차광층은 광의 흡수 파장 스펙트럼이 다른 제1차광층 및 제2차광층이 적층되어 구비된, 표시 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1차광층은 블랙 색상으로 구비되며, 상기 제2차광층은 옐로우 색상으로 구비될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사 조정층은 가시광선 대역 중 제1파장 영역 및 제2파장 영역을 선택적으로 흡수할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1파장 영역은 480 nm 내지 505 nm 이고, 상기 제2파장 영역은 585 nm 내지 605 nm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1표시요소, 제2표시요소 및 제3표시요소의 각 화소전극의 가장자리를 덮고, 상기 화소전극의 중심부를 노출하는 개구를 구비한 화소정의막을 더 포함하며, 상기 화소정의막은 광차단 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 저반사 무기층은 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사 조정층은 염료, 안료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 저반사 무기층 상에 배치되는 박막 봉지층; 및 상기 박막 봉지층 상에 배치되는 터치 센싱층;을 더 포함하며, 상기 차광층은 상기 터치 센싱층 상에 배치될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 서로 다른 광의 흡수 파장 스펙트럼을 가지는 제1차광층 및 제2차광층이 적층되어 구비되어, 표시 장치의 반사 색감을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 저반사 무기층 및 반사 조정층을 구비하여 광 투과율 및 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 어느 하나의 화소에 구비된 표시요소 및 그에 연결된 화소회로를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도로, 도 1의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 A 영역에 포함될 수 있는 일 실시예의 일부 구성을 확대한 평면도로,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도로, 도 4a의 II-II'에 따른 단면에 해당한다.
도 6은 일 실시예에 따른 반사 조정층의 광투과율을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 10은 차광층을 단일층으로 구비한 경우와, 차광층을 2층 구조로 구비한 경우의 차광층의 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 차광층을 단일층으로 구비한 경우와, 차광층을 2층 구조로 구비한 경우의 표시 패널의 반사율을 나타낸 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.
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.
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 명세서상에 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.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 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 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
이하의 실시예에서 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.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(10)의 기판(100)은 표시영역(DA) 및 표시영역(DA) 주변의 주변영역(PA)으로 구획될 수 있다. 표시 장치는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들에서 방출되는 빛을 이용하여 소정의 이미지를 제공할 수 있다.
각 화소(P)는 유기발광다이오드(organic light emitting diode) 또는 무기발광다이오드와 같은 표시요소를 포함하며, 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 즉, 각 화소(P)는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT), 스토리지 커패시터(Capacitor) 등을 포함하는 화소회로와 연결될 수 있다. 이러한 화소회로는 스캔선(SL) 및 상기 스캔선(SL)과 교차하는 데이터선(DL), 및 구동전압선(PL)과 연결될 수 있다. 스캔선(SL)은 x 방향으로 연장되며, 데이터선(DL) 및 구동전압선(PL)은 y 방향으로 연장되어 구비될 수 있다.
화소회로의 구동에 의해서 각 화소(P)는 빛을 방출할 수 있으며, 표시영역(DA)은 화소(P)들에서 방출되는 빛을 통해 소정의 이미지를 제공한다. 본 명세서에서의 화소(P)라 함은 전술한 바와 같이 적색, 녹색, 청색 또는 백색 중 어느 하나의 색상의 빛을 방출하는 발광영역으로 정의될 수 있다.
주변영역(PA)은 화소(P)들이 배치되지 않은 영역으로, 이미지를 제공하지 않는다. 주변영역(PA)에는 화소(P)들의 구동을 위한 내장 구동회로부, 전원공급배선, 및 구동회로부를 포함하는 인쇄회로기판이나 드라이버 IC가 연결되는 단자부 등이 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(10)는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display), 무기 EL 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display), 양자점 표시 장치(Quantum dot display) 등을 포함할 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치로서, 유기 발광 표시 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 표시 장치는 이에 제한되지 않으며, 후술할 특징은 전술한 바와 같은 다양한 방식의 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 어느 하나의 화소에 구비된 표시요소 및 그에 연결된 화소회로를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 표시요소인 유기발광다이오드(OLED)는 화소회로(PC)에 연결된다. 화소회로(PC)는 제1박막트랜지스터(T1), 제2박막트랜지스터(T2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 예컨대, 적색, 녹색, 또는 청색의 빛을 방출하거나, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다.
제2박막트랜지스터(T2)는 스위칭 박막트랜지스터로서, 스캔선(SL) 및 데이터선(DL)에 연결되며, 스캔선(SL)으로부터 입력되는 스위칭 전압에 따라 데이터선(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 유기발광다이오드(OLED)를 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동 전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)의 대향전극(예, 캐소드)는 제2전원전압(ELVSS)을 공급받을 수 있다.
도 2는 화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터와 1개의 스토리지 커패시터를 포함하는 것을 설명하고 있으나, 다른 실시예에서 박막트랜지스터의 개수 또는 스토리지 커패시터의 개수는 화소회로(PC)의 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 기판(100) 상에 표시층(200)이 배치되며, 표시층(200) 상에는 저반사 무기층(300), 박막봉지층(400), 및 반사방지층(500)이 배치될 수 있다.
기판(100)은 고분자 수지 또는 글래스재를 포함할 수 있다. 고분자 수지를 포함하는 기판(100)은 플렉서블, 롤러블 또는 벤더블 특성을 가질 수 있다. 표시층(200)은 복수의 표시요소들을 포함하는 표시요소층(220) 및 표시요소들 각각에 연결된 화소회로들을 포함하는 화소회로층(210)을 포함할 수 있다. 표시요소층(220)에 구비된 표시요소들 각각은 화소를 정의할 수 있고, 화소회로층(210)은 복수의 트랜지스터들 및 스토리지 커패시터들을 포함할 수 있다.
저반사 무기층(300)은 표시층(200) 상에 배치된다. 저반사 무기층(300)은 표시 장치(10)의 내부, 예컨대, 표시층(200)의 내부에 배치된 금속들에 의해서 반사된 광을 흡수하는 역할을 할 수 있다. 또는, 저반사 무기층(300)은 표시 장치 외부에서 입사되는 광을 흡수하여 외광 반사율을 감소시키는 역할을 할 수 있다. 저반사 무기층(300)은 반사율이 낮은 무기 재료로 형성될 수 있다.
박막봉지층(400)은 저반사 무기층(300) 상에 배치된다. 박막봉지층(400)은 표시요소들이 수분과 같은 외부 이물질에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 박막봉지층(400)은 적어도 하나의 무기박막봉지층 및 적어도 하나의 유기박막봉지층을 포함할 수 있다.
반사방지층(500)은 박막봉지층(400) 상에 배치될 수 있다. 반사방지층은 외부에서 표시 장치(10)를 향해 입사하는 빛(외부광)의 반사율을 감소시킬 수 있다. 본 실시예에서, 반사방지층(500)은 블랙매트릭스를 포함하는 차광층(510)과 반사 조정층(reflection control layer, 530)으로 구비될 수 있다. 반사 조정층(530)은 염료 및/또는 안료를 포함하며, 특정 파장 대역대의 광을 흡수할 수 있다.
반사방지층(500) 상부에는 커버 윈도우가 배치될 수 있다. 커버 윈도우는 광학 투명 접착제 필름과 같은 투명 접착 부재에 의해 반사방지층(500) 상에 부착될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 A 영역에 포함될 수 있는 일 실시예의 일부 구성을 확대한 평면도로, 복수의 화소 및 각 화소의 발광영역(EA)과 대응되도록 배치된 차광층(510)의 개구(510_OP)의 배치관계를 개략적으로 나타내고 있다.
도 4a를 참조하면, 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하며, 복수의 화소들은 서로 다른 색상을 내는 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1화소(P1)는 청색, 제2화소(P2)는 녹색, 제3화소(P3)는 적색의 빛을 방출할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1화소(P1)는 적색, 제2화소(P2)는 녹색, 제3화소(P3)는 청색을 방출할 수 있는 등 다양한 변형이 가능할 수 있다.
제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 다각형의 형태 중 사각형의 형태를 가질 수 있다. 본 명세서에서는 다각형 내지 사각형은 꼭지점이 라운드진 형태도 포함한다. 즉, 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 꼭지점이 라운드진 사각형의 형태를 가질 수 있다. 다른 실시예로써, 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 원형 또는 타원형의 형상을 가질 수 있다.
제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)의 크기는 서로 다르게 구비될 수 있다. 예컨대, 제2화소(P2)의 면적은 제1화소(P1) 및 제3화소(P3)의 면적에 비해서 작게 구비될 수 있으며, 제1화소(P1)의 면적은 제3화소(P3)의 면적에 비해서 크게 구비될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)의 크기는 실질적으로 동일하게 구비될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
본 명세서에서 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)의 크기는 각 화소를 구현하는 표시요소의 발광영역(EA)의 크기를 의미하며, 상기 발광영역(EA)은 화소정의막(209, 도 5 참조)의 개구(OP)에 의해서 정의될 수 있다.
한편, 표시요소층 상부에 배치된 차광층(510)은 각 화소에 대응하는 개구(510_OP)를 구비한다. 상기 개구(510_OP)는 차광층(510)의 일부가 제거된 영역으로, 상기 개구(510_OP)를 통해서 표시요소에서 발광하는 빛이 외부로 출사될 수 있다. 차광층(510)의 몸체(body)는 외부광을 흡수하는 물질로 구비되며, 이에 따라 표시 장치의 시인성이 향상될 수 있다.
평면도 상에서 봤을 때, 차광층(510)의 개구(510_OP)는 각 화소(P1, P2, P3)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 차광층(510)의 개구(510_OP)는 모서리가 둥근 사각형의 형상으로 구비될 수 있다. 각 화소(P1, P2, P3)에 대응하는 각 차광층(510)의 개구(510_OP)의 면적은 각 화소(P1, P2, P3)의 면적에 비해서 크게 구비될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 각 차광층(510)의 개구(510_OP)의 면적은 각 화소(P1, P2, P3)의 면적과 실질적으로 동일하게 구비될 수도 있다.
제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 펜타일 구조의 화소 배열로 배치될 수 있다. 즉, 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 제2화소(P2)의 중심점(CP)을 사각형의 중심점으로 하는 가상의 사각형(VS)의 제1꼭지점(Q1)에 제1화소(P1)가 위치하며, 가상의 사각형(VS)의 제2꼭지점(Q2)에 제3화소(P3)가 위치할 수 있다. 상기 사각형(VS)는 정사각형일 수 있다.
제1화소(P1)은 제2화소(P2)와 이격되어 있으며, 가상의 사각형(VS)의 제1꼭지점(Q1)에 중심점이 위치할 수 있다. 제1화소(P1)는 복수이며, 복수의 제1화소(P1)는 제2화소(P2)를 사이에 두고 상호 이격되어 있다.
제3화소(P3)는 제1화소(P1) 및 제2화소(P2)와 이격되어 있으며, 가상의 사각형(VS)의 제1꼭지점(Q1)과 이웃하는 제2꼭지점(Q2)에 중심점이 위치하고 있다. 제3화소(P3)는 복수이며, 복수의 제3화소(P3)는 제1화소(P1)를 두고 상호 이격되어 있다.
복수의 제1화소(P1) 및 복수의 제3화소(P3) 각각은 x 방향 및, x 방향과 교차하는 y 방향을 따라 상호 교호적으로 배열될 수 있다. 제1화소(P1)는 복수의 제2화소(P2) 및 복수의 제3화소(P3)에 의해서 둘러싸일 수 있다.
도 4a에 있어서는 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)의 배치가 펜타일 구조를 가지는 것으로 도시되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 도 4b와 같이 스트라이프 구조로 배치될 수 있음은 물론이다. 즉, 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)가 x 방향을 따라 순서대로 배열될 수 있다. 다른 실시예로써, 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)는 모자익 구조, 델타 구조 등 다양한 화소 배열 구조로 배치될 수 있다. 본 실시예에 따른 표시 장치는 서로 다른 색상을 내는 제1화소(P1), 제2화소(P2), 및 제3화소(P3)를 포함하며, 차광층(510)은 각 화소(P1, P2, P3)에 대응되는 개구(510_OP)를 구비한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해서 도 5에 도시된 적층순서에 따라 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도로, 도 4a의 II-II'에 따른 단면에 해당한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 기판(100) 상의 발광영역(EA)을 구비한 표시요소써 유기발광다이오드(OLED), 저반사 무기층(300), 박막봉지층(400), 개구(510_OP)를 구비한 차광층(510), 개구(510_OP)를 채우는 반사 조정층(530)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 표시 장치는 유기발광다이오드(OLED)와 저반사 무기층(300) 사이에 배치된 캡핑층(250)을 더 포함할 수 있다.
기판(100)은 글래스재의 단일층일 수 있다. 또는 기판(100)은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 고분자 수지를 포함하는 기판(100)은 고분자 수지를 포함하는 층 및 무기층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 일 실시예로, 기판(100)은 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르 이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 셀룰로오스 트리아세테이트, 또는/및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등과 같은 고분자 수지를 포함할 수 있으며, 플렉서블(flexible)한 성질을 가질 수 있다. 기판(100)은 SiO2를 주성분으로 하는 글래스(glass)를 포함하거나, 강화 플라스틱과 같은 수지를 포함할 수 있으며, 리지드(rigid)한 성질을 가질 수 있다.
박막트랜지스터(TFT)는 비정질실리콘, 다결정실리콘 또는 유기반도체물질을 포함하는 반도체층(Act), 게이트전극(GE), 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)을 포함할 수 있다. 반도체층(Act)과 게이트전극(GE)과의 절연성을 확보하기 위해, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등의 무기물을 포함하는 게이트절연층(203)이 반도체층(Act)과 게이트전극(GE) 사이에 개재될 수 있다. 아울러 게이트전극(GE)의 상부에는 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등의 무기물을 포함하는 층간절연층(205)이 배치될 수 있으며, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 전술한 층간절연층(205) 상에 배치될 수 있다. 무기물을 포함하는 절연층은 CVD 또는 ALD(atomic layer deposition)를 통해 형성될 수 있다.
게이트전극(GE), 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 다양한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 게이트전극(GE)은 몰리브덴, 알루미늄, 구리, 티타늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 필요하다면 다층 구조를 취할 수도 있다. 예컨대 게이트전극(GE)은 몰리브덴의 단일층이거나, 몰리브덴층, 알루미늄층 및 몰리브덴층을 포함하는 3층 구조일 수 있다. 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 구리, 티타늄, 알루미늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 필요하다면 다층 구조를 취할 수도 있다. 예컨대 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 티타늄층, 알루미늄층 및 티타늄층을 포함하는 3층 구조일 수 있다.
이러한 구조의 박막트랜지스터(TFT)와 기판(100) 사이에는 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등과 같은 무기물을 포함하는 버퍼층(201)이 개재될 수 있다. 이러한 버퍼층(201)은 기판(100)의 상면의 평활성을 높이거나 기판(100) 등으로부터의 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(Act)으로 침투하는 것을 방지하거나 최소화하는 역할을 할 수 있다.
박막트랜지스터(TFT) 상에는 평탄화절연층(207)이 배치될 수 있다. 평탄화절연층(207)은 예컨대 아크릴, BCB(Benzocyclobutene) 또는 HMDSO(hexamethyldisiloxane) 등과 같은 유기물로 형성될 수 있다. 도 5에서는 평탄화절연층(140)이 단층으로 도시되어 있으나, 다층일 수 있다.
화소전극(221)은 평탄화절연층(207) 상에 배치될 수 있다. 화소전극(221)은 각 화소마다 배치된다. 이웃한 화소들 각각에 대응하는 화소전극(221)들은 상호 이격되어 배치될 수 있다.
화소전극(221)은 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 화소전극(221)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 일부 실시예에서, 화소전극(221)은 ITO층, Ag층, ITO층의 3층 구조일 수 있다.
화소전극(221) 상에는 화소정의막(209)이 배치된다. 화소정의막(209)은 각 화소전극(221)의 중심부분을 노출하는 개구(OP)를 갖는다. 화소정의막(209)은 화소전극(221)의 에지를 커버하며 화소전극(221)의 에지와 대향전극(223) 사이의 거리를 증가시켜, 화소전극(221)의 에지에서 아크 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 화소정의막(209)은 폴리이미드, 폴리아마이드(Polyamide), 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐, HMDSO 및 페놀 수지 등과 같은 유기 절연 물질로, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 또는, 화소정의막(209)은 무기 절연 물질로 형성될 수 있다. 또는, 화소정의막(209)은 무기 절연 물질과 유기 절연 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
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.
스페이서(211)는 화소정의막(209) 상에 배치될 수 있다. 스페이서(211)는 후술할 발광층(222b)을 형성하는 공정에서 사용되는 마스크에 의해 기판(100)과 스페이서(211) 사이에 개재되는 층들이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 스페이서(211)는 화소정의막(209)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 스페이서(211)는 광차단 물질을 포함할 수 있다.
화소정의막(209)의 개구(OP) 내부에는 발광층(222b)이 배치될 수 있다. 발광층(222b)은 적색, 녹색 또는 적색의 빛을 방출할 수 있는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물일 수 있다. 전술한 유기물은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있다.
발광층(222b)의 아래와 위에는 각각 제1공통층(222a) 및 제2공통층(222c)이 배치될 수 있다. 제1공통층(222a)은 예컨대, 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)을 포함하거나, 홀 수송층 및 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제2공통층(222c)은 발광층(222b) 위에 배치되는 구성요소로서, 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제2공통층(222c)은 선택적(optional)이다. 일부 실시예에서 제2공통층(222c)은 구비되지 않을 수 있다.
발광층(222b)이 화소정의막(150)의 개구(OP)에 대응하도록 각 화소마다 배치되는데 반해, 제1공통층(222a) 및 제2공통층(222c)은 각각 후술할 대향전극(223)과 마찬가지로 기판(100)을 전체적으로 커버하도록, 예컨대 기판(100)의 표시영역을 전체적으로 커버하도록 일체로 형성된 공통층일 수 있다.
대향전극(330)은 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 대향전극(330)용 물질로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 사용할 수 있다. 대향전극(330)은 투과형 전극, 반투과형 전극, 또는 반사형 전극일 수 있다.
상기 대향전극(330)은 리튬(Li), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag), 이터븀 (Yb), 은-이터븀(Ag-Yb), ITO, IZO, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 대향전극(330)은 단일층인 단층 구조 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
캡핑층(250)은 보강 간섭의 원리에 의하여 유기 발광 소자의 외부 발광 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 캡핑층(250)은 1.6 이상의 굴절률(at 589nm)을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 상기 캡핑층(250)의 두께는 1 nm 내지 200 nm, 예를 들어 5 nm 내지 150 nm, 또는 10 nm 내지 100 nm일 수 있다.
캡핑층(250)은 유기물을 포함한 유기 캡핑층, 무기물을 포함한 무기 캡핑층, 또는 유기물 및 무기물을 포함한 복합 캡핑층일 수 있다.
예를 들어, 캡핑층(250)은 카보시클릭 화합물, 헤테로시클릭 화합물, 아민 그룹-함유 화합물, 포르핀 유도체 (porphine derivatives), 프탈로시아닌 유도체 (phthalocyanine derivatives), 나프탈로시아닌 유도체 (naphthalocyanine derivatives), 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 카보시클릭 화합물, 헤테로시클릭 화합물 및 아민 그룹-함유 화합물은, 선택적으로, O, N, S, Se, Si, F, Cl, Br, I, 또는 이의 임의의 조합을 포함한 치환기로 치환될 수 있다.
저반사 무기층(300)은 캡핑층(250) 상부에 배치될 수 있다. 저반사 무기층(300)은 반사율이 낮은 무기 재료로 구비될 수 있다. 저반사 무기층(300)은 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 저반사 무기 흠수층(600)은 상기 무기 재료를 열 증착하여 형성될 수 있다.
저반사 무기층(300)에 포함된 무기 재료는 상기 무기 재료는 흡수 계수가 0.5 이상일 수 있다. 일 실시예에서, 저반사 무기층(300)에 포함된 무기 재료는 상기 무기 재료는 굴절률이 1 이상일 수 있다.
상기 저반사 무기층(300)이 표시 장치의 내부로 입사한 광을 흡수하고, 개구부 금속 간의 소멸 간섭을 유도함으로써 표시 장치의 외부를 향해 진행하는 빛을 감소시키거나 차단, 즉 표시 장치의 외광 반사율을 감소시킬 수 있으며, 표시 품질 및 시인성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 저반사 무기층(300)의 두께는 0.1 nm 내지 50 nm, 예를 들어 0.5 nm 내지 30 nm, 또는 1 nm 내지 20 nm일 수 있다.
상기 저반사 무기층(300) 상에는 박막봉지층(400)이 배치될 수 있다. 박막봉지층(400)은 적어도 하나의 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기봉지층을 포함할 수 있다. 예컨대, 박막봉지층(400)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1무기봉지층(410), 유기봉지층(420), 및 제2무기봉지층(430)을 포함할 수 있다.
제1무기봉지층(410) 및 제2무기봉지층(430)은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 타탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드, 아연옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 중 선택된 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있다. 제1무기봉지층(410) 및 제2무기봉지층(430)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일 층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
유기봉지층(420)은 제1무기봉지층(410) 및/또는 제2무기봉지층(430)의 내부 스트레스를 완화시킬 수 있다. 유기봉지층(420)은 폴리머(polymer)계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아릴레이트, 헥사메틸디실록산, 아크릴계 수지(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등) 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
유기봉지층(420)은 흐름성을 갖는 모노머를 도포한 후 열이나 자외선과 같은 빛을 이용하여 모노머층을 경화함으로써 형성할 수 있다. 또는, 유기봉지층(420)은 전술한 폴리머 계열을 물질을 도포하여 형성할 수 있다.
박막봉지층(400)은 전술한 다층 구조를 통해 박막봉지층(400) 내에 크랙이 발생한다고 하더라도, 제1무기봉지층(410)과 유기봉지층(420) 사이에서 또는 유기봉지층(420)과 제2무기봉지층(430) 사이에서 그러한 크랙이 연결되지 않도록 할 수 있다. 이를 통해 외부로부터의 수분이나 산소 등이 표시영역(DA)으로 침투하게 되는 경로가 형성되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
박막봉지층(400) 상부에는 차광층(510)이 배치될 수 있다. 차광층(510)은 유기발광다이오드(OLED)의 발광영역(EA)에 중첩하는 개구(510_OP)를 구비한다. 발광영역(EA)은 화소정의막(209)의 개구(OP)에 의해서 정의될 수 있다.
일부 실시예에서, 차광층(510)의 개구(510_OP)는 화소정의막(209)의 개구(OP)와 중첩하되, 차광층(510)의 개구(510_OP)의 제2폭(W2)는 화소정의막(209)의 개구(OP)의 제1폭(W1) 보다 크게 구비될 수 있다.
개구(510_OP)가 구비된 차광층(510)의 바디 부분은 화소정의막(209)의 바디 부분과 중첩할 수 있다. 예컨대, 차광층(510)의 바디 부분은 화소정의막(209)의 바디 부분에만 중첩할 수 있다. 차광층(510)의 바디 부분은 차광층(510)의 개구(510_OP)와 구별되는 부분으로서, 소정의 볼륨을 가지고 있는 부분을 의미한다. 마찬가지로, 화소정의막(209)의 바디 부분은 화소정의막(209)의 개구(OP)와 구별되는 것으로서, 소정의 볼륨을 가지고 있는 부분을 나타낸다.
본 실시예에서, 차광층(510)은 제1차광층(511) 및 제2차광층(513)이 적층되어 구비될 수 있다. 제1차광층(511)과 제2차광층(513)은 광을 흡수하는 파장 스펙트럼이 서로 다르게 구비된다.
제1차광층(511)은 가시광선 대역, 약 380 nm 내지 780 nm 대역,의 파장을 전반적으로 흡수하는 파장 스펙트럼을 가질 수 있다. 제1차광층(511)은 블랙으로 구비될 수 있다. 예컨대, 제1차광층(511)은 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.
제2차광층(513)은 블루광 대역, 약 380 nm 내지 500 nm 대역의 파장을 흡수하는 파장 스펙트럼을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 제2차광층(513)은 400nm 내지 490 nm 대역의 광에 대해서 투과율이 0.5%이하로 구비될 수 있다.
제2차광층(513)은 옐로우로 구비될 수 있다. 예컨대, 제2차광층(513)은 약 380 nm 내지 500 nm 대역의 파장을 흡수하는 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2차광층(513)은 옐로우 염로를 포함하는 수지 또는 페이스트 등을 포함할 수 있다.
가시광선 대역 중 낮은 파장 대역의 광의 흡수율을 높일 때, neutal black이 구현될 수 있다. 본 실시예에서, 제1차광층(511)은 가시광선 대역의 파장을 전반적으로 흡수하고, 제2차광층(513)은 반사율이 높은 낮은 파장 대역, 즉 블루광 대역의 광을 추가적으로 흡수하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 차광층(510)에 의해 발현되는 색상이 neutral black 으로 구현되어, 외광 반사율을 보다 낮출 수 있다.
차광층(510)의 개구(510_OP)는 제1차광층(511)의 개구 및 제2차광층(513)의 개구가 중첩되어 구비될 수 있다. 차광층(510)의 개구(510_OP)의 폭은 제1차광층(511)의 개구의 폭 및 제2차광층(513)의 개구의 폭 중 작은 것으로 정의될 수 있다. 상기 차광층(510)의 개구(510_OP)는 반사 조정층(530)에 의해서 채워질 수 있다.
반사 조정층(530)은 차광층(510)의 개구(510_OP)를 채우며 차광층(510)의 상부에 배치될 수 있다. 즉, 반사 조정층(530)은 박막봉지층(400)의 상부 및 차광층(510)의 바디 상부에 배치될 수 있다.
반사 조정층(530)은 표시 장치 내부에서 반사된 빛 또는 표시 장치 외부에서 입사하는 빛 중 일부 대역의 파장의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 반사 조정층(530)의 광투과율을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 반사 조정층(530)은 480 nm 내지 505 nm 의 제1파장 영역 및 585 nm 내지 605 nm의 제2파장 영역을 흡수하여, 상기 제1파장 영역 및 ,제2파장 영역에서의 광투과율이 40% 이하로 구비될 수 있다. 즉, 반사 조정층(530)은 유기발광다이오드(OLED)의 적색, 녹색 또는 청색의 발광 파장 범위를 벗어난 파장의 빛을 흡수할 수 있다.
상기 반사 조정층(530)은 염료, 안료 또는 이들의 조합을 포함하는 유기물층으로 구비될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 반사 조정층(530)은 옥사진계 화합물, 시아닌계 화합물, 테트라아조포르핀계 화합물, 스쿠아릴륨계 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 반사 조정층(530)은 하기 화학식 1 내지 4 중 어느 하나로 표시된 화합물을 포함할 수 있다:
<화학식 1>
Figure pat00001
<화학식 2>
Figure pat00002
<화학식 3>
Figure pat00003
<화학식 4>
Figure pat00004
상기 화학식 1 내지 4 중,
M은 금속이고,
X-는 1가의 음이온이고,
R은 서로 같거나 상이하고, 각각 수소, 중수소(-D), -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 또는 니트로기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C3-C60카보시클릭 그룹, C1-C60헤테로시클릭 그룹, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, -Si(Q11)(Q12)(Q13), -N(Q11)(Q12), -B(Q11)(Q12), -C(=O)(Q11), -S(=O)2(Q11), -P(=O)(Q11)(Q12), 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, 또는 C1-C60알콕시기;
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, C1-C60알킬기, C2-C60알케닐기, C2-C60알키닐기, C1-C60알콕시기, C3-C60카보시클릭 그룹, C1-C60헤테로시클릭 그룹, C6-C60아릴옥시기, C6-C60아릴티오기, -Si(Q21)(Q22)(Q23), -N(Q21)(Q22), -B(Q21)(Q22), -C(=O)(Q21), -S(=O)2(Q21), -P(=O)(Q21)(Q22), 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C3-C60카보시클릭 그룹, C1-C60헤테로시클릭 그룹, C6-C60아릴옥시기, 또는 C6-C60아릴티오기; 또는
-Si(Q31)(Q32)(Q33), -N(Q31)(Q32), -B(Q31)(Q32), -C(=O)(Q31), -S(=O)2(Q31), 또는 -P(=O)(Q31)(Q32);일 수 있다.
상기 Q1 내지 Q3, Q11 내지 Q13, Q21 내지 Q23 및 Q31 내지 Q33은 서로 독립적으로, 수소; 중수소; -F; -Cl; -Br; -I; 히드록실기; 시아노기; 니트로기; C1-C60알킬기; C2-C60알케닐기; C2-C60알키닐기; C1-C60알콕시기; 또는 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C3-C60카보시클릭 그룹 또는 C1-C60헤테로시클릭 그룹;일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 X-는 할라이드 이온, 카보실레이트 이온, 니트레이트 이온, 설포네이트 이온 또는 바이설페이트 이온일 수 있다.
예를 들어, 상기 X-는 F-, Cl-, Br-, I-, CH3COO-, NO3 -, HSO4 -, 프로피오네이트 이온, 벤젠 설포네이트 이온 등일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사 조정층(530) 표면에서 SCI (Specular Component Included) 모드로 측정된 반사율이 10% 이하일 수 있다. 즉, 상기 반사 조청층(530)이 표시 장치의 외광 반사를 흡수하여 시인성이 향상될 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 외광 반사를 줄이기 위해서 편광필름이나 컬러필터를 사용하지 않고, 저반사 무기층(300)과 반사 조정층(530)을 도입하고 있다.
외광 반사를 줄이기 위해서 편광필름을 사용하는 경우, 편광필름에 의해 유기발광다이오드(OLED)에서 발광한 빛의 투과율이 현저하게 줄어들 수 있다. 외광 반사를 줄이기 위해 각 화소의 색상에 대응하는 컬러필터를 사용하는 경우, 화소 별로 서로 다른 광 반사율에 따라 반사색띠가 발생할 수 있으며, 공정 단계가 많아 공정 비용이 증가될 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 각 화소에 공통으로 적용되는 저반사 무기층(300)과 반사 조정층(530)을 도입하고 있어, 광 투과율을 높이는 동시에 외광 반사를 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 7에 있어서, 도 5와 동일한 참조부호는 동일 부재를 일컫는 바, 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 기판(100) 상의 발광영역(EA)을 구비한 표시요소써 유기발광다이오드(OLED), 저반사 무기층(300), 박막봉지층(400), 개구(510_OP)를 구비한 차광층(510), 개구(510_OP)를 채우는 반사 조정층(530)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 표시 장치는 유기발광다이오드(OLED)와 저반사 무기층(300) 사이에 배치된 캡핑층(250)을 더 포함할 수 있다.
차광층(510)은 제1차광층(511) 및 제2차광층(513)이 적층되어 구비될 수 있다. 제1차광층(511)과 제2차광층(513)은 광을 흡수하는 파장 스펙트럼이 서로 다르게 구비된다.
제1차광층(511)은 가시광선 대역, 약 380 nm 내지 780 nm 대역,의 파장을 전반적으로 흡수하는 파장 스펙트럼을 가질 수 있다. 제1차광층(511)은 블랙으로 구비될 수 있다.
제2차광층(513)은 블루광 대역, 약 380 nm 내지 500 nm 대역의 파장을 흡수하는 파장 스펙트럼을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 제2차광층(513)은 400nm 내지 490 nm 대역의 광에 대해서 투과율이 0.5%이하로 구비될 수 있다. 제2차광층(513)은 옐로우로 구비될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1차광층(511)의 개구의 폭은 제2차광층(513)의 개구의 폭에 비해 크게 구비될 수 있다. 예컨대, 제2차광층(513)은 제1차광층(511)의 개구의 측면을 적어도 일부 덮을 수 있다.
이 경우, 차광층(510)의 개구(510_OP)의 폭(W2)은 제2차광층(513)의 개구에 의해서 정의될 수 있다. 일부 실시예에서, 차광층(510)의 개구(510_OP)의 폭(W2)은 발광영역(EA)의 폭(W1)과 실질적으로 동일하게 구비될 수 있다.
상기 차광층(510)의 개구(510_OP)는 반사 조정층(530)에 의해서 채워질 수 있다. 반사 조정층(530)은 480 nm 내지 505 nm 의 제1파장 영역 및 585 nm 내지 605 nm의 제2파장 영역을 흡수하여, 상기 제1파장 영역 및 ,제2파장 영역에서의 광투과율이 40% 이하로 구비될 수 있다. 즉, 반사 조정층(530)은 유기발광다이오드(OLED)의 적색, 녹색 또는 청색의 발광 파장 범위를 벗어난 파장의 빛을 흡수할 수 있다.
상기 반사 조정층(530)은 염료, 안료 또는 이들의 조합을 포함하는 유기물층으로 구비될 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 외광 반사를 줄이기 위해서 편광필름이나 컬러필터를 사용하지 않고, 저반사 무기층(300)과 반사 조정층(530)을 도입하여 높은 광 투과율을 확보할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 표시 장치는 제1차광층(511) 및 제2차광층(513)을 도입하여, 차광층(510)에 의해 발현되는 색상이 neutral black 으로 구현되어, 외광 반사율을 보다 낮출 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 8에 있어서, 도 5와 동일한 참조부호는 동일 부재를 일컫는 바, 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 기판(100) 상의 발광영역(EA)을 구비한 표시요소써 유기발광다이오드(OLED), 저반사 무기층(300), 박막봉지층(400), 개구(510_OP)를 구비한 차광층(510), 개구(510_OP)를 채우는 반사 조정층(530)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 표시 장치는 유기발광다이오드(OLED)와 저반사 무기층(300) 사이에 배치된 캡핑층(250)을 더 포함할 수 있다.
차광층(510)은 제1차광층(511) 및 제2차광층(513)이 적층되어 구비될 수 있다. 제1차광층(511)과 제2차광층(513)은 광을 흡수하는 파장 스펙트럼이 서로 다르게 구비된다.
본 실시예에 있어서, 상기 박막봉지층(400)과 차광층(510) 사이에는 터치센싱층(TSL)이 배치될 수 있다. 터치센싱층(TSL)은 사용자의 터치 입력을 센싱하는 층으로 저항막 방식, 정전 용량 방식 등 여러가지 터치 방식 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 터치 입력을 감지할 수 있다.
터치센싱층(TSL)은 박막봉지층(400) 상에 배치된다. 터치센싱층(TSL)은 제1 및 제2서브도전층(CTL1, CTL2), 터치 절연층(610)을 포함할 수 있다. 또한, 터치센싱층(TSL)은 터치 버퍼층(601)을 더 포함할 수 있다.
터치 버퍼층(601)은 박막봉지층(400) 상부에 직접 형성될 수 있다. 터치 버퍼층(601)은 박막봉지층(400)의 손상을 방지하며, 터치센싱층(TSL)이 구동시 발생할 수 있는 간섭 신호를 차단하기 위한 역할을 할 수 있다. 터치 버퍼층(601)은 실리콘산화물(SiOx), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiOxNy) 등과 같은 무기 절연물 또는 유기물을 포함하며, 단일층 또는 다층으로 구비될 수 있다.
터치 버퍼층(601) 상부에는 서브도전층(CTL1), 터치 절연층(610), 제2서브도전층(CTL2)이 순차 적층될 수 있다. 제1서브도전층(CTL1)과 제2서브도전층(CTL2)은 각각 터치 절연층(610)의 아래와 위에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 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.
일부 실시예에서, 제1서브도전층(CTL1)과 제2서브도전층(CTL2)은 모두 센서부로 작용할 수 있다. 이 경우, 제1서브도전층(CTL1)과 제2서브도전층(CTL2)은 터치 절연층(610)에 형성된 콘택홀(610ct)을 통해 접속될 수 있다. 이와 같이 제1서브도전층(CTL1)과 제2서브도전층(CTL2)은 모두 센서부로 사용함에 따라서, 터치전극의 저항이 감소하여, 터치센싱층(TSL)의 응답 속도가 향상될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1서브도전층(CTL1)과 제2서브도전층(CTL2) 유기발광다이오드(OLED)로부터 방출되는 빛이 통과할 수 있도록 메쉬구조로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1서브도전층(CTL1)과 제2서브도전층(CTL2)은 유기발광다이오드(OLED)의 발광영역과 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
제1서브도전층(CTL1)과 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 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 탄소 나노튜브, 그래핀(graphene) 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 제1서브도전층(CTL1)과 제2서브도전층(CTL2) 각각은, 티타늄층, 알루미늄층, 및 티탄늄층의 3층 구조를 가질 수 있다.
터치 절연층(610)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, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
차광층(510) 및 반사 조정층(530)은 상기 터치 센싱층(TSL) 상부에 배치되어, 터치 센싱층(TSL)에 포함된 도전층, 제1서브도전층(CTL1)과 제2서브도전층(CTL2)의 의한 외광 반사를 감소 시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 9에 있어서, 도 8과 동일한 참조부호는 동일 부재를 일컫는 바, 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 기판(100) 상의 서로 다른 색을 방출하는 제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)가 배치되고, 상기 제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)에 공통적으로 배치되는 저반사 무기층(300), 박막봉지층(400), 터치센싱층(TSL), 개구(510_OP)를 구비한 차광층(510), 및 상기 개구(510_OP)를 채우는 반사 조정층(530)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 표시 장치는 유기발광다이오드(OLED)와 저반사 무기층(300) 사이에 배치된 캡핑층(250)을 더 포함할 수 있다.
저반사 무기층(300)은 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 저반사 무기 흠수층(600)은 상기 무기 재료를 열 증착하여 형성될 수 있다.
저반사 무기층(300)에 포함된 무기 재료는 상기 무기 재료는 흡수 계수가 0.5 이상일 수 있다. 일 실시예에서, 저반사 무기층(300)에 포함된 무기 재료는 상기 무기 재료는 굴절률이 1 이상일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 저반사 무기층(300)의 두께는 0.1 nm 내지 50 nm, 예를 들어 0.5 nm 내지 30 nm, 또는 1 nm 내지 20 nm일 수 있다.
차광층(510)은 제1차광층(511) 및 제2차광층(513)이 적층되어 구비될 수 있다. 제1차광층(511)과 제2차광층(513)은 광을 흡수하는 파장 스펙트럼이 서로 다르게 구비된다. 제1차광층(511)은 가시광선 대역, 약 380 nm 내지 780 nm 대역,의 파장을 전반적으로 흡수하는 파장 스펙트럼을 가질 수 있다. 제1차광층(511)은 블랙으로 구비될 수 있다. 제2차광층(513)은 블루광 대역, 약 380 nm 내지 500 nm 대역의 파장을 흡수하는 파장 스펙트럼을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 제2차광층(513)은 400nm 내지 490 nm 대역의 광에 대해서 투과율이 0.5%이하로 구비될 수 있다. 제2차광층(513)은 옐로우로 구비될 수 있다.
반사 조정층(530)은 차광층(510)의 개구(510_OP)를 채우며 차광층(510)의 상부에 배치될 수 있다. 즉, 반사 조정층(530)은 박막봉지층(400)의 상부 및 차광층(510)의 바디 상부에 배치될 수 있다. 반사 조정층(530)은 표시 장치 내부에서 반사된 빛 또는 표시 장치 외부에서 입사하는 빛 중 일부 대역의 파장의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있다. 반사 조정층(530)은 가시광선 영역대역 중 2개의 파장 영역의 광을 흡수하도록 구비될 수 있다. 예컨대, 반사 조정층(530)은 480 nm 내지 505 nm 의 제1파장 영역 및 585 nm 내지 605 nm의 제2파장 영역을 흡수하여, 상기 제1파장 영역 및 ,제2파장 영역에서의 광투과율이 40% 이하로 구비될 수 있다.
저반사 무기층(300), 차광층(510), 및 반사 조정층(530)은 서로 다른 색을 발광하는 제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)에 공통적으로 구비될 수 있다. 제1유기발광다이오드(OLED1)는 적색, 제2유기발광다이오드(OLED2)는 녹색, 제3유기발광다이오드(OLED3)는 청색을 발광할 수 있다.
반사 조정층(530)은 상기 제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)에 동일한 구성으로 배치되는 바, 시인성을 향상시키는 동시에 공정의 단순화를 도모할 수 있다.
마찬가지로, 차광층(510)은 상기 제1유기발광다이오드(OLED1), 제2유기발광다이오드(OLED2), 제3유기발광다이오드(OLED3)에 동일한 구성으로 배치될 수 있다.
제1차광층(511)은 가시광선 대역의 파장을 전반적으로 흡수하고, 제2차광층(513)은 반사율이 높은 낮은 파장 대역, 즉 블루광 대역의 광을 추가적으로 흡수하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 차광층(510)에 의해 발현되는 색상이 neutral black 으로 구현되어, 외광 반사율을 보다 낮출 수 있다.
도 10은 차광층을 단일층으로 구비한 경우와, 차광층을 2층 구조로 구비한 경우의 차광층의 반사율을 나타낸 그래프이다.
(Case 1)은 차광층을 블랙의 단일층으로 구비한 경우를 나타낸다. (Case2)는 차광층을 블랙으로 구비된 제1차광층과 블루광을 흡수하는 옐로우로 구비된 제2차광층이 적층된 경우를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 차광층 자체의 반사율을 비교할 때, (Case 1)의 경우 380 nm 내지 530 nm 의 파장 영역 대의 반사율이 4.5 % 이상으로 높음을 알 수 있다. (Case 2)의 경우 380 nm 내지 530 nm 의 파장 영역 대의 반사율이 4 % 정도로 낮아지게 되는 바, 차광층(510)에 의한 전체적인 외광 반사율을 낮출 수 있음을 알 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 차광층을 단일층으로 구비한 경우와, 차광층을 2층 구조로 구비한 경우의 표시 패널의 반사율을 나타낸 그래프이다. 도 11a의 표시 패널은 반사 조정층이 적용되지 않은 경우이며, 도 11b의 표시 패널은 반사 조정층이 적용된 경우를 나탄내다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, (Case 2)의 차광층이 적용된 경우, 380 nm 내지 530 nm 의 파장 영역대의 외광 반사율이 (Case 1)의 차광층이 적용된 경우보다 낮게 나타남을 알 수 있다. 또한, 도 11a와 도 11b의 그래프를 비교하면, 반사 조정층이 적용된 경우 가시광선 영역대의 외광 반사율이 전반적으로 개선됨을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 기판
200: 표시층
209: 화소정의막
221: 화소전극
222: 중간층
223: 대향전극
250: 캡핑층
300: 저반사 무기층
400: 박막봉지층
410: 제1무기봉지층
420: 유기봉지층
430: 제2무기봉지층
TSL: 터치센싱층
500: 반사방지층
510: 차광층
511: 제1차광층
513: 제2차광층
530: 반사 조정층

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 표시요소;
    상기 표시요소 상에 배치된 저반사 무기층;
    상기 저반사 무기층 상에 배치되며, 상기 표시요소의 발광영역에 대응한 개구를 구비한 차광층;
    상기 차광층의 상기 개구 내부를 채우는 반사 조정층;을 포함하며,
    상기 차광층은 광의 흡수 파장 스펙트럼이 다른 제1차광층 및 제2차광층이 적층되어 구비된, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2차광층은 380nm 내지 500nm 파장 대역을 흡수하는 물질을 포함하는, 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1차광층은 블랙 색상으로 구비되며, 상기 제2차광층은 옐로우 색상으로 구비되는, 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2차광층은 상기 제1차광층의 개구의 측면을 적어도 일부 커버하는, 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반사 조정층은 가시광선 대역 중 제1파장 영역 및 제2파장 영역을 선택적으로 흡수하는, 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1파장 영역은 480 nm 내지 505 nm 이고, 상기 제2파장 영역은 585 nm 내지 605 nm인, 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표시요소의 화소전극의 가장자리를 덮고, 상기 화소전극의 중심부를 노출하는 개구를 구비한 화소정의막을 더 포함하며,
    상기 화소정의막은 광차단 물질을 포함하는, 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표시요소의 화소전극의 가장자리를 덮고, 상기 화소전극의 중심부를 노출하는 개구를 구비한 화소정의막을 더 포함하며,
    상기 차광층의 개구의 폭은 상기 화소정의막의 개구의 폭 보다 큰, 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 저반사 무기층은 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge) 또는 이들의 조합을 포함한, 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반사 조정층은 염료, 안료 또는 이들의 조합을 포함한, 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 표시요소와 상기 저반사 무기층 사이에 배치된 캡핑층;을 더 포함하는, 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 저반사 무기층 상에 배치되는 박막 봉지층;
    상기 박막 봉지층 상에 배치되는 터치 센싱층;을 더 포함하며,
    상기 차광층은 상기 터치 센싱층 상에 배치된, 표시 장치.
  13. 기판;
    상기 기판 상에 배치되며, 서로 다른 색상을 내는 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소;
    상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소 상에 공통으로 배치된 저반사 무기층;
    상기 저반사 무기층 상에 배치되며, 상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소의 각 발광영역에 대응한 개구를 구비한 차광층;
    상기 차광층의 상기 개구 내부를 채우며, 상기 제1표시요소, 제2표시요소, 및 제3표시요소에 공통으로 배치된 반사 조정층;을 포함하며,
    상기 차광층은 광의 흡수 파장 스펙트럼이 다른 제1차광층 및 제2차광층이 적층되어 구비된, 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1차광층은 블랙 색상으로 구비되며, 상기 제2차광층은 옐로우 색상으로 구비되는, 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 반사 조정층은 가시광선 대역 중 제1파장 영역 및 제2파장 영역을 선택적으로 흡수하는, 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1파장 영역은 480 nm 내지 505 nm 이고, 상기 제2파장 영역은 585 nm 내지 605 nm인, 표시 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1표시요소, 제2표시요소 및 제3표시요소의 각 화소전극의 가장자리를 덮고, 상기 화소전극의 중심부를 노출하는 개구를 구비한 화소정의막을 더 포함하며,
    상기 화소정의막은 광차단 물질을 포함하는, 표시 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 저반사 무기층은 이터븀(Yb), 비스무스(Bi), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge) 또는 이들의 조합을 포함한, 표시 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 반사 조정층은 염료, 안료 또는 이들의 조합을 포함한, 표시 장치
  20. 제13항에 있어서,
    상기 저반사 무기층 상에 배치되는 박막 봉지층;
    상기 박막 봉지층 상에 배치되는 터치 센싱층;을 더 포함하며,
    상기 차광층은 상기 터치 센싱층 상에 배치된, 표시 장치.
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