KR20230169851A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20230169851A
KR20230169851A KR1020230070944A KR20230070944A KR20230169851A KR 20230169851 A KR20230169851 A KR 20230169851A KR 1020230070944 A KR1020230070944 A KR 1020230070944A KR 20230070944 A KR20230070944 A KR 20230070944A KR 20230169851 A KR20230169851 A KR 20230169851A
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layer
light
display device
light emitting
color filter
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웬-째 리
시-푸 리아오
이-안 야오
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이노럭스 코포레이션
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Abstract

디스플레이 장치는 기판, 복수의 발광 유닛, 복수의 컬러 필터 유닛 및 보호층을 포함한다. 복수의 컬러 필터 유닛은 복수의 발광 유닛 상에 배치되고, 제1 컬러 필터 유닛을 포함한다. 제1 컬러 필터 유닛은 복수의 발광 유닛 중 제1 발광 유닛과 중첩된다. 보호층은 복수의 컬러 필터 유닛 위에 배치된다. 디스플레이 장치는 최대 발광 각도(θ2)를 갖고, 보호층(13)은 굴절률을 갖고, 상기 제1 컬러 필터 유닛은 제1 방향을 따라 폭(WCF)을 갖고, 상기 제1 발광 유닛의 발광층은 상기 제1 방향을 따라 폭(WL)을 갖고, 상기 제1 컬러 필터 유닛은 두께 HCF를 갖고, 거리(H)는 상기 제1 발광 유닛과 상기 제1 컬러 필터 유닛 사이에 형성된다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY DEVICE}
본 개시는 전자 장치(electronic device), 특히 디스플레이 장치(display device)에 관한 것이다.
조명이 밝은 환경에서, 디스플레이 장치에 의해 반사되는 주변광(ambient light)은 어두운 상태의 밝기를 증가시켜 디스플레이 장치의 콘트라스트(contrast)를 낮춘다.
본 발명은 디스플레이 장치의 콘트라스트 향상에 도움이 되는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 기판(substtrate), 복수의 발광 유닛(light-emitting units), 복수의 컬러 필터 유닛(color filter units) 및 보호층(protecting layer)을 포함한다. 복수의 발광 유닛은 기판 상에 배치되고, 인접한 2개의 발광 유닛 사이에는 피치(P)가 형성된다. 복수의 컬러 필터 유닛(color filter units)은 복수의 발광 유닛 상에 배치되고, 제1 컬러 필터 유닛(first color filter unit)을 포함한다. 제1 컬러 필터 유닛(first color filter unit)은 복수의 발광 유닛 중 제1 발광 유닛(first light-emitting unit)과 중첩된다. 보호층은 복수의 컬러 필터 유닛 위에 배치된다. 디스플레이 장치는 최대 발광 각도(θ2)를 갖고, 보호층은 굴절률(n1)을 갖고, 제1 컬러 필터 유닛은 제1 방향을 따라 폭(WCF)을 갖고, 제1 발광 유닛의 발광층은 제1 방향을 따라 폭(WL)을 갖고, 제1 컬러 필터 유닛은 두께(HCF)를 갖고, 거리(H)는 제1 발광 유닛과 제1 컬러 필터 유닛 사이에 형성된다. 디스플레이 장치는 다음을 충족한다:
.
상술한 본 발명의 특징 및 이점을 보다 명확하고 이해하기 쉽게 하기 위하여, 이하의 구체적인 실시예를 첨부된 도면과 함께 상세하게 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성한다. 도면은 본 발명을 설명하고, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1 내지 도 16은 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이 장치의 부분 단면도이다.
이제 본 개시의 예시적인 실시예들이 참조될 것이고, 그 예들은 첨부된 도면들에 예시된다. 가능하면 동일한 참조 번호가 도면 및 설명에서 사용되어 동일하거나 유사한 부품을 나타낸다.
특정 요소를 지칭하기 위해 본 개시의 명세서 및 첨부된 청구범위 전반에 걸쳐 특정 용어가 사용될 것이다. 당업자는 전자 장치 제조자가 동일한 요소를 다른 이름으로 지칭할 수 있음을 이해할 것이다. 텍스트는 기능은 같지만 이름이 다른 요소를 구분하지 않는다. 이하의 설명 및 청구범위에서 "포함하는" 및 "포함하는" 등의 용어는 개방형 단어이므로 "포함하되 이에 제한되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 언급되는 "위", "아래", "앞", "뒤", "왼쪽", "오른쪽" 등의 방향 용어는 첨부된 도면의 방향만을 가리킨다. 따라서 방향 용어는 예시를 위한 것이며 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 도면에서 각 도면은 특정 실시예에서 사용되는 방법, 구조 및/또는 물질의 일반적인 특성을 예시한다. 그러나, 이들 도면은 이들 실시예에 포함되는 범위 또는 특성을 정의하거나 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 예를 들어, 층, 영역 및/또는 구조의 상대적인 크기, 두께 및 위치는 명확성을 위해 축소되거나 과장될 수 있다.
본 명세서에 기술된 구조(또는 층, 요소, 기판)는 다른 구조(또는 층, 요소, 기판) 상에/상에 위치하고, 이는 두 구조가 인접하고 직접 연결되어 있음을 의미할 수 있거나, 둘이 구조는 직접 연결되어 있지 않고 인접해 있다. 간접연결이란 두 구조 사이에 적어도 하나의 중간 구조(또는 중간층, 중간소자, 중간기판, 중간공간)이 있고, 구조의 하부 표면은 중간 구조의 상부 표면에 인접하거나 직접 연결된다. 다른 구조의 상부 표면은 중간 구조의 하부 표면에 인접하거나 직접 연결된다. 상기 중간 구조는 단층 또는 다층의 물리적 구조 또는 비물리적 구조로 구성될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서 어떤 구조가 다른 구조에 "상"으로 설정되어 있다는 것은 어떤 구조가 다른 구조에 "직접적으로" 설정되어 있거나, 어떤 구조가 다른 구조에 "간접적으로" 설정되어 있음을 의미할 수 있으며, 즉, 특정 구조와 다른 구조 사이에 적어도 하나의 구조가 개재되어 있다.
용어 "약", "동일하다", "동등한" 또는 "동일한", "실질적으로" 또는 "일반적으로"는 일반적으로 주어진 값 또는 범위의 10% 이내, 또는 주어진 값 또는 범위의 5%, 3%, 2%, 1% 또는 0.5% 이내로 해석된다. 또한, "범위는 제1값부터 제2값까지", "범위는 제1값과 제2값 사이"라는 기재는 범위가 제1값과 제2값 및 그 사이의 다른 값을 포함함을 의미한다.
명세서 및 청구범위에 사용된 "제1", "제2" 등의 서수는 요소를 수식하는 데 사용되고, 이는 요소(또는 이들) 앞에 임의의 서수가 오는 것을 의미하거나 의미하지 않으며, 다른 요소와 특정 요소의 순서 또는 제조 방법의 순서. 이러한 서수의 사용은 특정 이름을 가진 요소를 동일한 이름을 가진 다른 요소와 명확하게 구별하기 위해서만 사용된다. 청구범위 및 명세서에서는 서로 다른 용어가 채택될 수 있으므로, 명세서의 제1 구성요소는 청구범위의 제2 구성요소로 지칭될 수 있다.
본 발명에서 두께, 길이 및 폭은 광학현미경(OM)으로 측정할 수 있으며, 두께 또는 폭은 전자현미경으로 단면 이미지를 측정하여 얻을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 광학현미경 및/또는 전자현미경을 이용하여 본 발명의 컬러 필터 유닛, 광흡수층(light-absorbing layer), 광흡수 스페이서층, 반사방지층 또는 반사방지 효과 등을 갖는 보호층 등과 같은, 구조적 특징을 관찰할 수 있다.
또한, 비교에 사용되는 두 값이나 방향에는 특정 오류가 있을 수 있다. 또한, 본 명세서에서 언급되는 "동일하다", "동등하다", "같다", "실질적으로" 또는 "대체로" 등의 용어는 일반적으로 주어진 값 또는 범위의 10% 이내의 값을 의미한다. 또한, "주어진 범위는 제1 값과 제2 값 사이", "주어진 범위는 제1 값과 제2 값 사이의 범위에 속한다" 또는 "주어진 범위는 제1 값과 제2 값 사이에 있다"라는 문구는 주어진 범위는 제1 값, 제2 값 및 그 사이의 다른 값을 포함하는 것을 의미한다. 제1 방향이 제2 방향에 수직인 경우, 제1 방향과 제2 방향 사이의 각도는 80도와 100도 사이일 수 있고; 제1 방향이 제2 방향과 평행한 경우, 제1 방향과 제2 방향 사이의 각도는 0도와 10도 사이일 수 있다.
이하의 실시예에서, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고, 여러 상이한 실시예의 특징이 교체, 재구성 및 혼합되어 다른 실시예를 완성할 수 있음을 유의해야 한다. 다양한 실시예의 특징이 본 발명의 사상에 위배되거나 서로 상충되지 않는 한 자유롭게 혼용 및 매칭될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어와 같은 이러한 용어는 관련 기술의 배경 또는 맥락 및 현재 개시와 일치하는 의미로 해석되어야 하고, 개시된 실시예들에서 구체적으로 정의되지 않는 한 이상적이거나 지나치게 공식적인 방식으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해할 수 있다.
본 발명에서 전자 장치는 디스플레이 장치(display device), 백라이트 장치(backlight device), 안테나 장치(antenna device), 센싱 장치(sensing device) 또는 스플라이싱 장치(splicing device)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 전자 장치는 구부릴 수 있거나 가요성 전자 장치일 수 있다. 디스플레이 장치(display device)는 비자발광 디스플레이 장치(non-self-luminous display device) 또는 자발광 디스플레이 장치(self-luminous display device)일 수 있다. 전자 장치는 예를 들어 액정, 발광 다이오드, 형광체, 형광체, 양자점(QD), 기타 적합한 디스플레이 매체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 안테나 장치는 액정형 안테나 장치(liquid crystal type antenna device) 또는 비액정형 안테나 장치(non-liquid crystal type antenna device)일 수 있으며, 센싱 장치(sensing device)는 정전용량(capacitance), 광(light), 열에너지(thermal energy) 또는 초음파(ultrasonic waves)를 센싱하는 센싱 장치일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 개시에서 전자 장치는 전자 부품을 포함할 수 있으며, 전자 부품은 커패시터, 저항, 인덕터, 다이오드, 트랜지스터 등과 같은 수동 부품 및 능동 부품을 포함할 수 있다. 다이오드는 발광 다이오드(light-emitting diode) 또는 포토다이오드(photodiode)를 포함할 수 있다. 발광 다이오드는 예를 들어 유기 발광 다이오드(OLED), 미니 발광 다이오드(미니 LED), 마이크로 발광 다이오드(마이크로 LED) 또는 양자점 발광 다이오드(QLED)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 스플라이싱 장치는 예를 들어, 디스플레이 스플라이싱 장치(display splicing device) 또는 안테나 스플라이싱 장치(antenna splicing device)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 전자 장치는 전술한 것들의 임의의 순열 및 조합일 수 있지만 이에 제한되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 또한, 전자 장치의 모양은 직사각형, 원형, 모서리가 구부러진 다각형 또는 기타 적합한 모양일 수 있다. 전자 장치는 디스플레이 장치, 안테나 장치, 웨어러블 장치(증강 현실 또는 가상 현실을 포함하는 것과 같은), 차량-장착 장치(자동차 윈드쉴드를 포함하는 것과 같은) 또는 접합 장치를 지원하는 구동 시스템, 제어 시스템, 광원 시스템과 같은 주변 시스템을 가질 수 있다.
도 1 내지 도 16은 각각 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이 장치의 부분 단면도이다. 도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(display device)(1)는 기판(substrate)(10), 복수의 발광 유닛(plurality of light-emitting units)(11), 복수의 컬러 필터 유닛(plurality of color filter units)(12) 및 보호층(protecting layer)(13)을 포함할 수 있다. 복수의 발광 유닛(11)은 기판(10) 상에 배치되고, 인접한 두 개의 발광 유닛 사이에는 피치(P)가 존재한다. 복수의 컬러 필터 유닛(12)은 복수의 발광 유닛(11) 상에 배치되고, 제1 컬러 필터 유닛(12-1)를 포함한다. 제1 컬러 필터 유닛(12-1)은 복수의 발광 유닛(11) 중 제1 발광 유닛(11-1)와 중첩된다. 보호층(13)은 복수의 컬러 필터 유닛(12) 상에 배치된다. 디스플레이 장치(1)는 최대 발광 각도(θ2)를 갖고, 보호층(13)은 굴절률(n1)을 갖고, 제1 컬러 필터 유닛(12-1)은 제1 방향(D1)을 따라 폭(WCF)을 갖고, 제1 발광 유닛(11-1)의 발광층(미도시)은 제1 방향(D1)을 따라 폭(WL)을 갖는다. 제1 컬러 필터 유닛(12-1)는 두께(HCF)를 가지고, 제1 발광 유닛(11-1)와 제1 컬러 필터 유닛(12-1) 사이에는 거리(H)가 형성된다. 디스플레이 장치는 다음을 충족한다:
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구체적으로 기판(10)은 인쇄 회로 기판(printed circuit board), 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board) 또는 회로가 형성된 플레이트(plate)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판(10)은 기판(100) 및 회로층(circuit layer)(102)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 기판(100)은 강성 기판(rigid substrate) 또는 가요성 기판(flexible substrate)일 수 있다. 기판(100)의 재질은 예를 들어, 유리, 석영, 세라믹, 사파이어 또는 플라스틱을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 플라스틱은 폴리카보네이트(polycarbonate)(PC), 폴리이미드(polyimide)(PI), 폴리프로필렌(polypropylene)(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)(PET), 기타 적합한 유연한 물질 또는 전술한 물질의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 회로층(102)은 기판(100) 상에 배치된다. 도시되지는 않았지만, 회로층(102)은 단일 금속층(예를 들어, 패터닝된 금속층); 대안적으로, 회로층(102)은 다중 금속층(예를 들어, 패터닝된 금속층), 다중 절연층 및 다중 도전성 비아(미도시)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 기판(100) 위에는 복수의 금속층과 복수의 절연층이 교대로 적층되어 있으며, 복수의 도전성 비아가 각각 하나 이상의 절연층을 관통하여 패터닝된 2개의 금속층(미도시)을 전기적으로 연결한다.
복수의 발광 유닛(11)은 기판(10) 상에 배치되어 회로층(102)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 복수의 발광 유닛(11)은 제1 발광 유닛(11-1), 제2 발광 유닛(11-2) 및 제3 발광 유닛(11-3)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 비록 도 1은 하나의 제1 발광 유닛(11-1), 하나의 제2 발광 유닛(11-2) 및 하나의 제3 발광 유닛(11-3)을 개략적으로 도시한 것이며, 디스플레이 장치(1)는 복수의 제1 발광 유닛(11-1), 복수의 제2 발광 유닛(11-2) 및 복수의 제3 발광 유닛(11-3)을 포함할 수 있다.
제1 발광 유닛(11-1), 제2 발광 유닛(11-2) 및 제3 발광 유닛(11-3)은 동일한 컬러의 발광 유닛 또는 다른 컬러의 발광 유닛일 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 유닛(11-1), 제2 발광 유닛(11-2) 및 제3 발광 유닛(11-3)은 각각 적색 발광 유닛, 녹색 발광 유닛 및 청색 발광 유닛을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 또는, 제1 발광 유닛(11-1), 제2 발광 유닛(11-2) 및 제3 발광 유닛(11-3)은 다양한 광 변환 물질(light conversion materiallight conversion material)과 결합된 청색 발광 유닛(또는 자외선 발광 유닛)일 수 있다. 발광 유닛은 예를 들어, 미니 발광 다이오드, 마이크로 발광 다이오드 또는 퀀텀닷 발광 다이오드를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 광 변환 물질은 예를 들어, 형광, 인광, 양자점, 기타 적합한 광 변환 물질 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
복수의 발광 유닛(11)의 피치(P)는 인접한 2개의 발광 유닛(11) 사이의 피치, 예를 들어, 발광 유닛(11)(예를 들어, 발광 유닛(11-1))의 가장자리와 인접한 발광 유닛(11)(예를 들어, 발광 유닛(11-2))의 대응 가장자리 사이의 거리), 또는 발광 유닛(11)의 중심선과 인접한 발광 유닛(11)의 중심선 사이의 거리를 말한다.
일부 실시예에서, 디스플레이 장치(1)는 스페이서층(spacer layer)(14)을 더 포함할 수 있다. 스페이서층(14)은, 예를 들어, 제1 발광 유닛(11-1)과 제2 발광 유닛(11-2) 사이 및 제2 발광 유닛(11-2)과 제3 발광 유닛(11-3) 사이에 배치되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 스페이서층(14)은 화소 정의막일 수 있으며, 복수의 발광 유닛(11)를 각각 수용하는 복수의 개구부(openings)(H1)를 갖고, 복수의 발광 유닛(11)는 스페이서층(14)의 복수의 개구부(H1)에 각각 배치된다. 스페이서층(14)은 예를 들어 투명한 고분자 물질(transparent polymer material)을 포함할 수 있으며, 투명한 고분자 물질은 수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 발광 유닛(11)(제1 발광 유닛(11-1), 제2 발광 유닛(11-2) 및 제3 발광 유닛(11-3)을 포함함) 상에 복수의 컬러 필터 유닛(12)이 배치된다. 복수의 컬러 필터 유닛(12)는 특정 파장의 광은 통과시키고 다른 파장의 광은 흡수한다. 예를 들어, 복수의 컬러 필터 유닛(12)는 제1 컬러 필터 유닛(12-1), 제2 컬러 필터 유닛(12-2) 및 제3 컬러 필터 유닛(12-3)를 포함할 수 있다. 제1 컬러 필터 유닛(12-1)은 제1 발광 유닛(11-1)에서 나오는 광의 적어도 일부(예를 들어, 적색광의 적어도 일부)를 통과시키고, 나머지 컬러광을 흡수하고, 제2 컬러 필터 유닛(12-1)은 제2 발광 유닛(11-2)에서 나오는 광의 적어도 일부(예를 들어, 녹색 광의 적어도 일부)는 통과시키고 나머지 컬러광은 흡수하고, 제3 컬러 필터 유닛(12-3)은 제3 발광 유닛(11-3)에서 나오는 광의 적어도 일부(예를 들어, 청색 광의 적어도 일부)를 통과시키고 나머지 컬러광을 흡수하지만, 이에 제한되지 않는다. 비록 도 1은 제1 컬러 필터 유닛(12-1), 제2 컬러 필터 유닛(12-2) 및 제3 컬러 필터 유닛(12-3)를 개략적으로 도시한 것으로서, 디스플레이 장치(1)는 복수의 제1 컬러 필터 유닛(12-1), 복수의 제2 컬러 필터 유닛(12-2), 및 복수의 제3 컬러 필터 유닛(12-3)를 포함할 수 있다.
제1 컬러 필터 유닛(12-1), 제2 컬러 필터 유닛(12-2) 및 제3 컬러 필터 유닛(12-3)은 각각 제1 발광 유닛(11-1), 제2 발광 유닛(11-2) 및 제3 발광 유닛(11-3)에 대응한다. 예를 들어, 제1 컬러 필터 유닛(12-1), 제2 컬러 필터 유닛(12-2) 및 제3 컬러 필터 유닛(12-3)은 각각 기판(10)의 법선 방향(예를 들어, 제2 방향(D2))으로 제1 발광 유닛(11-1), 제2 발광 유닛(11-2) 및 제3 발광 유닛(11-3)과 중첩된다.
복수의 컬러 필터 유닛(12)는 접착층(adhesive layer)(예를 들어, 접착층(17))을 통해 복수의 발광 유닛(11) 및 스페이서층(14)에 부착될 수 있다. 일례로 도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 기판(15), 차광층(light-shielding layer)(16) 및 접착층(adhesive layer)(17)을 더 포함할 수 있다. 기판(15)은 기판(10)과 대향하고, 기판(15)의 물질은 기판(100)의 물질을 의미할 수 있으므로 여기서는 반복 설명하지 않는다. 차광층(16)은 기판(15)의 기판(10)과 대향하는 면에 배치되며, 복수의 발광 유닛(11)과 각각 중첩되는 복수의 개구부(H2)를 갖고, 복수의 컬러 필터 유닛(12)은 복수의 개구부(H2)에 각각 배치된다. 차광층(16)은 차광 물질(예를 들어, 광흡수 물질(light-absorbing material))을 포함할 수 있고, 광흡수 물질은 블랙 매트릭스(black matrix)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 차광층(15) 및 복수의 컬러 필터 유닛(12)는 접착층(17)을 통해 복수의 발광 유닛(11) 및 스페이서층(14) 상에 부착될 수 있다. 접착층(17)의 재질은 광학 클리어 접착(Optical Clear Adhesive)(OCA) 또는 광학 클리어 레진(Optical Clear Resin)(OCR)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 컬러 필터 유닛(12-1), 제2 컬러 필터 유닛(12-2) 및 제3 컬러 필터 유닛(12-3)는 디스플레이 장치(1)에서 방출되는 광(B)의 파장 범위를 조절하여 컬러 순도(color purity)를 향상시키는 역할을 한다. 한편, 디스플레이 장치(1)로 입사되는 주변광의 일부는 제1 컬러 필터 유닛(12-1), 제2 컬러 필터 유닛(12-2), 제3 컬러 필터 유닛(12-3) 및/또는 차광층(light-shielding layer)(16)에 의해 흡수되며, 이에 의해 디스플레이 장치(1)에 의해 반사되는 주변광의 강도를 감소시키고, 따라서 디스플레이 장치(1)의 반사율을 감소시키거나 디스플레이 장치(1)의 콘트라스트를 개선하는 데 도움을 준다.
보호층(13)은 기판(15) 상에 배치된다. 예를 들어, 디스플레이 장치(1)는 접착층(18)을 더 포함할 수 있으며, 보호층(13)은 접착층(18)을 통해 기판(15) 상에 부착될 수 있다. 보호층(13) 및 접착층(18)의 물질은 각각 기판(100) 및 접착층(17)의 물질을 의미할 수 있으며, 여기서는 반복 설명하지 않는다.
디스플레이 장치(1)의 최대 발광 각도(θ2)는 휘도가 0인 시야각과 정상 시야각이 이루는 각도로 정의되고, 즉, 최대 발광 각도(θ2)에서 휘도 수신기에 의해 측정된 휘도는 0이다. 최대 발광 각도(θ2)의 정도는 다양한 제품 요구 사항(시야각)에 따라 달라진다. 보호층(13)의 굴절률(n)은 보호층(13)을 위해 선택된 물질에 따라 변한다. 예를 들어, 보호층(13)의 재질이 유리인 경우 굴절률(n)은 1.5이지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 컬러 필터 유닛(12-1)의 폭(WFC)은 제1 방향(D1)에서 제1 컬러 필터 유닛(12-1)의 상부 표면(top surface)의 폭으로 정의되며, 제1 컬러 필터 유닛(12-1)의 상부 표면은 디스플레이 장치(1)의 발광측에 인접한 면이다. 제1 컬러 필터 유닛(12-1)의 두께(HCF)는 제2 방향(D2)에서 제1 컬러 필터 유닛(12-1)의 최대 두께로 정의된다. 거리(H)는 제2 방향(D2)에서 제1 발광 유닛(11-1)와 제1 컬러 필터 유닛(12-1) 사이의 최소 거리로 정의된다. 일부 실시예에서, 접착층(17)은 제1 발광 유닛(11-1)와 제1 컬러 필터 유닛(12-1)에 접착되므로, 거리(H)는 제2 방향(D2)에서 제1 발광 유닛(11-1)과 제1 컬러 필터 유닛(12-1) 사이의 최소 두께와 실질적으로 동일할 수 있다.
스넬(Snell)의 법칙에 따르면 n1*sin(θ1)=n2*sin(θ2)이고, 도 1에서, 보호층(13) 상의 광 투과 매질은 공기이고, 공기의 굴절률은 1이므로 n2=1이고, 위의 값을 상기 식에 대입하면 다음과 같은 식(1)을 얻을 수 있다:
공식 (1), .
또한, 도 1에 따르면, 식(2)는 다음과 같이 구할 수 있다:
공식 (2), .
WCF의 최소값은 식(3)과 같이 식(1)을 식(2)에 대입하면 구할 수 있다. WCF가 최소값 이상이면, 제1 발광 유닛(11-1)로부터의 광(B)이 차광층(15)에 의해 흡수되는 비율을 줄여 광추출 효율을 유지할 수 있다. 또한, 도 1에 따르면, WCF의 최대값은 발광 유닛(11)의 피치(P)의 절반이고, WCF는 WL보다 크거나 동일할 수 있다. 이를 바탕으로 공식(4)을 얻을 수 있다.
공식 (3), .
공식 (4), .
수학식 4의 설계와 다중 컬러 필터 유닛의 설정을 통해, 광 추출 효율을 유지하면서 디스플레이 장치(1)에서 반사되는 주변광을 감소시켜 디스플레이 장치(1)의 콘트라스트 향상에 도움을 줄 수 있다.
도 2(또는 도 3)에서, 디스플레이 장치(1A)(또는 디스플레이 장치(1B))와 도 1의 디스플레이 장치(1) 사이의 주요 차이점은 다음과 같다. 디스플레이 장치(1A)(또는 디스플레이 장치(1B))는 디스플레이 장치(1)의 반사율을 더욱 감소시키기 위해 광흡수층(light-absorbing layer)(19)을 더 포함한다. 광흡수층(19)은 기판(10)에서 복수의 발광 유닛(11)(제1 발광 유닛(11-1), 제2 발광 유닛(11-2) 및 제3 발광 유닛(11-3)을 포함)에 의해 덮이지 않는 영역에 배치된다. 일부 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 광흡수층(19)은 스페이서층(14) 아래에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 광흡수층(19)은 스페이서층(14) 위에 배치될 수 있다. 광흡수층(19)은 광흡수 물질(light-absorbing material)을 포함할 수 있으며, 광흡수 물질은 크롬, 산화크롬, 그래파이트, 폴리비닐알코올(PVA), 수지, 기타 적절한 물질 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 광흡수층(19)은 블랙 매트릭스를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 광흡수층(19)은 금속층(미도시)의 표면을 화학적으로 산화시켜 형성된 흑색 산화층(black oxide layer)을 포함할 수 있다. 상기 금속층의 재질은 몰리브덴 또는 MoTa(몰리브덴-탄탈륨), MoNb(몰리브덴-니오븀) 등과 같은 몰리브덴 또는 그 합금을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 장치(1C)와 도 1의 디스플레이 장치(1)의 주요 차이점은 다음과 같다. 디스플레이 장치(1C)에서 스페이서층(14')은 예를 들어 광흡수 물질을 포함하여 디스플레이 장치(1)의 반사율을 더 감소시킨다. 광흡수 물질은 위에서 언급될 수 있으며 여기서 반복되지 않을 것이다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 장치(1D)와 도 1의 디스플레이 장치(1) 사이의 주요 차이점은 다음과 같다. 디스플레이 장치(1D)에서, 회로층(102')의 표면에 반사방지층(anti-reflection layer)이 형성되어 있다. 예를 들어, 회로층(102')의 상부 금속층 표면은 화학적으로 산화되어 표면이 고흡수 또는 저반사 산화층으로 형성될 수 있다. 상기 금속층의 재질은 스테인레스 스틸, 몰리브덴 또는 몰리브덴-탄탈륨(MoTa), 몰리브덴-니오븀(MoNb) 등과 같은 몰리브덴 합금을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 회로층(102')은 표면이 산화된 스테인리스 스틸(또는 몰리브덴, 몰리브덴 합금)을 포함할 수 있으며, 스테인레스 스틸(또는 몰리브덴, 몰리브덴 합금) 표면에 흑색 산화물층이 형성되어 주변광 흡수를 용이하게 하거나 주변광 반사를 감소시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 디스플레이 장치(1E)와 도 1의 디스플레이 장치(1) 사이의 주요 차이점은 다음과 같다. 디스플레이 장치(1E)는 반사방지층(20) 및 접착층(21)을 더 포함한다. 반사방지층(20)은 복수의 발광 유닛(11)와 복수의 컬러 필터 유닛(12) 사이에 배치된다. 예를 들어, 반사방지층(20)은 접착층(21)을 통해 복수의 발광 유닛(11) 및 스페이서층(14) 상에 부착될 수 있고, 복수의 컬러 필터 유닛(12) 및 차광층(16)은 접착층(17)을 통해 반사방지층(20) 상에 부착될 수 있다. 반사방지층(20)은, 예를 들어 산란층(scattering layer) 또는 광흡수층일 수 있으며, 산란층 또는 광흡수층은 예를 들어 복수의 발광 유닛(11) 상에 연속적으로 배치된다. 도시하지는 않았으나, 산란층은 봉지층(encapsulation layer) 및 봉지층에 배치된 복수의 산란 입자를 포함할 수 있으며, 광흡수층은 봉지층 및 봉지층에 배치된 복수의 광흡수 입자를 포함할 수 있다. 봉지층의 물질은 고분자 물질을 포함할 수 있으, 이에 제한되지 않는다. 산란 입자는 금속 입자, 백색 입자 또는 투과광의 강도를 감소시키기 위해 광을 산란시킬 수 있는 다른 물질을 포함할 수 있다. 광흡수 입자는 흑색 입자 또는 투과광의 강도를 감소시키기 위해 광을 흡수할 수 있는 다른 물질을 포함할 수 있다. 접착층(21)의 물질은 접착층(17)의 물질을 의미할 수 있으며, 여기서는 반복 설명하지 않는다.
도 7에서, 디스플레이 장치(1F)와 도 1의 디스플레이 장치(1) 사이의 주요 차이점은 다음과 같다. 디스플레이 장치(1F)에서, 보호층(13')은 반사 방지 효과를 갖는 보호층이다. 예를 들어, 보호층(13')의 표면(예를 들어, 기판(10)과 대면하는 표면)은 투과광의 강도를 감소시키기 위해 산란 입자 또는 흡광 입자를 (예를 들어, 분무에 의해) 형성할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
도 8을 참조하면, 디스플레이 장치(1G)와 도 1의 디스플레이 장치(1)의 주요 차이점은 다음과 같다. 디스플레이 장치(1G)는 반사방지층(20')을 더 포함하고, 반사방지층(20')은 복수의 발광 유닛(11) 상에 배치된다. 예를 들어, 반사방지층(20')은 복수의 서브층(sub-layer)(예를 들어, 서브층(20-1), 서브층(20-2), 서브층(20-3))을 포함하고, 서브층(20-1)은 서브층(20-2), 서브층(20-3)은 제1 발광 유닛(11-1), 제2 발광 유닛(11-2) 및 제3 발광 유닛(11-3) 상에 각각 배치된다. 예를 들어, 서브층(서브층(20-1), 서브층(20-2), 서브층(20-3) 등)은 코팅을 통해 발광 유닛(light-emitting unit)(예를 들어, 제1 발광 유닛(11-1), 제2 발광 유닛(11-2), 제3 발광 유닛(11-3)과 같은) 상에 형성될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 서브층은 예를 들어 상쇄 간섭을 통해 발광 유닛에 의해 반사되는 주변광을 감소시키기 위해 고굴절률 및 저굴절률의 다수의 교대로 적층된 층을 포함할 수 있다. 서브층(20-1), 서브층(20-2) 및 서브층(20-3)의 파라미터는 해당 발광 유닛의 파장에 따라 설계될 수 있다(예를 들어, 굴절률, 두께, 층 수 등). 상기 발광 유닛 상의 광학층을 광학현미경 또는 전자현미경으로 관찰하는 경우, 발광 유닛의 반사율은 발광 유닛 상의 광학층으로 측정될 수 있고, 그 다음 광학층이 발광 유닛의 반사율을 측정하기 위해 발광 유닛으로부터 제거된다. 나중에 측정된 반사율이 이전에 측정된 반사율보다 높다면, 이는 광학층이 무반사 효과를 갖고 있음을 의미하고, 광학층이 본 명세서에 개시된 서브층임을 유추할 수 있다.
도 9에서, 디스플레이 장치(1H)와 도 6의 디스플레이 장치(1E) 사이의 주요 차이점은 반사방지층(20) 및 접착층(21)의 설치 위치이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 접착층(21)과 반사방지층(20)은 복수의 발광 유닛(11)와 접착층(17) 사이에 순차적으로 적층된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 기판(15)과 접착층(18) 사이에 접착층(21)과 반사방지층(20)이 순차적으로 적층된다.
도도 10 내지 도 16에서, 디스플레이 장치(1I) 내지 디스플레이 장치(1O)와 도 2 내지 도 8의 디스플레이 장치(1A) 내지 디스플레이 장치(1G) 사이의 주요 차이점은 디스플레이 장치(1I) 내지 디스플레이 장치(1O)는 상술한 다중 컬러 필터 유닛(12), 기판(15), 차광층(16) 및 접착층(17)을 포함하지 않는다는 것이다. 디스플레이 장치(1I) 내지 디스플레이 장치(1O)는, 예를 들어, 광흡수층(19), 스페이서층(14'), 회로층(102'), 반사방지층(20), 보호층(13') 또는 반사방지층(20')을 통해, 디스플레이 장치의 반사율을 감소시키거나 콘트라스트를 향상시킨다.
정리하면, 본 발명의 실시예에서, 다중 컬러 필터 유닛의 설정과 결합된 공식(4)의 설계는 광 추출 효율을 유지하면서 디스플레이 장치에 의해 반사되는 주변광을 감소시킬 수 있으며, 따라서 디스플레이 장치의 콘트라스트를 향상시키는 데 도움이 된다.
상기 실시예는 본 발명의 기술 솔루션을 제한하는 것이 아니라 단지 설명하기 위해 사용되고; 본 발명이 전술한 실시예를 참조하여 상세하게 기술되었지만, 당업자는 다음을 이해해야 하고: 그들은 여전히 전술한 실시예에 기술된 기술적 해결책, 또는 기술적 특징의 일부 또는 전부에 수정을 가할 수 있거나, 모든 기술적 특징이 동등하게 대체될 수 있으며; 및 이러한 수정 또는 교체로 인해 해당 기술 솔루션의 본질이 본 개시에 개시된 실시예의 기술 솔루션의 범위에서 벗어나지 않는다.
이상에서 본 발명의 실시예 및 그 장점을 개시하였지만, 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 누구나 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 변경, 대체 및 수정을 할 수 있으며, 다양한 실시예의 특징을 자유롭게 혼합하고 교체하여 다른 새로운 실시예를 형성할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 명세서에 기재된 특정 실시예의 공정, 기계, 제조, 물질 구성, 장치, 방법 및 단계로 제한되지 않는다. 기술 분야의 일반 지식을 가진 사람은 누구나 본 개시의 내용으로부터 현재 또는 미래에 개발된 프로세스, 기계, 제조, 재료 구성, 장치, 방법 및 단계는 동일한 기능으로 본 명세서에 기술된 실시예에서 구현될 수 있거나 실질적으로 동일한 결과를 달성할 수 있는 한 개시에 따라 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 위에서 언급한 공정, 기계, 제조, 물질의 구성, 장치, 방법 및 단계를 포함한다. 또한, 각 청구항은 개별 실시예를 구성하고, 본 발명의 보호 범위는 개별 청구항과 실시예의 조합도 포함한다. 본 개시의 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정의되어야 한다.

Claims (20)

  1. 디스플레이 장치에 있어서,
    기판,
    상기 기판 상에 배치된, 복수의 발광 유닛,
    상기 복수의 발광 유닛 상에 배치되고, 제1 컬러 필터 유닛을 포함하는, 복수의 컬러 필터 유닛,
    상기 복수의 컬러 필터 유닛 상에 배치된, 보호층
    을 포함하고,
    피치(P)는,
    인접하는 2개의 상기 발광 유닛 사이에는 형성되고,
    상기 제1 컬러 필터 유닛은,
    상기 복수의 발광 유닛 중 제1 발광 유닛과 중첩되고,
    상기 디스플레이 장치는,
    최대 발광 각도(θ2)를 갖고,
    상기 보호층은,
    굴절률(n1)을 갖고,
    상기 제1 컬러 필터 유닛은,
    제1 방향을 따라 폭(WCF)을 갖고,
    상기 제1 발광 유닛의 발광층은,
    상기 제1 방향을 따라 폭(WL)을 갖고,
    상기 제1 컬러 필터 유닛은,
    두께 HCF를 갖고,
    거리(H)는,
    상기 제1 발광 유닛과 상기 제1 컬러 필터 유닛 사이에 형성되고,
    상기 디스플레이 장치는,

    을 충족하는
    디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 유닛은,
    제2 발광 유닛
    을 더 포함하고,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 기판에서 상기 제1 발광 유닛 및 상기 제2 발광 유닛에 의해 덮이지 않는 영역에 배치된 광흡수층
    을 더 포함하는
    디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 발광 유닛과 상기 제2 발광 유닛 사이에 배치된 스페이서층
    을 더 포함하고,
    상기 광흡수층은,
    상기 스페이서층 위에 배치되는
    디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 발광 유닛과 상기 제2 발광 유닛 사이에 배치된 스페이서층
    을 더 포함하고,
    상기 광흡수층은,
    상기 스페이서층 아래에 배치되는
    디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    회로층을 포함하고,
    상기 회로층은,
    상기 복수의 발광 유닛과 전기적으로 연결되고,
    상기 회로층의 표면은,
    반사방지층을 형성하는
    디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 유닛과 상기 복수의 컬러 필터 유닛 사이 또는 상기 복수의 발광 유닛 상에 배치된,
    반사방지층을 더 포함하는
    디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반사방지층은,
    산란층이고,
    상기 산란층은,
    상기 복수의 발광 유닛 상에 연속적으로 배치되는
    디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 산란층은,
    봉지층 및 상기 봉지층에 배치된 복수의 산란 입자
    를 포함하는
    디스플레이 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 반사방지층은,
    광흡수층이고,
    상기 광흡수층은,
    상기 복수의 발광 유닛 상에 연속적으로 배치되는
    디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광흡수층은,
    봉지층 및 상기 봉지층에 배치된 복수의 광흡수 입자
    를 포함하는
    디스플레이 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 발광 유닛은,
    제2 발광 유닛
    을 더 포함하고,
    상기 반사방지층은,
    복수의 서브층
    을 포함하고,
    상기 복수의 서브층은,
    상기 제1 발광 유닛 및 상기 제2 발광 유닛 상에 각각 배치되는
    디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 서브층 각각의 두께는,
    거리(H)보다 작은
    디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 유닛 사이에 배치되는 스페이서층
    을 더 포함하고,
    상기 스페이서층은,
    광흡수 물질로 형성되는
    디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 유닛과 상기 복수의 컬러 필터 유닛 사이에 배치된, 접착층
    을 더 포함하는
    디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 접착층의 두께는,
    거리(H)와 동일한
    디스플레이 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 컬러 필터 유닛 사이에 배치된, 차광층
    을 더 포함하는
    디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 차광층의 두께는,
    두께 HCF와 동일한
    디스플레이 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    폭(WCF)은,
    폭(WL)보다 크거나 동일한
    디스플레이 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 유닛과 상기 복수의 컬러 필터 유닛 사이에 배치된, 반사방지층,
    상기 복수의 발광 유닛과 상기 반사방지층 사이에 배치된, 제1 접착층, 및
    상기 복수의 컬러 필터 유닛과 상기 반사방지층 사이에 배치된, 제2 접착층
    을 포함하는
    디스플레이 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 거리(H)는,
    상기 반사방지층, 상기 제1 접착층 및 상기 제2 접착층의 두께의 합인
    디스플레이 장치.
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