KR20230095466A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20230095466A
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유현혜
박세홍
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 서브 화소를 포함하는 기판; 상기 기판 상에서 상기 복수의 서브 화소와 대응되도록 배치되는 제1 전극; 상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 개구부를 포함하는 뱅크; 상기 개구부 내에서 상기 제1 전극 상에 배치되는 분할부; 상기 제1 전극 및 상기 분할부 상에 배치되는 발광층; 및 상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하고, 상기 발광층은 상기 분할부에 의하여 상기 개구부 내에서 끊어진 구조를 갖도록 배치된다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
현재 본격적인 정보화 시대로 접어들면서 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 표시 장치 분야가 급속도로 발전하고 있으며, 여러 가지 표시 장치에 대해 박형화, 경량화 및 저소비 전력화 등의 성능을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다.
이러한 다양한 표시 장치 중, 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 장치로서, 액정 표시 장치와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조가 가능하다. 또한, 발광 표시 장치는 저전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각(viewing angle), 명암 대비비(Contrast Ratio; CR)도 우수하여, 다양한 분야에서 활용이 기대되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광도파 모드 손실을 개선할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 광 추출 효율을 증가시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 서브 화소를 포함하는 기판; 상기 기판 상에서 상기 복수의 서브 화소와 대응되도록 배치되는 제1 전극; 상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 개구부를 포함하는 뱅크; 상기 개구부 내에서 상기 제1 전극 상에 배치되는 분할부; 상기 제1 전극 및 상기 분할부 상에 배치되는 발광층; 및 상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하고, 상기 발광층은 상기 분할부에 의하여 상기 개구부 내에서 끊어진 구조를 갖도록 배치된다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 서브 화소의 발광 영역을 복수로 분할함으로써, 광 도파 모드에 의한 손실을 개선할 수 있다.
본 발명은 복수의 서브 화소의 광 추출 효율을 증가시킴으로써, 표시 장치의 휘도 및 수명을 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 서브 화소의 확대 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III'에 따른 단면도이다.
도 4a는 도 2의 IVa-IVa'에 따른 단면도이다.
도 4b는 도 2의 IVb-IVb'에 따른 단면도이다.
도 4c는 도 2의 IVc-IVc'에 따른 단면도이다.
도 4d는 도 2의 IVd-IVd'에 따른 단면도이다.
도 5는 발광 영역의 개수에 따른 광 효율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 표시 장치(100)의 다양한 구성 요소 중 기판(110)만을 도시하였다.
도 1을 참조하면, 기판(110)은 표시 영역(AA) 및 비표시 영역(NA)을 포함한다.
표시 영역(AA)은 기판(110)의 중앙부에 배치되고, 표시 장치(100)에서 영상이 표시되는 영역일 수 있다. 표시 영역(AA)에는 표시 소자 및 표시 소자를 구동하기 위한 다양한 구동 소자들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 표시 소자는 후술할 제1 전극(141), 발광층(142) 및 제2 전극(143)을 포함하는 발광 소자(140)로 구성될 수 있다. 또한, 표시 소자를 구동하기 위한 트랜지스터(120), 커패시터, 배선 등과 같은 다양한 구동 소자가 표시 영역(AA)에 배치될 수 있다.
표시 영역(AA)에는 복수의 서브 화소(SP)가 포함될 수 있다. 서브 화소(SP)는 화면을 구성하는 최소 단위로, 복수의 서브 화소(SP) 각각은 발광 소자(140) 및 구동 회로를 포함할 수 있다. 복수의 서브 화소(SP)는 제1 방향으로 배치된 복수의 게이트 배선 및 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 배치된 복수의 데이터 배선의 교차 영역으로 정의될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 여기서, 제1 방향은 도 1의 가로 방향일 수 있고, 제2 방향은 도 1의 세로 방향일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
서브 화소(SP)의 구동 회로는 발광 소자(140)의 구동을 제어하기 위한 회로이다. 예를 들면, 구동 회로는 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 커패시터 등을 포함할 수 있다. 구동 회로는 비표시 영역(NA)에 배치된 게이트 드라이버, 데이터 드라이버 등과 연결되는 게이트 배선, 데이터 배선 등과 같은 신호 배선과 전기적으로 연결될 수 있다.
비표시 영역(NA)은 기판(110)의 둘레 영역에 배치되고, 영상이 표시되지 않는 영역일 수 있다. 비표시 영역(NA)은 표시 영역(AA)을 둘러싸도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 비표시 영역(NA)에는 표시 영역(AA)에 배치된 복수의 서브 화소(SP)를 구동하기 위한 다양한 구성요소들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브 화소(SP)의 구동을 위한 신호를 공급하는 구동 IC, 구동 회로, 신호 배선, 플렉서블 필름 등이 배치될 수 있다. 이때, 구동 IC는 게이트 드라이버, 데이터 드라이버 등을 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 서브 화소의 확대 평면도이다. 도 2에서는 설명의 편의를 위하여 표시 장치(100)의 다양한 구성 요소 중 뱅크(116) 및 분할부(117)만을 도시하였다.
도 2를 참조하면, 복수의 서브 화소(SP)는 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG)를 포함한다. 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 각각은 뱅크(116)의 개구부(OP)에 의하여 노출된 영역을 포함할 수 있다. 이때, 개구부(OP)는 분할부(partition)(117)에 의하여 복수의 영역으로 분할될 수 있다. 도 2에서는 분할부(117)가 제1 방향으로 연장된 형태를 갖도록 도시되었으나, 분할부(117)의 형태가 이에 제한되는 것은 아니다. 분할부(117)에 의하여 분할된 영역은 발광 영역(EA)과 대응될 수 있다. 발광 영역(EA)은 발광 소자(140)의 제1 전극(141)과 발광층(142)이 직접 접하여 실질적으로 발광이 이루어지는 영역을 의미할 수 있다. 또한, 발광 영역(EA)은 뱅크(116)와 분할부(117)에 의하여 둘러싸이는 영역을 의미할 수 있다. 이에 대해서는 도 3 내지 도 4d를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 도 2의 III-III'에 따른 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(100)는 기판(110), 트랜지스터(120), 컬러 필터(130R) 및 발광 소자(140)를 포함한다.
한편, 표시 장치(100)는 발광 소자에서 발광된 빛이 방출되는 방향에 따라 탑 에미션 (top emission) 또는 바텀 에미션(bottom emission) 방식으로 구성될 수 있다.
탑 에미션 방식은 발광 소자에서 발광된 빛이 발광 소자가 배치된 기판의 상부로 발광되는 방식이다. 탑 에미션 방식인 경우, 발광 소자에서 발광된 빛을 기판의 상부로, 즉, 캐소드 측으로 진행시키기 위해, 애노드 하부에 반사층이 형성될 수 있다.
바텀 에미션 방식은 발광 소자에서 발광된 빛이 발광 소자가 배치된 기판의 하부로 발광되는 방식이다. 바텀 에미션 방식인 경우, 발광 소자에서 발광된 빛을 기판의 하부로 진행시키기 위해, 애노드는 투명 도전성 물질로만 이루어질 수 있고, 캐소드가 반사율이 높은 금속 물질로 이루어질 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)가 바텀 에미션 방식인 것으로 가정하여 설명하기로 하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
기판(110)은 표시 장치(100)의 여러 구성요소들을 지지하고 보호하기 위한 기판이다. 기판(110)은 유리 또는 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 플라스틱 물질로 이루어질 수 있다. 기판(110)이 플라스틱 물질로 이루어지는 경우, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide; PI)로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다.
기판(110)과 상에는 버퍼층(111)이 배치된다. 버퍼층(111)은 기판(110)을 통해 수분 또는 불순물이 침투되는 것을 저감할 수 있다. 또한, 버퍼층(111)은 기판(110)으로부터 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 트랜지스터(120)를 보호할 수 있다. 더불어, 버퍼층(111)은 그 상부에 형성되는 층들과 기판(110) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다. 버퍼층(111)은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 단일층, 또는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 버퍼층(111)은 기판(110)의 종류 및 물질, 트랜지스터(120)의 구조 및 타입 등에 기초하여 생략될 수도 있다.
트랜지스터(120)는 버퍼층(111) 상에 배치된다. 트랜지스터(120)는 발광 소자(140)를 구동하기 위한 구동 소자로 사용될 수 있다. 트랜지스터(120)는 액티브층(121), 게이트 전극(122), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 포함한다. 도 2에 도시된 트랜지스터(120)는 구동 트랜지스터이고, 게이트 전극(122)이 액티브층(121) 상에 배치되는 탑 게이트(top gate) 구조의 박막 트랜지스터이다. 다만, 이에 제한되지 않고, 트랜지스터(120)는 바텀 게이트(bottom gate) 구조의 트랜지스터로 구현될 수도 있다.
도 2에서는 표시 장치(100)에 포함되는 다양한 트랜지스터 중 구동 트랜지스터(120)만을 도시하였으나, 스위칭 트랜지스터 등과 같은 다른 트랜지스터들도 배치될 수도 있다.
액티브층(121)은 버퍼층(111) 상에 배치된다. 액티브층(121)은 트랜지스터(120) 구동 시 채널이 형성되는 영역이다. 액티브층(121)은 산화물(oxide) 반도체, 비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon, poly-Si), 또는 유기물(organic) 반도체 등으로 형성될 수 있다.
액티브층(121) 상에는 게이트 절연층(112)이 배치된다. 게이트 절연층(112)은 액티브층(121)과 게이트 전극(122)을 전기적으로 절연시키기 위한 층으로, 절연 물질로 이루어질 수 있다. 게이트 절연층(112)은 도 3에 도시된 바와 같이 기판(110)의 전면에 걸쳐서 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 게이트 절연층(112)은 액티브층(121) 상에서 게이트 전극(122)과 동일한 폭을 갖도록 패터닝 될 수도 있다. 게이트 절연층(112)은 무기물인 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 단일층, 또는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 전극(122)은 게이트 절연층(112) 상에 배치된다. 게이트 전극(122)은 액티브층(121)의 채널 영역과 중첩하도록 게이트 절연층(112) 상에 배치된다. 게이트 전극(122)은 다양한 금속 물질, 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 및 구리(Cu) 중 어느 하나이거나 둘 이상의 합금, 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 전극(122) 상에는 층간 절연층(113)이 배치된다. 층간 절연층(113)은 무기물인 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 단일층, 또는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 층간 절연층(113)에는 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124) 각각이 액티브층(121)의 소스 영역 및 드레인 영역 각각에 컨택하기 위한 컨택홀이 형성된다.
소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 층간 절연층(113) 상에 배치된다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 동일 층에서 이격되어 배치된다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 층간 절연층(113)의 컨택홀을 통해 액티브층(121)과 전기적으로 연결된다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 다양한 금속 물질, 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 및 구리(Cu) 중 어느 하나이거나 둘 이상의 합금, 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
트랜지스터(120) 상에는 패시베이션층(114)이 배치된다. 패시베이션층(114)은 소스 전극(123), 드레인 전극(124) 및 층간 절연층(113)을 커버하도록 배치될 수 있다. 패시베이션층(114)은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 단일층, 또는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
컬러 필터(130R)는 패시베이션층(114) 상에 배치된다. 컬러 필터(130R)는 발광 소자(140)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 특히, 컬러 필터(130R)는 발광 영역(EA)과 대응되도록 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 발광 소자(140)에서 발광된 광이 발광 소자(140) 및 기판(110)의 하부로 향하는 바텀 에미션 방식이므로, 발광 소자(140) 하부에 컬러 필터(130R)가 배치될 수 있다. 발광 소자(140)에서 발광된 광은 컬러 필터(130R)를 통과하며 다양한 색상의 광으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 적색 서브 화소(SPR)는 적색 광을 방출하므로, 적색 서브 화소(SPR)에 배치된 컬러 필터(130R)는 적색 컬러 필터일 수 있다.
패시베이션층(114) 상에는 평탄화층(115)이 배치된다. 평탄화층(115)은 트랜지스터(120)를 보호하고, 트랜지스터(120)의 상부를 평탄화하기 위한 절연층이다. 평탄화층(115)에는 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)을 노출시키기 위한 컨택홀이 형성된다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 평탄화층(115)에는 소스 전극(123)을 노출시키기 위한 컨택홀이 형성될 수도 있다. 평탄화층(115)은 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 벤조사이클로부텐 및 포토레지스트 중 하나로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
발광 소자(140)는 평탄화층(115) 상에 배치된다. 발광 소자(140)는 제1 전극(141), 발광층(142) 및 제2 전극(143)을 포함한다.
제1 전극(141)은 평탄화층(115) 상에 배치된다. 제1 전극(141)은 복수의 서브 화소(SP) 각각과 대응되도록 배치된다. 제1 전극(141)은 발광 소자(140)의 애노드일 수 있다. 제1 전극(141)은 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나, 트랜지스터(120)의 종류, 구동 회로의 설계 방식 등에 따라 제1 전극(141)은 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)과 전기적으로 연결되도록 구성될 수도 있다. 제1 전극(141)은 발광층(142)에 정공을 공급하기 위하여 일함수가 높은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(141)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zin Oxide, IZO) 등과 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
평탄화층(115) 및 제1 전극(141) 상에 뱅크(116)가 배치된다. 뱅크(116)는 제1 전극(141)의 가장자리를 덮도록 평탄화층(115) 상에 형성될 수 있다. 뱅크(116)는 서로 인접한 서브 화소(SP) 간의 경계에 배치되어, 복수의 서브 화소(SP) 각각의 발광 소자(140)로부터 발광된 광의 혼색을 저감할 수 있다. 뱅크(116)는 발광 영역(EA)을 정의하기 위한 개구부(OP)를 포함할 수 있다. 즉, 복수의 서브 화소(SP) 각각에는 발광 영역(EA)과 대응되는 개구부(OP)가 형성될 수 있다. 개구부(OP)는 제1 전극(141)의 일부를 노출시키도록 구성될 수 있다. 뱅크(116)는 유기 절연 물질일 수 있다. 예를 들어, 뱅크(116)는 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 벤조사이클로부텐 및 포토레지스트 중 하나로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
발광층(142)은 제1 전극(141) 및 뱅크(116) 상에 배치된다. 발광층(142)은 복수의 서브 화소(SP)에 걸쳐 하나의 층으로 형성될 수 있다. 즉, 복수의 서브 화소(SP)의 각각의 발광층(142)은 서로 연결되어 일체로 이루어질 수 있다. 발광층(142)은 하나의 발광층으로 구성될 수도 있고, 서로 다른 색의 광을 발광하는 복수의 발광층이 적층된 구조일 수도 있다. 발광층(142)은 백색 발광층으로 구성될 수 있다. 발광층(142)은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등의 유기층을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 발광층(142)이 백색 발광층인 것으로 설명하였으나, 발광층(142)은 특정 색의 광을 발광하기 위한 유기층일 수도 있다. 예를 들어, 발광층(142)은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 구성될 수도 있다, 이러한 경우, 컬러 필터는 생략될 수 있다.
제2 전극(143)은 발광층(142) 상에 배치된다. 제2 전극(143)은 기판(110)의 전면에 걸쳐서 하나의 층으로 형성될 수 있다. 즉, 복수의 서브 화소(SP) 각각의 제2 전극(143)은 서로 연결되어 일체로 이루어질 수 있다. 제2 전극(143)은 발광층(142)으로 전자를 공급하므로, 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(143)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zin Oxide, IZO) 등과 같은 투명 도전성 물질, MgAg와 같은 금속 합금이나 이테르븀(Yb) 합금 등으로 형성될 수 있고, 금속 도핑층이 더 포함될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
한편, 도 3에는 도시되지 않았으나, 발광 소자(140) 상에는 봉지부가 배치될 수도 있다, 봉지부는 외부로부터 표시 장치(100) 내부로 침투하는 수분 및 산소 등으로부터 발광 소자(140)를 보호할 수 있다. 봉지부는 무기층과 유기층이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다.
도 3에서는 적색 서브 화소(SPR)의 구조만을 도시하였으나, 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG)도 동일한 구조를 가질 수 있다. 다만, 백색 서브 화소(SPW)의 경우, 컬러 필터는 생략될 수 있다. 또한, 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG)에 배치되는 컬러 필터는 각각 청색 컬러 필터 및 녹색 컬러 필터일 수 있다.
도 4a는 도 2의 IVa-IVa'에 따른 단면도이다. 도 4b는 도 2의 IVb-IVb'에 따른 단면도이다. 도 4c는 도 2의 IVc-IVc'에 따른 단면도이다. 도 4d는 도 2의 IVd-IVd'에 따른 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 복수의 서브 화소(SP) 각각의 개구부(OP)에는 적어도 하나의 분할부(117)가 배치된다. 또한, 적색 서브 화소(SPR), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 각각에는 컬러 필터(130R, 130B, 130G)가 배치된다. 여기서, 적색 서브 화소(SPR)에 배치되는 컬러 필터(130R)는 적색 컬러 필터이고, 청색 서브 화소(SPB)에 배치되는 컬러 필터(130B)는 청색 컬러 필터이고, 녹색 서브 화소(SPG)에 배치되는 컬러 필터(130G)는 녹색 컬러 필터일 수 있다.
분할부(117)는 개구부(OP) 내에서 제1 전극(141) 상에 배치된다. 그리고 발광층(142)과 제2 전극(143)은 제1 전극(141), 뱅크(116) 및 분할부(117) 상에 배치될 수 있다. 분할부(117)는 뱅크(116)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 분할부(117)는 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 벤조사이클로부텐 및 포토레지스트 중 하나로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
분할부(117)는 단면이 역사다리꼴 형태일 수 있다. 즉, 분할부(117)의 상면의 너비는 분할부(117)의 하면의 너비보다 넓을 수 있다. 여기서, 분할부(117)의 상면은 제1 전극(141)과 이격된 영역을 의미하고, 분할부(117)의 하면은 제1 전극(141)과 접하는 영역을 의미할 수 있다. 분할부(117)가 역사다리꼴 형태를 가지므로, 발광층(142)과 제2 전극(143)은 분할부(117)에 의하여 연속되지 않고 끊어진 구조를 가질 수 있다. 즉, 발광층(142)과 제2 전극(143)의 증착 시, 분할부(117)의 상부에 의하여 가려진 부분에는 발광층(142)과 제2 전극(143)이 증착되기 어려울 수 있다. 따라서, 분할부(117)의 일측에 배치된 발광층(142)은 분할부(117)의 타측에 배치된 발광층(142)과 비연속적으로 배치될 수 있다. 또한, 분할부(117)의 일측에 배치된 제2 전극(143)은 분할부(117)의 타측에 배치된 제2 전극(143)과 비연속적으로 배치될 수 있다.
발광층(142)과 제2 전극(143)이 분할부(117)에 의하여 단절되므로, 개구부(OP)의 내부는 복수의 발광 영역(EA)으로 분할될 수 있다. 즉, 발광 영역(EA)에서는 제1 전극(141)과 발광층(142)이 직접 접하여 발광이 이루어질 수 있다. 또한, 분할부(117)와 대응되는 영역에서는 제1 전극(141)과 발광층(142)이 서로 이격된 상태로 중첩될 수 있다. 이에, 분할부(117)와 대응되는 영역에서는 발광이 이루어지지 않을 수 있다.
표시 장치의 발광층에서 발광된 광은 표시 장치의 여러 구성요소들을 통과하여 표시 장치의 외부로 나오게 된다. 그러나, 발광층에서 발광된 광 중 표시 장치 외부로 나오지 못하고 표시 장치 내부에 갇히는 광들이 존재할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치의 구성요소들의 계면에서 전반사에 의하여 내부에 갇히는 광이 존재할 수 있으며, 이를 광도파 모드 손실(waveguide mode loss)이라고 표현할 수 있다. 특히, 광도파 모드 손실은 발광층의 정공 수송층이나 전자 수송층에서 강하게 발생할 수 있다. 광도파 모드 손실로 인하여 표시 장치의 광 추출 효율이 저하되고, 표시 장치의 휘도가 감소할 수 있다.
한편, 광도파 모드 손실은 다음의 수학식 1을 통해 근사화될 수 있다.
[수학식 1]
N(k) ~ Ak2/4π ± Lk/4π
여기서, N은 광도파 모드의 개수이고, k는 파수(wavenumber)이고, A는 발광 영역의 면적이며, L은 발광 영역의 길이일 수 있다. 즉, 수학식 1을 참조하면, 광도파 모드 손실은 발광 영역의 면적과 파수가 클수록 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(100)는 하나의 서브 화소(SP)가 복수의 발광 영역(EA)을 포함하도록 하여 광도파 모드 손실을 개선할 수 있다. 즉, 서브 화소(SP)의 개구부(OP)를 복수의 발광 영역(EA)으로 분할하여 하나의 발광 영역(EA)의 면적을 감소시킬 수 있다. 다시 말해서, 하나의 서브 화소(SP)는 비교적 작은 면적을 갖는 복수의 발광 영역(EA)을 포함할 수 있다. 따라서, 광도파 모드 손실을 개선하고, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
서브 화소(SP)의 개구부(OP)는 분할부(117)를 통해 복수의 발광 영역(EA)으로 분할될 수 있다. 구체적으로, 발광층(142)의 증착 전, 개구부(OP) 내의 제1 전극(141) 상에 분할부(117)를 배치할 수 있다. 이때, 분할부(117)는 단면이 역사다리꼴 형태일 수 있다. 이에, 발광층(142)은 분할부(117)에 의하여 비연속적으로 배치되어 개구부(OP) 내에서 분할된 구조를 가질 수 있다. 또한, 발광 영역(EA)은 제1 전극(141)과 발광층(142)이 직접 접하는 영역일 수 있다. 즉, 개구부(OP) 내에서 발광층(142)이 분할되므로, 하나의 발광 영역(EA)의 발광층(142)의 면적이 감소될 수 있다. 특히, 광도파 모드 손실은 발광층(142)에서 가장 많이 발생하므로, 발광층(142)의 분할을 통해 광도파 모드 손실을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있다.
분할부(117)의 단면이 역사다리꼴 형태를 가지므로, 분할부(117)에 의하여 반사된 광은 다시 발광 영역(EA)으로 진행될 수 있다. 따라서, 마이크로 캐비티(micro cavity) 구조에 의하여 증폭되는 광의 양을 증가시킬 수 있다. 여기서, 마이크로 캐비티 구조는 빛이 광로 길이(optical length)만큼 떨어져 있는 제1 전극(141)과 제2 전극(143) 사이에서 반복적으로 반사됨으로써, 보강 간섭에 의해 특정 파장의 빛이 증폭되는 것이다. 만약, 분할부(117)의 단면이 사다리꼴 형태일 경우, 분할부(117)에 의하여 반사된 광이 그대로 외부로 방출될 수 있다. 이러한 경우, 마이크로 캐비티 효과에 의하여 추출된 광과 그렇지 않은 광이 혼합되어 색 좌표가 변화되고, 색 시야각이 저하될 수 있다. 이에, 단면이 역사다리꼴 형태인 분할부(117)를 통해 마이크로 캐비티 효과에 의하여 추출된 광의 양을 증가시키고, 색 시야각을 향상시킬 수 있다.
도 2 및 도 4a 내지 도 4d를 함께 참조하면, 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG)는 동일한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG)의 개구부(OP)는 동일한 면적으로 형성될 수 있다. 다만, 각각의 서브 화소(SP)의 효율은 서로 다르게 구성될 수 있다.
예를 들어, 적색 서브 화소(SPR)는 서로 이격된 3개의 분할부(117)를 포함하여 4개의 발광 영역(EA)을 포함할 수 있다. 백색 서브 화소(SPW)는 서로 이격된 4개의 분할부(117)를 포함하여 5개의 발광 영역(EA)을 포함할 수 있다. 청색 서브 화소(SPB)는 서로 이격된 2개의 분할부(117)를 포함하여 3개의 발광 영역(EA)을 포함할 수 있다. 녹색 서브 화소(SPG)는 1개의 분할부(117)를 포함하여 2개의 발광 영역(EA)을 포함할 수 있다. 이때, 발광 영역(EA)의 면적이 작을수록 광도파 모드 손실이 감소되어 광 추출 효율이 향상될 수 있다. 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 각각은 동일한 면적의 개구부(OP)를 4개, 5개, 3개 및 2개로 분할하여 발광 영역(EA)을 구성할 수 있다. 이에, 발광 영역(EA)의 면적은 녹색 서브 화소(SPG), 청색 서브 화소(SPB), 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW) 순으로 작아질 수 있다. 따라서, 발광 효율은 백색 서브 화소(SPW), 적색 서브 화소(SPR), 청색 서브 화소(SPB), 녹색 서브 화소(SPG) 순으로 높게 구성될 수 있다.
일반적인 표시 장치에서는 서브 화소의 뱅크에 의한 개구부가 하나의 발광 영역과 대응될 수 있다. 또한, 표시 장치의 스펙(spec)에 따라 서로 다른 광을 발광하는 서브 화소의 발광 효율을 상이하게 하기 위해서는 발광 영역의 면적을 상이하게 구성하였다. 예를 들어, 백색 서브 화소의 효율을 가장 높이기 위해서는 백색 서브 화소의 발광 영역의 면적을 가장 크게 구성하였다. 또한, 녹색 서브 화소의 효율을 가장 낮추기 위해서는 녹색 서브 화소의 발광 영역의 면적을 가장 작게 구성하였다. 이러한 경우, 각각의 서브 화소의 형태가 불균일해지므로, 표시 장치의 영상도 불균해지는 문제가 발생하였다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 복수의 서브 화소(SP)의 형태와 면적을 동일하게 형성하면서 복수의 서브 화소(SP) 각각의 효율을 다르게 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG)의 개구부(OP) 자체의 형태와 면적은 동일하나, 분할된 발광 영역(EA)의 면적은 상이하게 구성될 수 있다. 따라서, 표시 장치(100)의 영상을 균일하게 출력 가능하고, 표시 품질이 향상될 수 있다.
한편, 도면에서는 백색 서브 화소(SPW), 적색 서브 화소(SPR), 청색 서브 화소(SPB), 녹색 서브 화소(SPG) 순으로 분할된 발광 영역(EA)의 면적이 커지는 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 표시 장치의 설계에 따라 각각의 서브 화소(SP)의 개구부(OP)의 분할된 개수는 상이할 수 있다. 또한, 도면에서는 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 각각에 포함된 발광 영역(EA)의 개수가 모두 상이하게 구성되었으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 중 일부에 포함된 발광 영역(EA)의 개수는 동일할 수도 있다. 또한, 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 중 일부만이 분할부(117)를 포함하도록 구성될 수도 있다. 즉, 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 중 일부는 분할부(117)를 포함하지 않아 하나의 발광 영역(EA)만을 포함하도록 구성될 수도 있다.
도 5는 발광 영역의 개수에 따른 광 효율의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 5의 X축은 하나의 서브 화소(SP) 내에 배치된 발광 영역(EA)의 개수이고, Y축은 광 효율의 변화율일 수 있다. 광 효율의 변화율은 “(발광 면적)
Figure pat00001
(1-광도파 모드 손실율)/(기준 발광 면적)
Figure pat00002
(1-기준 광도파 모드 손실율)”을 통해 계산되었다. 여기서, 기준 발광 면적과 기준 광도파 모드 손실율은 개구부(OP)에 분할부(117)가 배치되지 않은 경우의 발광 영역(EA)의 면적과 광도파 모드 손실율을 의미한다. 또한, 발광 면적과 광도파 모드 손실율은 개구부(OP)에 분할부(117)가 배치된 경우 복수의 발광 영역(EA) 각각의 면적의 합과 광도파 모드 손실율을 의미한다. 또한, 0.01D, 0.02D, 0.05D, 0.1D, 0.15D 각각은 분할부(117)의 너비를 의미할 수 있다. 여기서, 분할부(117)의 너비는 분할부(117)의 단면 가장 넓은 영역의 너비일 수 있다. 또한, D는 개구부(OP)의 짧은 면의 길이일 수 있다. 각각의 경우에서 서브 화소의 개구부의 크기와 면적은 모두 동일하게 설정되었다.
도 5를 참조하면, 분할부(117)의 너비가 0.01D 및 0.02D일 경우, 분할된 발광 영역(EA)의 개수가 증가할수록 발광 효율이 향상되는 것을 확인할 수 있다. 다시 말해서, 분할부(117)의 너비가 0.01D 및 0.02D일 경우, 분할된 발광 영역(EA)의 면적이 작아질수록 발광 효율이 향상되었다. 개구부(OP)에 분할부(117)가 존재할 경우, 개구부(OP)의 전체적인 개구율은 다소 감소할 수 있다. 그러나, 개구부(OP)가 작은 면적의 복수의 발광 영역(EA)으로 분할되므로, 광도파 모드 손실이 감소되어 광 추출 효율이 향상될 수 있다. 즉, 개구율 감소에 따른 발광 효율 저하보다 발광 영역(EA)을 분할함에 따른 광 추출 효율 향상이 훨씬 크게 작용할 수 있다. 이에, 분할부(117)의 너비가 얇을 경우, 분할된 발광 영역(EA)의 개수가 증가할수록 발광 효율이 향상될 수 있다.
분할부(117)의 너비가 0.05D, 0.1D, 0.15D일 경우, 발광 영역(EA)의 개수가 증가할수록 발광 효율이 향상되다가 점차 감소하는 것을 확인할 수 있다. 특히, 분할부(117)의 너비가 0.15D일 경우, 발광 영역(EA)의 개수가 10개가 되면 1개일 때보다 오히려 효율이 다소 저하되는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 분할된 발광 영역(EA)의 개수가 증가할수록 분할부(117)의 전체 면적이 증가되므로 개구부(OP)의 전체 개구율은 감소한다. 특히, 분할부(117)의 너비가 넓을 경우, 개구율 감소로 인한 발광 효율 저하가 보다 크게 작용할 수 있다.
분할부(117)의 너비는 개구부의 짧은 면의 길이의 0.01 내지 0.15배일 수 있다. 분할부(117)의 너비가 개구부의 짧은 면의 길이의 0.01배보다 작을 경우, 발광층(142)의 단절이 용이하게 이루어지지 않을 수 있다. 분할부(117)의 너비가 개구부의 짧은 면의 길이의 0.15배보다 클 경우, 개구율 감소로 발광 효율이 저하될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다. 도 6의 표시 장치(600)는 도 1 내지 도 4d의 표시 장치(100)와 비교하여 서브 화소(SP), 뱅크(616) 및 분할부(617)의 형태를 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략하도록 한다. 도 6에서는 설명의 편의를 위하여 표시 장치(600)의 다양한 구성 요소 중 뱅크(616) 및 분할부(617)만을 도시하였다.
도 6을 참조하면, 표시 장치(600)의 서브 화소(SP)는 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG)를 포함할 수 있다. 여기서, 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG)는 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 또한, 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 각각의 개구부(OP)는 서로 다른 면적 및 형태를 가질 수 있다.
적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 각각의 개구부(OP)는 복수의 발광 영역(EA)으로 분할될 수 있다. 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 각각의 발광 영역(EA)의 개수는 서로 상이하게 이루어질 수 있다.
구체적으로, 적색 서브 화소(SPR)의 개구부(OP)는 6개의 발광 영역(EA)으로 분할될 수 있다. 이때, 적색 서브 화소(SPR)에 배치된 분할부(617)는 제1 방향으로 연장된 2개의 라인과 제2 방향으로 연장된 1개의 라인이 교차된 형태로 형성될 수 있다. 또한, 적색 서브 화소(SPR)의 6개의 발광 영역(EA)은 모두 상이한 형태와 면적을 가질 수 있다.
백색 서브 화소(SPW)의 개구부(OP)는 4개의 발광 영역(EA)으로 분할될 수 있다. 이때, 백색 서브 화소(SPW)에 배치된 분할부(617)는 제1 방향으로 연장된 1개의 라인과 제2 방향으로 연장된 1개의 라인이 교차된 형태로 형성될 수 있다. 또한, 백색 서브 화소(SPW)의 4개의 발광 영역(EA)은 모두 상이한 형태와 면적을 가질 수 있다.
청색 서브 화소(SPB)의 개구부(OP)는 8개의 발광 영역(EA)으로 분할될 수 있다. 이때, 청색 서브 화소(SPB)에 배치된 분할부(617)는 제1 방향으로 연장된 3개의 라인과 제2 방향으로 연장된 1개의 라인이 교차된 형태로 형성될 수 있다. 또한, 청색 서브 화소(SPB)의 8개의 발광 영역(EA)은 모두 상이한 형태와 면적을 가질 수 있다.
녹색 서브 화소(SPG)의 개구부(OP)는 3개의 발광 영역(EA)으로 분할될 수 있다. 이때, 녹색 서브 화소(SPG)에 배치된 분할부(617)는 제1 방향으로 연장된 2개의 라인이 이격된 형태로 형성될 수 있다. 또한, 녹색 서브 화소(SPG)의 3개의 발광 영역(EA)은 모두 상이한 형태와 면적을 가질 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 복수의 서브 화소(SP)의 구조는 설명의 편의를 위한 것이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 표시 장치의 설계에 따라 복수의 서브 화소(SP)의 구조는 도 6과 상이하게 구성될 수도 있다. 또한, 도면에서는 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 각각에 포함된 발광 영역(EA)의 개수가 모두 상이하게 구성되었으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 중 일부에 포함된 발광 영역(EA)의 개수는 동일할 수도 있다. 또한, 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 중 일부만이 분할부(617)를 포함하도록 구성될 수도 있다. 즉, 적색 서브 화소(SPR), 백색 서브 화소(SPW), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 중 일부는 분할부(617)를 포함하지 않아 하나의 발광 영역(EA)만을 포함하도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(600)는 개구부(OP)를 복수의 발광 영역(EA)으로 분할함으로써, 하나의 발광 영역(EA)의 면적을 감소시킬 수 있다. 따라서, 광도파 모드로 인한 손실을 감소시키고 광 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다. 도 7에서는 설명의 편의를 위하여 표시 장치(700)의 다양한 구성 요소 중 뱅크(716) 및 분할부(717)만을 도시하였다.
도 7을 참조하면, 표시 장치(700)의 서브 화소(SP)는 적색 서브 화소(SPR), 녹색 서브 화소(SPG) 및 청색 서브 화소(SPB)를 포함할 수 있다. 이때, 적색 서브 화소(SPR)에는 적색 발광층을 포함하는 적색 발광 소자가 배치되고, 녹색 서브 화소(SPG)에는 녹색 발광층을 포함하는 녹색 발광 소자가 배치되고, 청색 서브 화소(SPB)에는 청색 발광층을 포함하는 청색 발광 소자가 배치될 수 있다. 즉, 각각의 서브 화소(SP)의 발광층은 서로 다른 색을 발광하는 유기층이므로, 표시 장치(700)는 별도의 컬러 필터를 필요로 하지 않을 수 있다. 또한, 발광층은 각각의 서브 화소(SP)와 대응되도록 패터닝될 수 있다.
적색 서브 화소(SPR), 녹색 서브 화소(SPG) 및 청색 서브 화소(SPB)는 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 또한, 적색 서브 화소(SPR), 녹색 서브 화소(SPG) 및 청색 서브 화소(SPB) 각각의 개구부(OP)는 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 이때, 청색 서브 화소(SPB)의 개구부(OP)는 4개의 발광 영역(EA)으로 분할될 수 있다. 적색 서브 화소(SPR)와 녹색 서브 화소(SPG)의 개구부(OP)는 분할되지 않고, 하나의 발광 영역(EA)만을 포함할 수 있다.
일반적으로 적색 광, 녹색 광, 청색 광 중 청색 광이 가장 낮은 파장을 갖는다. 수학식 1을 참조하면, 파수가 커질수록 광도파 모드 손실이 증가할 수 있다. 이때, 파수(k)는 파장의 역수이다. 이에, 파장이 작아질수록 광도파 모드 손실이 증가할 수 있다. 따라서, 적색 서브 화소(SPR), 녹색 서브 화소(SPG) 및 청색 서브 화소(SPB) 중 광도파 모드 손실이 가장 크게 발생하는 서브 화소(SP)는 청색 서브 화소(SPB)일 수 있다. 이에, 도 7에 도시된 바와 같이, 청색 서브 화소(SPB)의 개구부(OP)를 작은 면적의 복수의 발광 영역(EA)으로 분할함으로써, 청색 서브 화소(SPB)에서의 광도파 모드 손실을 개선할 수 있다. 또한, 청색 서브 화소(SPB)에 입력되는 전류를 감소시킬 수 있으므로, 청색 발광 소자의 효율 및 수명을 개선할 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 복수의 서브 화소(SP)의 구조는 설명의 편의를 위한 것이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 표시 장치의 설계에 따라 복수의 서브 화소(SP)의 구조는 도 7과 상이하게 구성될 수도 있다. 또한, 도면에서는 청색 서브 화소(SPB)가 4개의 발광 영역(EA)을 포함하고, 적색 서브 화소(SPR) 및 녹색 서브 화소(SPG)가 하나의 발광 영역(EA)을 포함하도록 구성되었으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 적색 서브 화소(SPR), 청색 서브 화소(SPB) 및 녹색 서브 화소(SPG) 각각의 발광 영역(EA)의 개수는 상이할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(700)는 개구부(OP)를 복수의 발광 영역(EA)으로 분할하여 광도파 모드 손실을 개선할 수 있다. 특히, 복수의 서브 화소(SP) 중 광도파 모드 손실이 상대적으로 많이 발생하는 일부 서브 화소(SP)의 개구부(OP)만을 복수의 발광 영역(EA)으로 분할할 수 있다. 따라서, 복수의 서브 화소(SP) 각각에서의 효율을 균일하게 유지하여 표시 장치(700)의 수명 및 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 서브 화소를 포함하는 기판; 상기 기판 상에서 상기 복수의 서브 화소와 대응되도록 배치되는 제1 전극; 상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 개구부를 포함하는 뱅크; 상기 개구부 내에서 상기 제1 전극 상에 배치되는 분할부; 상기 제1 전극 및 상기 분할부 상에 배치되는 발광층; 및 상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하고, 상기 발광층은 상기 분할부에 의하여 상기 개구부 내에서 끊어진 구조를 갖도록 배치된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제2 전극은 상기 분할부에 의하여 상기 개구부 내에서 끊어진 구조를 갖도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 분할부의 일측에 배치된 상기 발광층 및 상기 제2 전극은 상기 분할부의 타측에 배치된 상기 발광층 및 상기 제2 전극과 비연속적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 서브 화소는 상기 제1 전극과 상기 발광층이 직접 접하는 발광 영역을 포함하고, 상기 분할부는 상기 개구부를 복수의 발광 영역으로 분할하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 분할부와 대응되는 영역에서 중첩하는 상기 제1 전극과 상기 발광층은 서로 이격될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 서브 화소는 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소 및 백색 서브 화소를 포함하고, 상기 분할부는 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 백색 서브 화소 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 백색 서브 화소 각각에 포함된 상기 발광 영역의 개수는 서로 상이하게 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 백색 서브 화소 중 일부에 포함된 상기 발광 영역의 개수는 동일할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 서브 화소는 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소를 포함하고, 상기 분할부는 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 청색 서브 화소 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 청색 서브 화소 각각에 포함된 상기 발광 영역의 개수는 서로 상이하게 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 청색 서브 화소 중 일부에 포함된 상기 발광 영역의 개수는 동일할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 분할부의 단면은 역사다리꼴 형태일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 600, 700: 표시 장치
110: 기판
111: 버퍼층
112: 게이트 절연층
113: 층간 절연층
114: 패시베이션층
115: 평탄화층
116, 616, 716: 뱅크
117, 617, 717: 분할부
120: 트랜지스터
121: 액티브층
122: 게이트 전극
123: 소스 전극
124: 드레인 전극
130R, 130G, 130B: 컬러 필터
140: 발광 소자
141: 제1 전극
142: 발광층
143: 제2 전극
AA: 표시 영역
NA: 비표시 영역
SP: 서브 화소
SPR: 적색 서브 화소
SPW: 백색 서브 화소
SPB: 청색 서브 화소
SPG: 녹색 서브 화소
OP: 개구부
EA: 발광 영역

Claims (12)

  1. 복수의 서브 화소를 포함하는 기판;
    상기 기판 상에서 상기 복수의 서브 화소와 대응되도록 배치되는 제1 전극;
    상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 개구부를 포함하는 뱅크;
    상기 개구부 내에서 상기 제1 전극 상에 배치되는 분할부;
    상기 제1 전극 및 상기 분할부 상에 배치되는 발광층; 및
    상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하고,
    상기 발광층은 상기 분할부에 의하여 상기 개구부 내에서 끊어진 구조를 갖도록 배치되는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 분할부에 의하여 상기 개구부 내에서 끊어진 구조를 갖도록 배치되는, 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분할부의 일측에 배치된 상기 발광층 및 상기 제2 전극은 상기 분할부의 타측에 배치된 상기 발광층 및 상기 제2 전극과 비연속적으로 배치되는, 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 서브 화소는 상기 제1 전극과 상기 발광층이 직접 접하는 발광 영역을 포함하고,
    상기 분할부는 상기 개구부를 복수의 발광 영역으로 분할하도록 배치되는, 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분할부와 대응되는 영역에서 중첩하는 상기 제1 전극과 상기 발광층은 서로 이격되는, 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 서브 화소는 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소 및 백색 서브 화소를 포함하고,
    상기 분할부는 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 백색 서브 화소 중 적어도 하나에 배치되는, 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 백색 서브 화소 각각에 포함된 상기 발광 영역의 개수는 서로 상이하게 구성되는, 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 상기 청색 서브 화소 및 상기 백색 서브 화소 중 일부에 포함된 상기 발광 영역의 개수는 동일한, 표시 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 서브 화소는 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소를 포함하고,
    상기 분할부는 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 청색 서브 화소 중 적어도 하나에 배치되는, 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 청색 서브 화소 각각에 포함된 상기 발광 영역의 개수는 서로 상이하게 구성되는, 표시 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 상기 청색 서브 화소 중 일부에 포함된 상기 발광 영역의 개수는 동일한, 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 분할부의 단면은 역사다리꼴 형태인, 표시 장치.
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