KR20240013984A - 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 기판; 상기 기판 위에 위치하며, 발광층을 포함하는 발광 다이오드; 상기 발광 다이오드 상에 위치하는 봉지층; 상기 봉지층 상에 위치하며, 개구를 포함하는 제1층; 상기 개구 내에 위치하며, 제1 방향으로 연장된 차광 패턴; 그리고 상기 제1층 및 상기 차광 패턴 상에 위치하는 제2층을 포함하고, 상기 제1층과 상기 제2층의 굴절률이 상이하다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 {DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHODE THEREOF}
본 개시는 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 화면을 표시하는 장치로서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 표시 장치(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등이 있다. 이러한 표시 장치는 휴대 전화, 네비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 또는 각종 단말기 등과 같이 다양한 전자 기기들에 사용되고 있다.
또한, 표시 장치는 전자 기기 외에도 다양한 분야에 사용될 수 있으며, 차량의 경우 종래의 아날로그 방식의 계기판 및 센터페시아를 표시 장치를 이용하여 디지털로 표시하는 방향이 개발되고 있다.
실시예들은 표시 장치에서 방출되는 빛이 특정 방향으로는 방출되지 않도록 차단하기 위한 것이다. 실시예들은 균일한 형태의 차광 패턴을 제공하기 위한 것이다.
차량에 사용되는 표시 장치에서 방출되는 빛이 운전자의 눈으로 제공되어 운전을 방해하지 않도록 하기 위한 것이다.
차량에 사용되는 표시 장치가 밤에 차량의 전면 유리에 반사되면서 운전자의 시야를 방지하지 않도록 하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 기판; 상기 기판 위에 위치하며, 발광층을 포함하는 발광 다이오드; 상기 발광 다이오드 상에 위치하는 봉지층; 상기 봉지층 상에 위치하며, 개구를 포함하는 제1층; 상기 개구 내에 위치하며, 제1 방향으로 연장된 차광 패턴; 그리고 상기 제1 층 및 상기 차광 패턴 상에 위치하는 제2층을 포함하고, 상기 제1층과 상기 제2층의 굴절률이 상이하다.
상기 개구는 서로 연결된 제1 개구 및 제2 개구를 포함하고, 상기 제1 개구의 최소 면적은 상기 제2 개구의 최소 면적 보다 크거나 같을 수 있다.
상기 차광 패턴은 상기 제1 개구 내에 위치하는 제1 차광 패턴; 및 상기 제2 개구 내에 위치하는 제2 차광 패턴을 포함하고, 상기 제1 차광 패턴 및 상기 제2 차광 패턴은 일체로 형성된다.
상기 제2 차광 패턴의 상부면은 오목한 형태를 가질 수 있다.
상기 제2층의 일부는 상기 제2 개구 내에 위치할 수 있다.
상기 제1층의 굴절률은 상기 제2층의 굴절률보다 클 수 있다.
상기 제2층의 굴절률은 상기 제1층의 굴절률보다 클 수 있다.
상기 차광 패턴은 상기 제1 개구 내에 위치하는 제1 차광 패턴을 포함하고, 상기 제2층의 일부는 상기 제2 개구 내에 위치할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제2 개구 내에 위치하는 금속층을 더 포함할 수 있다.
상기 금속층은 상기 제2 개구 내부면을 따라 형성될 수 있다.
상기 금속층은 몰리브덴을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 기판; 상기 기판 위에 위치하며, 발광층을 포함하는 발광 다이오드; 상기 발광 다이오드 상에 위치하는 봉지층; 상기 봉지층 상에 위치하며, 제1 개구를 포함하는 제1층; 상기 제1 개구 내에 위치하며, 제1 방향으로 연장된 선형 패턴; 상기 선형 패턴 상에 위치하며, 상기 제1 방향으로 연장된 차광 패턴; 및 상기 제1층 및 상기 차광 패턴 상에 위치하는 제2층을 포함하고, 상기 제1층과 상기 제2층의 굴절률이 상이하다.
상기 개구는 서로 연결된 제1 개구 및 제2 개구를 포함하고, 상기 선형 패턴은 상기 제1 개구 내에 위치하고, 상기 차광 패턴은 상기 제2 개구 내에 위치할 수 있다.
상기 차광 패턴의 상부면은 오목할 수 있다.
상기 제1층의 굴절률은 상기 제2층의 굴절률보다 클 수 있다.
상기 제2층의 굴절률은 상기 제1층의 굴절률보다 클 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 봉지층이 형성된 기판 위에 제1 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 패턴 상에 제1 물질층을 도포하는 단계; 하드 마스크를 이용하여 상기 제1 패턴과 중첩하는 개구를 포함하는 제1층을 형성하는 단계; 그리고 상기 제1층 상에 제2층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제2층의 적어도 일부는 상기 개구를 채운다.
상기 제1 패턴은 제1 차광 패턴이며, 상기 제1층을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1층 상에 차광 물질을 도포 및 애싱하여 상기 개구를 채우는 제2 차광 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 패턴은 제1 차광 패턴이며, 상기 제1층을 형성하는 단계 이후에, 상기 개구 내에 금속층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치의 제조 방법은 상기 제1층을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1층 상에 차광 물질을 도포 및 식각하여 상기 개구를 채우는 차광 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 발광층의 전면에 복수의 차광 패턴을 일 방향으로 형성하여 발광층에서 제공되는 빛이 특정 방향으로는 방출되지 않는다. 또한 실시예들에 따르면 차광 패턴의 형상이 균일하게 제공될 수 있다.
차량에 사용되는 표시 장치에서 방출되는 빛이 차량의 전면 유리로 제공되지 않도록 하여 밤에 차량의 전면 유리에서 빛이 반사되어 운전자의 시야를 방해하지 않는다. 조수석에 위치하는 표시 장치에서 방출되는 빛이 운전자에게 제공되지 않도록 하여 운전에 방해되지 않는다.
발광층의 전면에 필름 형태로 차광 패턴을 형성하는 비교예와 비교할 때, 본 실시예는 직접 표시 장치 내에 형성하여 오정렬의 문제가 없고 모아레 현상을 제거할 수 있으며, 두께도 얇으며, 제조 비용도 감소하고 투과율도 높은 장점을 가질 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치에 형성되는 차광 패턴 및 제1층을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2를 합한 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 표시 장치의 일부 구성요소에 대한 단면도이다.
도 5 내지 도 11 각각은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 12는 도 4 및 도 5의 실시예에 따른 표시 장치를 제조하기 위한 공정에 따른 단면도이다.
도 13은 도 6 및 도 7의 실시예에 따른 표시 장치를 제조하기 위한 공정에 따른 단면도이다.
도 14는 도 8 및 도 9의 실시예에 따른 표시 장치를 제조하기 위한 공정에 따른 단면도이다.
도 15는 도 10 및 도 11의 실시예에 따른 표시 장치를 제조하기 위한 공정에 따른 단면도이다.
도 16은 비교예에 따른 표시 장치가 차량에 적용된 경우를 도시한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치가 차량에 적용된 경우를 도시한 도면이다.
도 18은 또 다른 실시예에 따라 표시 장치가 차량에 적용된 경우를 도시한 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면 구조를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 통하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 형성된 차광 패턴에 대하여 살펴본다. 도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치에 형성되는 복수의 차광 패턴 및 제1층을 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 3은 도 1 및 도 2를 합한 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4는 표시 장치의 일부 구성요소에 대한 단면도이다.
도 1에서는 인접하여 위치하는 서로 다른 색(R, G, B)을 나타내는 3개의 발광 다이오드가 간략하게 도시되어 있으며, 각 발광 다이오드는 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)을 포함한다.
각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)은 발광 다이오드에서 빛을 방출하는 부분이며, 격벽(380)에 의하여 구획되어 있다. 각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)은 격벽(380)에 위치하는 오프닝(OPr, OPg, OPb)과 중첩하는 구조를 가져, 각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb) 중 적어도 일부는 격벽(380)과 중첩하지 않고 상부로 노출되는 구조를 가질 수 있다. 실시예에 따라 각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)은 격벽(380)의 각 오프닝(OPr, OPg, OPb) 내에만 위치할 수도 있다. 도 1에서는 도시하고 있지 않지만, 격벽(380) 및 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)의 위에는 제2 전극 및 봉지층이 위치할 수 있으며, 각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)의 아래에는 제1 전극이 위치할 수 있다. 여기서, 하나의 제1 전극, 하나의 발광층(EMLr, EMLg, EMLb) 및 제2 전극은 하나의 발광 다이오드를 구성할 수 있다. 발광 다이오드의 상세한 적층 구조에 대해서는 후술할 도 19를 통하여 살펴본다.
도 2에서는 발광 다이오드의 상부에 배치되는 복수의 차광 패턴(BL)과 그 주변에 위치하는 제1층(502)의 평면 구조를 도시하고 있다.
차광 패턴(BL)은 일 방향으로 연장되어 있으며, 인접하는 차광 패턴(BL)간의 간격이 일정하도록 배치되어 있다. 실시예에 따라서는 차광 패턴(BL)간의 간격이 일정하지 않을 수도 있다.
복수의 차광 패턴(BL)이 형성되지 않은 영역에는 제1층(502)이 위치한다. 제1층(502)에 정의된 개구 내에 각 복수의 차광 패턴(BL)이 위치하는 구조를 가질 수 있다.
도 2에서는 도시하고 있지 않지만, 도 4를 참고하면, 실시예에 따라 제1층(502)의 위에는 제2층(510)이 위치할 수 있다. 제2층(510)은 기판 전면에 형성되는 형태를 가질 수 있으며, 구체적인 구조는 후술하기로 한다.
도 1과 같은 배열을 가지는 발광 다이오드의 상부에 도 2와 같은 복수의 차광 패턴(BL) 및 제1층(502)을 배치한 구조 중 하나의 실시예는 도 3에 도시되어 있다.
도 3의 실시예에서는, 하나의 발광 다이오드의 사이에 하나의 차광 패턴(BL)이 가로지르는 구조를 가지도록 배치되어 있으며, 발광 다이오드의 양측이며, 인접하는 발광 다이오드와의 사이에도 하나의 차광 패턴(BL)이 배치되어 있는 구조를 가진다.
즉, 각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb) 및/또는 격벽(380)의 오프닝(OPr, OPg, OPb)은 적어도 하나의 차광 패턴(BL)과 중첩하며, 각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb) 및/또는 격벽(380)의 오프닝(OPr, OPg, OPb)의 중앙으로 하나의 차광 패턴(BL)이 지나가는 구조를 가진다. 각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb) 및/또는 격벽(380)의 오프닝(OPr, OPg, OPb)은 중첩하지 않지만 인접하여 위치하는 한 쌍의 차광 패턴(BL)을 가지며, 한 쌍의 차광 패턴(BL)은 격벽(380)과 중첩하는 구조를 가질 수 있다. 다만 이러한 차광 패턴(BL)의 배열은 일 실시예에 불과하며 복수의 차광 패턴(BL) 사이의 간격 등에 따라 차광 패턴(BL)과 발광층(EMLr, EMLg, EMLb) 및/또는 격벽(380) 사이의 중첩 형태는 달라질 수 있다.
도 4에서는 봉지층(400) 상에 위치하는 구성요소만을 간략하게 도시하고 있으며, 봉지층(400)의 하부에 위치하는 기판, 및 발광층을 포함하는 발광 다이오드는 생략하였다. 발광 다이오드가 빛을 방출하는 것은 도 3에 도시된 바와 같이 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)에서 빛을 방출하는 것이며, 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)에서 방출된 빛은 다양한 방향으로 방출될 수 있다. 하지만, 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)의 상부에 위치하는 차광 패턴(BL)으로 인하여 일정 각도 이상의 각도로는 빛이 전달되지 않게 된다. 그 결과 표시 장치의 시야각이 제한될 수 있다.
표시 장치의 시야각은 차광 패턴(BL)과 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)간의 거리, 인접하는 차광 패턴(BL) 간의 간격, 및 차광 패턴(BL)의 폭 및 높이에 따라서 정해질 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 봉지층(400)을 포함한다. 봉지층(400)은 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함하며, 도 4의 실시예와 같이 제1 무기 봉지층(401), 유기 봉지층(402) 및 제2 무기 봉지층(403)을 포함하는 삼중층 구조를 가질 수 있다. 봉지층(400)은 외부로부터 유입될 수 있는 수분이나 산소 등으로부터 발광층을 보호하기 위한 것일 수 있다. 실시예에 따라 봉지층(400)은 무기층과 유기층이 순차적으로 더 적층된 구조를 포함할 수 있다. 본 명세서는 봉지층(400)을 포함하는 실시예에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 휘어지지 않는 재질의 봉지 기판을 대신 포함할 수도 있다.
봉지층(400) 상에는 무기층(501)이 위치할 수 있다. 무기층(501)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 유기 물질을 포함할 수 있다. 실시예에 따라 무기층(501)은 생략될 수 있다.
무기층(501)은 후술할 기판(도 19의 110)의 전면과 중첩할 수 있다. 무기층(501)은 차광 패턴(BL), 제1층(502) 등을 제조하는 공정 중에 봉지층(400)에 의해 커버되지 않은 구성요소들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
무기층(501) 상에는 제1층(502)이 위치할 수 있다.
제1층(502)은 차광 패턴(BL)이 배치되는 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)를 포함할 수 있다. 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)는 일체로 형성될 수 있다. 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)는 두께 방향(DR3)을 따라 중첩하는 형태일 수 있다.
제1 개구(OP1)는 제1 차광 패턴(503)과 동일한 형태일 수 있다. 제1 개구(OP1)는 제1 차광 패턴(503)으로 채워진 형태를 가질 수 있다. 다만 제조 공정에 따르면 제1 차광 패턴(503)을 먼저 형성한 이후 제1 개구(OP1)를 포함하는 제1층(502)이 형성될 수 있다. 제1 개구(OP1)는 정테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 제1 개구(OP1)의 너비는 무기층(501)을 향해 갈수록 커질 수 있다.
제2 개구(OP2)는 제1 개구(OP1) 상에 형성될 수 있다. 제2 개구(OP2)의 적어도 일부는 제2 차광 패턴(504)으로 채워진 형태를 가질 수 있다. 제2 개구(OP2)의 단면은 역테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 또는 실시예에 따라 제2 개구(OP2)는 무기층(501)에 대해 실질적으로 수직한 내부면을 가질 수 있다.
단면상 제1 개구(OP1)의 상부면의 단면 면적은 제2 개구(OP2)의 하부면의 단면 면적 보다 크거나 같을 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 제1 개구(OP1)의 단면은 상부을 기준으로 하부를 향해 갈수록 커지는 형태를 가지며, 제2 개구(OP2)의 단면은 하부를 기준으로 상부를 향해 갈수록 커지는 형태를 가질 수 있다. 다만 실시예에 따라 제2 개구(OP2)의 단면은 하부와 상부의 너비가 동일할 수 있다.
일 실시예에 따른 차광 패턴(BL)은 제1 차광 패턴(503) 및 제2 차광 패턴(504)을 포함할 수 있다. 제1 차광 패턴(503)은 제1 개구(OP1) 내부를 채우는 형태일 수 있다. 또한 제1 차광 패턴(503)은 평면상 도 2 및 도 3과 같이 제1 방향을 따라 연장되는 선형 형태를 가질 수 있다. 또한 제1 차광 패턴(503)은 단면상 도 4에 도시된 바와 같이 정테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 제1 차광 패턴(503)의 너비는 무기층(501)을 향해 갈수록 커질 수 있다.
제2 차광 패턴(504)은 제2 개구(OP2)의 적어도 일부를 채우는 형태일 수 있다. 제2 차광 패턴(504)은 제1 차광 패턴(503)과 중첩할 수 있다. 또한 제2 차광 패턴(504)은 평면상 도 2 및 도 3과 같이 제1 방향을 따라 연장되는 선형 형태를 가질 수 있다. 제2 차광 패턴(504)은 단면상 도 4에 도시된 바와 같이 역테이퍼진 형태를 가지거나, 무기층(501)에 대해 수직한 측면을 가지는 형태일 수 있다. 제2 차광 패턴(504)의 상부면은 오목한 형태를 가질 수 있다.
제1 차광 패턴(503)의 상부면의 면적은 제2 차광 패턴(504)의 하부면의 면적보다 크거나 같을 수 있다.
차광 패턴(BL)은 빛을 차단할 수 있는 물질로 형성될 수 있으며, 표시 장치에서 사용되는 차광 부재(Black matrix)와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 차광 패턴(BL)은 검은색 안료를 포함하는 유기 물질로 형성될 수 있다.
차광 패턴(BL)은 빛을 조사하면 화학 변화를 일으키는 물질(포토레지스트)을 포함할 수 있다. 검은색 안료는 광차단 물질을 포함할 수 있으며, 광차단 물질로는 카본 블랙, 탄소나노튜브, 블랙 염료를 포함하는 수지 또는 페이스트, 금속 입자, 예를 들면, 니켈, 알루미늄, 몰리브덴, 및 그의 합금, 금속 산화물 입자(예를 들면, 크롬 질화물) 등을 포함할 수 있다. 차광 패턴(BL)은 광차단 물질을 포함하여 검은색을 가지며, 빛이 반사되지 않고 흡수/차단되는 특성을 가질 수 있다.
제1 차광 패턴(503) 및 제2 차광 패턴(504)은 별도의 공정을 통해 형성되나, 동일한 물질을 포함하는 경우, 제1 차광 패턴(503)과 제2 차광 패턴(504)의 경계가 시인되지 않을 수 있다. 제1 차광 패턴(503)과 제2 차광 패턴(504)은 일체로 형성된 것과 같은 형태를 가질 수 있다.
제1층(502) 및 차광 패턴(BL) 상에는 제2층(510)이 위치할 수 있다. 제2층(510)은 제1층(502)의 상부면 및 차광 패턴(BL), 특히 제2 차광 패턴(504)의 상부면을 완전히 덮을 수 있다. 제2층(510)은 제1층(502)이 포함하는 제2 개구(OP2)의 일부를 채우는 형태를 가질 수 있다. 제2층(510)의 일부는 무기층(501)을 향해 돌출된 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 제1층(502)의 굴절률은 제2층(510)의 굴절률보다 클 수 있다. 제1층(502)은 상대적으로 고굴절률을 가지는 물질을 포함하고 제2층(510)은 상대적으로 저굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 일 예로 제1층(502)은 약 1.6 내지 1.7의 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있으며, 제2층(510)은 약 1.2 내지 1.5의 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
구체적으로 제1층(502)은 고굴절률을 갖는 광투과성 유기물을 포함할 수 있다. 유기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제1층(502)의 굴절률은 층에 포함되는 작용기(functional group)에 따라 조절할 수 있다. 또는 층에 포함되는 나노 입자(nano particle)의 종류 및 그 함량에 따라 제1층(502)의 굴절률을 조절할 수도 있다.
제2층(510)의 굴절률은 제1층(502)의 굴절률보다 낮을 수 있다. 발광 다이오드에서 발생한 빛의 적어도 일부는 제1층(502)과 제2층(510)의 계면에서 전반사됨으로써, 정면으로 빛이 집광될 수 있다.
다만 전술한 내용에 제한되지 않고 실시예에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 제1층(502)의 굴절률은 제2층(510)의 굴절률보다 작을 수 있다. 즉, 제1층(502)은 상대적으로 저굴절률을 가지는 물질을 포함하고 제2층(510)은 상대적으로 고굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 제1 개구(OP1)를 채우는 제1 차광 패턴(503) 및 제2 개구(OP2)를 채우는 제2 차광 패턴(504)은 각각의 공정을 통해 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2), 그리고 제1 차광 패턴(503) 및 제2 차광 패턴(504)의 형태가 균일하게 제공될 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 11을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 살펴본다. 도 6 내지 도 11 각각은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다. 전술한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 봉지층(400) 상에는 무기층(501)이 위치할 수 있다. 무기층(501)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 무기층(501)은 생략될 수 있다.
무기층(501) 상에는 제1층(502)이 위치할 수 있다.
제1층(502)은 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)를 포함할 수 있다. 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)는 일체로 형성될 수 있다. 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)는 두께 방향을 따라 중첩하는 형태일 수 있다.
제1 개구(OP1)는 제1 차광 패턴(503)과 동일한 형태일 수 있다. 제1 개구(OP1)는 제1 차광 패턴(503)으로 채워진 형태를 가질 수 있다. 제조 공정에 따르면 제1 차광 패턴(503)을 먼저 형성한 이후 제1 개구(OP1)를 포함하는 제1층(502)이 형성될 수 있다. 제1 개구(OP1)는 정테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 제1 개구(OP1)의 너비는 무기층(501)을 향해 갈수록 커질 수 있다.
제2 개구(OP2)는 제1 개구(OP1) 상에 형성될 수 있다. 제2 개구(OP2)의 단면은 역테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 또는 제2 개구(OP2)는 실질적으로 무기층(501)에 대해 수직한 내부면을 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 차광 패턴(503)은 제1 개구(OP1) 내부를 채우는 형태일 수 있다. 제1 차광 패턴(503)은 평면상 도 2 및 도 3과 같이 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 선형 형태를 가질 수 있다. 또한 제1 차광 패턴(503)은 단면상 도 6에 도시된 바와 같이 정테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 제1 차광 패턴(503)의 너비는 무기층(501)을 향해 갈수록 커질 수 있다.
제1층(502) 및 제1 차광 패턴(503) 상에는 제2층(510)이 위치할 수 있다. 제2층(510)은 제1층(502)의 상부면 및 제1 차광 패턴(503)의 상부면을 완전히 덮을 수 있다. 제2층(510)은 제1 차광 패턴(503)과 접촉할 수 있다. 제2층(510)은 제1층(502)이 포함하는 제2 개구(OP2)를 완전히 채우는 형태를 가질 수 있다. 제2층(510)의 일부는 무기층(501)을 향해 돌출된 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 제1층(502)의 굴절률은 제2층(510)의 굴절률보다 클 수 있다. 즉, 제1층(502)은 상대적으로 고굴절률을 가지는 물질을 포함하고 제2층(510)은 상대적으로 저굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
다만 전술한 내용에 제한되지 않고 실시예에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 제1층(502)의 굴절률은 제2층(510)의 굴절률보다 작을 수 있다. 즉, 제1층(502)은 상대적으로 저굴절률을 가지는 물질을 포함하고 제2층(510)은 상대적으로 고굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
다음 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 봉지층(400) 상에는 무기층(501)이 위치할 수 있다. 무기층(501)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 무기층(501)은 생략될 수 있다.
무기층(501) 상에는 제1층(502)이 위치할 수 있다.
제1층(502)은 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)를 포함할 수 있다. 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)는 일체로 형성될 수 있다. 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)는 두께 방향을 따라 중첩하는 형태일 수 있다.
제1 개구(OP1)는 제1 차광 패턴(503)과 동일한 형태일 수 있다. 제1 개구(OP1)는 제1 차광 패턴(503)으로 채워진 형태를 가질 수 있다. 제조 공정에 따르면 제1 차광 패턴(503)을 먼저 형성한 이후 제1 개구(OP1)를 포함하는 제1층(502)이 형성될 수 있다. 제1 개구(OP1)는 정테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 제1 개구(OP1)의 너비는 무기층(501)을 향해 갈수록 커질 수 있다.
제2 개구(OP2)는 제1 개구(OP1) 상에 형성될 수 있다. 제2 개구(OP2)의 단면은 역테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 또는 제2 개구(OP2)는 무기층(501)에 대해 실질적으로 수직한 내부면을 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 차광 패턴(503)은 제1 개구(OP1) 내부를 채우는 형태일 수 있다. 제1 차광 패턴(503)은 평면상 도 2 및 도 3과 같이 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 선형 형태를 가질 수 있다. 또한 제1 차광 패턴(503)은 단면상 도 8에 도시된 바와 같이 정테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 제1 차광 패턴(503)의 너비는 무기층(501)을 향해 갈수록 커질 수 있다.
도 8에 도시된 실시예에 따르면 표시 장치는 제2 개구(OP2) 내에 위치하는 금속층(506)을 더 포함할 수 있다. 금속층(506)은 제2 개구(OP2)를 커버하도록 위치할 수 있다. 또한 금속층(506)은 제1 차광 부재(503)의 상부면과 중첩할 수 있다. 금속층(506)은 제2 개구(OP2)에 의해 노출된 제1 차광 부재(503)의 상부면과 접촉할 수 있다.
금속층(506)은 단일층으로 형성되거나 다중층으로 형성될 수 있다. 금속층(506)은 몰리브덴을 포함할 수 있으며, 일 예로 몰리브덴을 포함하는 일 층, 그리고 몰리브덴티타늄옥사이드(MTO)를 포함하는 일 층을 포함하는 다중층일 수 있다.
제1층(502) 및 금속층(506) 상에는 제2층(510)이 위치할 수 있다. 제2층(510)은 제1층(502)의 상부면 및 금속층(506)을 완전히 덮을 수 있다. 제2층(510)의 일부는 제1층(502)이 포함하는 제2 개구(OP2)를 채우는 형태를 가질 수 있다. 제2층(510)의 일부는 무기층(501)을 향해 돌출된 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 제1층(502)의 굴절률은 제2층(510)의 굴절률보다 클 수 있다. 제1층(502)은 상대적으로 고굴절률을 가지는 물질을 포함하고 제2층(510)은 상대적으로 저굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
다만 전술한 내용에 제한되지 않고 실시예에 따라 도 9에 도시된 바와 같이 제1층(502)의 굴절률은 제2층(510)의 굴절률보다 작을 수 있다. 즉, 제1층(502)은 상대적으로 저굴절률을 가지는 물질을 포함하고 제2층(510)은 상대적으로 고굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
다음 도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 봉지층(400) 상에는 무기층(501)이 위치할 수 있다. 무기층(501)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 무기층(501)은 생략될 수 있다.
무기층(501) 상에는 제1층(502)이 위치할 수 있다.
제1층(502)은 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)를 포함할 수 있다. 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)는 일체로 형성될 수 있다. 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)는 두께 방향을 따라 중첩하는 형태일 수 있다.
제1 개구(OP1)는 선형 패턴(505)과 동일한 형태일 수 있다. 제1 개구(OP1)는 선형 패턴(505)으로 채워진 형태를 가질 수 있다. 제조 공정에 따르면 선형 패턴(505)을 먼저 형성한 이후 제1 개구(OP1)를 포함하는 제1층(502)이 형성될 수 있다. 제1 개구(OP1)는 정테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 제1 개구(OP1)의 너비는 무기층(501)을 향해 갈수록 커질 수 있다.
제2 개구(OP2)는 제1 개구(OP1) 상에 형성될 수 있다. 제2 개구(OP2)의 단면은 역테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 또는 제2 개구(OP2)는 무기층(501)에 대해 선형 수직한 내부면을 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 선형 패턴(505)은 제1 개구(OP1) 내부를 채우는 형태일 수 있다. 선형 패턴(505)은 평면상 도 2 및 도 3에 도시된 차광 패턴과 같이 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 선형 형태를 가질 수 있다. 또한 선형 패턴(505)은 단면상 도 10에 도시된 바와 같이 정테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 선형 패턴(505)의 너비는 무기층(501)을 향해 갈수록 커질 수 있다.
차광 패턴(504)은 제2 개구(OP2) 내에 위치할 수 있다. 차광 패턴(504)은 제2 개구(OP2)의 단면과 동일한 형상을 가질 수 있으며, 일 예로 상부면을 향해 갈수록 너비가 커질 수 있다. 차광 패턴(504)은 제2 개구(OP2)의 적어도 일부를 채울 수 있다. 차광 패턴(504)은 제2 개구(OP2)를 완전히 채우지 않을 수 있다. 차광 패턴(504)의 상부면은 오목한 형태를 가질 수 있다.
차광 패턴(504)은 평면상 도 2 및 도 3에 도시된 차광 패턴과 같이 제1 방향(DR1)을 따라 연장되는 선형 형태를 가질 수 있다. 또한 차광 패턴(504)은 단면상 도 10에 도시된 바와 같이 역테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 차광 패턴(504)의 너비는 제2층(510)을 향해 갈수록 커질 수 있다.
차광 패턴(504)은 빛을 조사하면 화학 변화를 일으키는 물질(포토레지스트)을 포함할 수 있다. 검은색 안료는 광차단 물질을 포함할 수 있으며, 광차단 물질로는 카본 블랙, 탄소나노튜브, 블랙 염료를 포함하는 수지 또는 페이스트, 금속 입자, 예를 들면, 니켈, 알루미늄, 몰리브덴, 및 그의 합금, 금속 산화물 입자(예를 들면, 크롬 질화물) 등을 포함할 수 있다. 차광 패턴(504)은 광차단 물질을 포함하여 검은색을 가지며, 빛이 반사되지 않고 흡수/차단되는 특성을 가질 수 있다.
제1층(502) 및 차광 패턴(504) 상에는 제2층(510)이 위치할 수 있다. 제2층(510)은 제1층(502)의 상부면 및 차광 패턴(504)을 완전히 덮을 수 있다. 제2층(510)은 제1층(502)이 포함하는 제2 개구(OP2)를 채우는 형태를 가질 수 있다. 제2층(510)의 일부는 무기층(501)을 향해 돌출된 형태를 가질 수 있다. 제2층(510)은 제2 개구(OP2) 내에서 차광 패턴(504)과 접촉할 수 있다.
일 실시예에 따른 제1층(502)의 굴절률은 제2층(510)의 굴절률보다 클 수 있다. 즉, 제1층(502)은 상대적으로 고굴절률을 가지는 물질을 포함하고 제2층(510)은 상대적으로 저굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
다만 전술한 내용에 제한되지 않고 실시예에 따라 도 11에 도시된 바와 같이 제1층(502)의 굴절률은 제2층(510)의 굴절률보다 작을 수 있다. 즉, 제1층(502)은 상대적으로 저굴절률을 가지는 물질을 포함하고 제2층(510)은 상대적으로 고굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
이하에서는 도 12 내지 도 15를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 살펴본다. 도 12는 도 4 및 도 5의 실시예에 따른 표시 장치를 제조하기 위한 공정에 따른 단면도이고, 도 13은 도 6 및 도 7의 실시예에 따른 표시 장치를 제조하기 위한 공정에 따른 단면도이고, 도 14는 도 8 및 도 9의 실시예에 따른 표시 장치를 제조하기 위한 공정에 따른 단면도이고, 도 15는 도 10 및 도 11의 실시예에 따른 표시 장치를 제조하기 위한 공정에 따른 단면도이다.
우선 도 12(a)를 참조하면, 전술한 봉지층 상에 무기층(501)을 형성할 수 있다. 무기층(501)은 후술할 기판(도 19의 110) 전면과 중첩할 수 있다. 무기층(501)은 실시예에 따라 생략될 수 있다. 이후 무기층(501) 상에 제1 차광 패턴(503)을 형성할 수 있다. 제1 차광 패턴(503)은 정테이퍼진 형태를 가지도록 형성될 수 있다.
다음 도 12(b)에 도시된 바와 같이, 무기층(501) 및 제1 차광 패턴(503) 상에 제1 물질층(502a)을 도포한다. 제1 물질층(502a)은 잉크젯 공정을 통해 형성될 수 있다. 그리고 나서 제1 물질층(502a) 상에 제1 차광 패턴(503)과 중첩하는 개구를 포함하는 하드 마스크(HM)를 형성한다.
이후 하드 마스크(HM)를 마스크로 하여 제1 물질층(502a)을 건식 식각한다. 도 12(c)에 도시된 바와 같이 제2 개구(OP2)를 포함하는 제1층(502)이 형성된다. 또한 별도의 식각 공정을 통해 형성된 것은 아니나 제1 차광 패턴(503)에 의해 제1층(502)은 제1 차광 패턴(503)과 중첩하는 제1 개구(OP1)를 포함할 수 있다.
그리고 나서 하드 마스크(HM) 및 제1 차광 패턴(503) 상에 차광 물질을 도포한 이후 식각 및 애싱 공정을 수행한다. 이에 따라 도 12(d)에 도시된 바와 같이 제2 개구(OP2) 내에 위치하는 제2 초기 차광 패턴(504')을 형성할 수 있다.
이후 도 12(e)에 도시된 바와 같이 하드 마스크(HM)를 제거하면서 제2 초기 차광 패턴(504')의 일부를 제거하여 오목한 형태의 제2 차광 패턴(504)을 형성할 수 있다.
다음 도 12(f)에 도시된 바와 같이 제2층(510)을 형성하는 물질을 잉크젯 공정을 통해 제공함으로써, 제1층(502) 및 제2 차광 패턴(504)을 덮는 제2층(510)이 형성될 수 있다.
이를 통해 도 4 및 도 5에 도시된 차광 패턴(BL) 및 차광 패턴(BL) 주변에 위치하는 구성요소를 제조할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제1 차광 패턴(503) 및 제2 차광 패턴(504)은 서로 다른 공정을 통해 형성될 수 있다. 이때 제1 차광 패턴(503)은 별도의 패터닝 공정을 통해 형성되고, 제2 차광 패턴(504)은 제1층(502)을 일부 식각한 이후 개구 내에 차광 물질을 제공함으로써 형성된다. 제1층(502)의 두께 방향에 대한 식각 공정은 제2 개구(OP2)를 형성하는 공정이며, 이때 소요되는 시간이 짧을 수 있다. 따라서 균일한 형태의 제2 개구(OP2)를 제공하는 것이 용이할 수 있다. 또한 제2 개구(OP2)를 채우는 제2 차광 패턴(504) 역시 균일한 형태로 제공될 수 있다.
다음 도 13을 참고하여 도 6 및 도 7의 실시예에 따른 구조의 제조 방법에 대해 살펴본다.
우선 도 13(a)에 도시된 바와 같이 무기층(501) 상에 제1 차광 패턴(503)을 형성할 수 있다. 제1 차광 패턴(503)은 정테이퍼진 형태를 가지도록 형성될 수 있다.
다음 도 13(b)에 도시된 바와 같이 무기층(501) 및 제1 차광 패턴(503) 상에 제1 물질층(502a)을 도포한다. 제1 물질층(502a)은 잉크젯 공정을 통해 형성될 수 있다. 그리고 나서 제1 물질층(502a) 상에 제1 차광 패턴(503)과 중첩하는 개구를 포함하는 하드 마스크(HM)를 형성한다.
이후 하드 마스크(HM)를 마스크로 하여 제1 물질층(502a)을 건식 식각한다. 일 실시예에 따라 상기 식각 공정은 건식 식각 공정일 수 있다. 이에 따르면 도 13(c)에 도시된 바와 같이 제2 개구(OP2)를 포함하는 제1층(502)이 형성된다. 또한 별도의 식각 공정을 통해 형성된 것은 아니나 제1 차광 패턴(503)에 의해 제1층(502)은 제1 차광 패턴(503)과 중첩하는 제1 개구(OP1)를 포함하는 형태를 가질 수 있다.
그리고 나서 제1층(502) 및 제1 차광 패턴(503) 상에 제2층(510)을 형성하는 물질을 잉크젯 공정을 통해 제공한다. 이를 통해 도 13(d)에 도시된 바와 같이 제1층(502) 및 제1 차광 패턴(503)을 덮는 제2층(510)이 형성될 수 있다.
전술한 제조 공정을 통해 도 6 및 도 7에 도시된 차광 패턴(503) 및 차광 패턴(503) 주변에 위치하는 구성요소를 제공할 수 있다.
다음 도 14를 참고하여 도 8 및 도 9의 실시예에 따른 구조의 제조 방법에 대해 살펴본다.
도 14(a)를 살펴보면, 전술한 봉지층 상에 무기층(501)을 형성할 수 있다. 무기층(501)은 실시예에 따라 생략될 수 있다. 그리고 나서 무기층(501) 상에 제1 차광 패턴(503)을 형성할 수 있다. 제1 차광 패턴(503)은 정테이퍼진 형태를 가지도록 형성될 수 있다.
다음 도 14(b)에 도시된 바와 같이 무기층(501) 및 제1 차광 패턴(503) 상에 제1 물질층(502a)을 형성한다. 제1 물질층(502a)은 잉크젯 공정을 통해 형성될 수 있다. 그리고 나서 제1 물질층(502a) 상에 제1 차광 패턴(503)과 중첩하는 개구를 포함하는 하드 마스크(HM)를 형성한다.
이후 하드 마스크(HM)를 마스크로 하여 제1 물질층(502a)을 건식 식각한다. 이에 따라 도 14(c)에 도시된 바와 같이 제2 개구(OP2)를 포함하는 제1층(502)이 형성된다. 또한 별도의 식각 공정을 통해 형성된 것은 아니나 제1 차광 패턴(503)에 의해 제1층(502)은 제1 차광 패턴(503)과 중첩하는 제1 개구(OP1)를 포함하는 형태를 가질 수 있다.
그리고 나서 도 14(d)에 도시된 바와 같이 무기층(501)의 전면(entire surface)과 중첩하는 금속 물질층(ML)을 형성한다. 금속 물질층(ML)은 단일층이거나 다중층일 수 있다. 일 예로 금속 물질층(ML)은 몰리브덴을 포함하는 일 층, 그리고 몰리브덴티타늄옥사이드(MTO)를 포함하는 일 층으로 이루어진 다중층일 수 있다.
이후 식각 공정을 통해 제1층(502)의 상부면 상에 위치하는 금속 물질층(ML)을 제거함으로써, 도 14(e)에 도시된 바와 같이 제2 개구(OP2) 내에 위치하는 금속층(506)을 형성할 수 있다. 그리고 나서 제1층(502) 상에 제2층(510)을 형성하는 물질을 잉크젯 공정을 통해 제공한다. 이를 통해 도 14(f)에 도시된 바와 같이 제1층(502) 및 금속층(506)을 덮는 제2층(510)이 형성될 수 있다.
전술한 제조 방법을 통해 도 8 및 도 9에 도시된 차광 패턴(503) 및 차광 패턴(503) 주변에 위치하는 구성요소를 제조할 수 있다.
다음 도 15를 참고하여 도 10 및 도 11의 실시예에 따른 구조의 제조 방법에 대해 살펴본다.
우선 도 15(a)에 도시된 바와 같이 무기층(501) 상에 선형 패턴(505)을 형성할 수 있다. 선형 패턴(505)은 정테이퍼진 형태를 가지도록 형성될 수 있다.
다음 도 15(b)에 도시된 바와 같이 무기층(501) 및 선형 패턴(505) 상에 제1 물질층(502a)을 도포한다. 제1 물질층(502a)은 잉크젯 공정을 통해 형성될 수 있다. 그리고 나서 제1 물질층(502a) 상에 제1 차광 패턴(503)과 중첩하는 하드 마스크(HM)를 형성한다.
이후 하드 마스크(HM)를 마스크로 하여 제1 물질층(502a)을 건식 식각하여 도 15(c)에 도시된 바와 같이 제2 개구(OP2)를 포함하는 제1층(502)을 형성한다. 또한 별도의 식각 공정을 통해 형성된 것은 아니나 선형 패턴(505)에 의해 제1층(502)은 선형 패턴(505)과 중첩하는 제1 개구(OP1)를 포함하는 형태를 가질 수 있다.
그리고 나서 도 15(d)에 도시된 바와 같이 차광 물질을 도포한 이후 패터닝 공정을 통해 제2 개구(OP2) 내에 위치하는 차광 패턴(504)을 형성할 수 있다. 그리고 나서 하드 마스크(HM)를 제거하면서 제1층(502) 상에 제2층(510)을 형성하는 물질을 잉크젯 공정을 통해 제공한다. 도 15(e)에 도시된 바와 같이 제1층(502) 및 차광 패턴(504)을 덮는 제2층(510)이 형성될 수 있다.
이를 통해 도 10 및 도 11에 도시된 차광 패턴(504) 및 차광 패턴(504) 주변에 위치하는 구성요소를 제조할 수 있다.
이하 도 16 내지 도 19를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치 및 비교예에 대해 살펴본다. 도 16은 비교예에 따른 표시 장치가 차량에 적용된 경우를 도시한 도면이고, 도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치가 차량에 적용된 경우를 도시한 도면이고, 도 18은 또 다른 실시예에 따라 표시 장치가 차량에 적용된 경우를 도시한 도면이고, 도 19는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면 구조를 도시한 도면이다.
전술한 바와 같이 같이 표시 장치의 내에 차광 패턴(BL)을 형성하는 실시예는 표시 장치의 전면에 필름을 부착하여 시야각을 감소시키는 비교예와 아래와 같은 점에서 차이가 있다.
우선, 필름을 부착하는 경우에는 오정렬의 문제가 발생할 수 있으며, 잘 못 부착시 모아레 현상이 발생할 수 있지만, 본 실시예에서는 오정렬 문제가 없고, 차광 패턴(BL)의 간격을 조절하여 모아레를 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 필름을 부착하는 비교예는 제조 비용이 증가하며, 부착시 점착제 등으로 인하여 계면에서 발생하는 광손실로 투과율이 감소되는 단점이 있다.
또한 차광 패턴을 형성하기 위해서는 두께 방향을 따라 균일한 형태의 개구가 형성되어야 하는데, 단일 공정을 통해 개구를 형성하는 경우 개구의 너비가 일정하지 않은 단점이 있다.
이상과 같은 구조를 가지며, 전술한 제조 방법을 통하여 형성되는 차광 패턴(BL)을 포함하는 표시 장치가 차량에 적용되는 경우 가질 수 있는 효과를 도 16의 비교예와 비교하면서 도 17을 통하여 살펴본다.
도 16의 비교예에서는 차량에 사용되는 표시 장치(DD)에는 차광 패턴(BL)을 포함하고 있지 않아, 도 16(B)에서 도시하고 있는 바와 같이, 방출되는 빛의 각도가 제한되지 않고 다양한 방향으로 방출된다.
이에 반하여 도 17의 실시예에서는 차량에 사용되는 표시 장치(DD)가 일 방향(수평 방향)으로 배열된 복수의 차광 패턴(BL)을 포함하여 상하 방향으로 방출되는 빛을 일부 차단한다. 이 때, 표시 장치(DD)의 전면에 수직한 법선을 기준으로 30도 이상의 빛은 차단되도록 할 수 있다.
도 16(A)를 참고하면, 차량의 센터페시아 부분에 위치하는 표시 장치(DD)에서 방출되는 빛은 차량의 전면 유리(FW)로도 제공되며, 밤에는 표시 장치(DD)에서 방출된 빛이 전면 유리(FW)에서 반사되면서 운전자의 눈으로 인가될 수 있어 운전자의 시야를 방해하는 문제가 발생할 수 있다.
이에 반하여, 도 17을 참고하면, 차량에 사용되는 표시 장치(DD)가 복수의 차광 패턴(BL)을 가져 표시 장치(DD)에서 방출되는 빛이 차량의 전면 유리(FW)로 전달되지 않도록 하여 밤에도 전면 유리(FW)에서 반사되지 않도록 하고 운전자의 시야를 방해하지 않도록 한다.
한편, 실시예에 따라서는 차량에 사용되는 표시 장치(DD) 및 복수의 차광 패턴(BL)의 배열 방향이 다양할 수 있는데, 그 중 하나의 실시예에 대하여 도 18을 통하여 살펴본다.
도 18은 또 다른 실시예에 따라 표시 장치가 차량에 적용된 경우를 도시한 도면이다. 도 18의 실시예에 따른 차량에는 두 개의 표시 장치(DD1, DD2)가 부착되어 있다.
제1 표시 장치(DD1)는 도 18에서와 같이 센터페시아에 위치하며, 수평 방향으로 배열된 복수의 차광 패턴(BL)을 가진다. 그 결과 전면 유리에 빛이 반사되지 않도록 하여 운전자의 시야를 방해하지 않는다.
한편, 제2 표시 장치(DD2)는 조수석 앞에 위치하며, 수직 방향으로 배열된 복수의 차광 패턴(BL-1)을 가진다. 수직 방향으로 배열된 복수의 차광 패턴(BL-1)으로 인하여 제2 표시 장치(DD2)에서 방출되는 빛은 좌우 방향으로 제공되지 않아 조수석에 앉아 있는 사람만이 제2 표시 장치(DD2)의 화면을 볼 수 있고, 운전자는 제2 표시 장치(DD2)의 화면을 볼 수 없다. 그 결과, 운전자가 운전시 제2 표시 장치(DD2)에 신경쓰지 않고 운전에 집중할 수 있도록 하는 장점이 있다.
이상에서는 표시 장치의 개략적인 구조와 함께 차광 패턴(BL) 및 그 주변의 구조 및 제조 방법에 대하여 상세하게 살펴보았다.
먼저, 도 19에서는 표시 장치 중 표시 영역에 위치하는 화소의 적층 구조가 도시되어 있다.
표시 장치는 발광 다이오드 및 화소 회로부, 그리고 이들을 덮는 봉지층(400)을 포함할 수 있다. 여기서, 화소 회로부는 제2 유기막(182) 및 제3 유기막(183)을 포함하며, 그 하부의 구성을 의미하고, 발광 다이오드는 제3 유기막(183)의 상부이며, 봉지층(400)의 하부에 위치하는 구성을 의미할 수 있다. 실시예에 따라서는 제3 유기막(183)이 포함되지 않을 수도 있다.
도 19를 참고하면, 기판(110) 위에는 금속층(BML)이 위치한다.
기판(110)은 유리 등의 리지드(rigid)한 특성을 가져 휘지 않는 물질을 포함하거나 플라스틱이나 폴리이미드(Polyimid)와 같이 휠 수 있는 플렉서블한 물질을 포함할 수 있다. 플렉서블한 기판인 경우, 도 19에서 도시하는 바와 같이, 폴리이미드(Polyimid)와 그 위에 무기 절연 물질로 형성되는 베리어층의 이층 구조가 이중으로 형성된 구조를 가질 수 있다.
금속층(BML)은 후속하는 제1 반도체층(ACT(P-Si)) 중 구동 트랜지스터의 채널과 평면상 중첩하는 위치에 형성될 수 있으며, 하부 실딩층이라고도 한다. 금속층(BML)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있다. 여기서, 구동 트랜지스터는 발광 다이오드로 전달하는 전류를 생성하는 트랜지스터를 의미할 수 있다.
기판(110) 및 금속층(BML)의 위에는 이를 덮는 버퍼층(111)이 위치한다. 버퍼층(111)은 제1 반도체층(ACT(P-Si))에 불순 원소의 침투를 차단하는 역할을 하며, 산화 규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx), 산질화규소(SiONx) 등을 포함하는 무기 절연막일 수 있다.
버퍼층(111)의 위에는 실리콘 반도체(예를 들면 다결정 반도체(P-Si))로 형성된 제1 반도체층(ACT(P-Si))이 위치한다. 제1 반도체층(ACT(P-Si))은 구동 트랜지스터를 포함하는 다결정 트랜지스터(LTPS TFT)의 채널과 그 양측에 위치하는 제1 영역 및 제2 영역을 포함한다. 여기서, 다결정 트랜지스터(LTPS TFT)는 구동 트랜지스터뿐만 아니라 다양한 스위칭 트랜지스터를 포함할 수 있다. 또한, 제1 반도체층(ACT(P-Si))의 채널 양측에는 플라즈마 처리 또는 도핑에 의하여 도전층 특성을 가지는 영역을 가져 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극의 역할을 수행할 수 있다.
제1 반도체층(ACT(P-Si))의 위에는 제1 게이트 절연막(141)이 위치할 수 있다. 제1 게이트 절연막(141)은 산화 규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx), 산질화규소(SiONx) 등을 포함하는 무기 절연막일 수 있다.
제1 게이트 절연막(141) 위에 다결정 트랜지스터(LTPS TFT)의 게이트 전극(GAT1)을 포함하는 제1 게이트 도전층이 위치할 수 있다. 제1 게이트 도전층은 다결정 트랜지스터(LTPS TFT)의 게이트 전극(GAT1) 외에 스캔선이나 발광 제어선이 형성될 수도 있다. 제1 게이트 도전층은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다.
제1 게이트 도전층을 형성한 후 플라즈마 처리 또는 도핑 공정을 수행하여 제1 반도체층의 노출된 영역을 도체화시킬 수 있다. 즉, 제1 게이트 도전층에 의해 가려진 제1 반도체층(ACT(P-Si))은 도체화되지 않고, 제1 게이트 도전층에 의해 덮여 있지 않은 제1 반도체층(ACT(P-Si))의 부분은 도전층과 동일한 특성을 가질 수 있다.
제1 게이트 도전층 및 제1 게이트 절연막(141) 위에는 제2 게이트 절연막(142)이 위치할 수 있다. 제2 게이트 절연막(142)은 산화 규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx), 산질화규소(SiONx) 등을 포함하는 무기 절연막일 수 있다.
제2 게이트 절연막(142) 위에 유지 커패시터(Cst)의 일 전극(GAT2(Cst)) 및 산화물 트랜지스터(Oxide TFT)의 하부 실딩층(GAT2(BML))을 포함하는 제2 게이트 도전층(GAT2)이 위치할 수 있다. 산화물 트랜지스터(Oxide TFT)의 하부 실딩층(GAT2(BML))은 각각 산화물 트랜지스터(Oxide TFT)의 채널의 하부에 위치하여 하측으로부터 채널에 제공되는 광 또는 전자기 간섭 등으로부터 실딩(shielding)하는 역할을 할 수 있다. 한편, 유지 커패시터(Cst)의 일 전극(GAT2(Cst))은 구동 트랜지스터의 게이트 전극(GAT1)과 중첩하여 유지 커패시터(Cst)를 이룬다. 실시예에 따라서 제2 게이트 도전층(GAT2)은 스캔선, 제어선, 또는 전압선을 더 포함할 수 있다. 제2 게이트 도전층(GAT2)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다.
제2 게이트 도전층(GAT2) 위에는 제1 층간 절연막(161)이 위치할 수 있다. 제1 층간 절연막(161)은 산화 규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx), 산질화규소(SiONx) 등을 포함하는 무기 절연막을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 무기 절연 물질을 두껍게 형성할 수 있다.
제1 층간 절연막(161) 위에는 산화물 트랜지스터(Oxide TFT)의 채널, 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 산화물 반도체층(ACT2(IGZO); 제2 반도체층이라고도 함)이 위치할 수 있다.
산화물 반도체층(ACT2(IGZO)) 위에는 제3 게이트 절연막(143)이 위치할 수 있다. 제3 게이트 절연막(143)은 산화물 반도체층(ACT2(IGZO)) 및 제1 층간 절연막(161) 위의 전면에 위치할 수 있다. 제3 게이트 절연막(143)은 산화 규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx), 산질화규소(SiONx) 등을 포함하는 무기 절연막을 포함할 수 있다.
제3 게이트 절연막(143) 위에는 산화물 트랜지스터(Oxide TFT)의 게이트 전극(GAT3)을 포함하는 제3 게이트 도전층이 위치할 수 있다. 산화물 트랜지스터(Oxide TFT)의 게이트 전극(GAT3)은 채널과 중첩할 수 있다. 제3 게이트 도전층은 스캔선이나 제어선을 더 포함할 수 있다. 제3 게이트 도전층은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다.
제3 게이트 도전층 위에는 제2 층간 절연막(162)이 위치할 수 있다. 제2 층간 절연막(162)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제2 층간 절연막(162)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 유기 물질을 포함할 수 있다.
제2 층간 절연막(162)의 위에는 다결정 트랜지스터(LTPS TFT) 및 산화물 트랜지스터(Oxide TFT) 각각의 제1 영역 및 제2 영역과 연결될 수 있는 연결 부재를 포함하는 제1 데이터 도전층(SD1)이 위치할 수 있다. 제1 데이터 도전층(SD1)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다.
제1 데이터 도전층(SD1) 위에는 제1 유기막(181)이 위치할 수 있다. 제1 유기막(181)은 유기 물질을 포함하는 유기 절연막일 수 있으며, 유기 물질로는 폴리 이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
제1 유기막(181) 위에는 제1 전극 연결 부재(ACM2)를 포함하는 제2 데이터 도전층이 위치할 수 있다. 제2 데이터 도전층은 데이터선이나 구동 전압선을 포함할 수도 있다. 제2 데이터 도전층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 제1 전극 연결 부재(ACM2)는 제1 유기막(181)에 위치하는 오프닝(OP3)을 통하여 제1 데이터 도전층(SD1)과 연결되어 있다.
제2 데이터 도전층의 위에는 제2 유기막(182) 및 제3 유기막(183)이 위치하며, 제2 유기막(182) 및 제3 유기막(183)에는 제1 전극 연결용 오프닝(OP4)이 형성되어 있다. 제1 전극 연결 부재(ACM2)는 제1 전극 연결용 오프닝(OP4)을 통하여 제1 전극(Anode)와 전기적으로 연결된다. 제2 유기막(182) 및 제3 유기막(183)은 유기 절연막일 수 있으며, 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는 제3 유기막(183)이 생략될 수도 있다.
제1 전극(Anode) 위에는 제1 전극(Anode)를 노출시키는 오프닝(OP)을 가지면서 제1 전극(Anode)의 적어도 일부를 덮는 격벽(380)이 위치할 수 있다. 격벽(380)은 검은색을 띄는 유기 물질로 형성되어 외부에서 인가되는 빛이 다시 외부로 반사되지 않도록 하는 블랙 격벽일 수 있으며, 실시예에 따라서는 투명한 유기 물질로 형성될 수도 있다. 그러므로, 실시예에 따라서 격벽(380)은 네거티브 타입의 검은색의 유기 물질을 포함할 수 있으며, 검은색 안료를 포함할 수 있다.
격벽(380)의 위에는 스페이서(385)가 위치하고 있다. 스페이서(385)는 격벽(380)과 달리, 투명한 유기 절연 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라서 스페이서(385)는 포지티브(positive) 타입의 투명한 유기 물질로 형성될 수 있다. 스페이서(385)는 높이가 다른 두 부분(385-1, 385-2)을 포함할 수 있으며, 높이가 높은 부분(385-1)이 스페이서의 역할을 수행하며, 높이가 낮은 부분(385-2)은 스페이서와 격벽(380)간의 접착 특성을 향상시킬 수 있다.
제1 전극(Anode), 스페이서(385), 및 격벽(380)의 위에는 기능층(FL)과 제2 전극(Cathode)가 순차적으로 형성되어 있으며, 기능층(FL)과 제2 전극(Cathode)는 전 영역에 위치할 수 있다. 기능층(FL)의 사이에는 발광층(EML)이 위치하며, 발광층(EML)은 격벽(380)의 오프닝(OP) 내에만 위치할 수 있다. 이하에서는 기능층(FL)과 발광층(EML)을 합하여 중간층이라고 할 수 있다. 기능층(FL)은 전자 주입층, 전자 전달층, 정공 전달층, 및 정공 주입층과 같은 보조층 중 적어도 하나의 층을 포함할 수 있으며, 발광층(EML)의 하부에 정공 주입층 및 정공 전달층이 위치하고, 발광층(EML)의 상부에 전자 전달층 및 전자 주입층이 위치할 수 있다.
제2 전극(Cathode)의 위에는 봉지층(400)이 위치한다. 봉지층(400)은 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함하며, 도 4의 실시예와 같이 제1 무기 봉지층, 유기 봉지층 및 제2 무기 봉지층을 포함하는 삼중층 구조를 가질 수 있다. 봉지층(400)은 외부로부터 유입될 수 있는 수분이나 산소 등으로부터 발광층(EML)을 보호하기 위한 것일 수 있다. 실시예에 따라 봉지층(400)은 무기층과 유기층이 순차적으로 더 적층된 구조를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 기판 EML: 발광층
400: 봉지층 501: 무기층
502: 제1층 510: 제2층
503: 제1 차광 패턴 504: 제2 차광 패턴
OP1: 제1 개구 OP2: 제2 개구

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 위치하며, 발광층을 포함하는 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드 상에 위치하는 봉지층;
    상기 봉지층 상에 위치하며, 개구를 포함하는 제1층;
    상기 개구 내에 위치하며, 제1 방향으로 연장된 차광 패턴; 그리고
    상기 제1층 및 상기 차광 패턴 상에 위치하는 제2층을 포함하고,
    상기 제1층과 상기 제2층의 굴절률이 상이한 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 개구는 서로 연결된 제1 개구 및 제2 개구를 포함하고,
    상기 제1 개구의 상부 면적은 상기 제2 개구의 하부 면적 보다 크거나 같은 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 차광 패턴은
    상기 제1 개구 내에 위치하는 제1 차광 패턴; 및
    상기 제2 개구 내에 위치하는 제2 차광 패턴을 포함하고,
    상기 제1 차광 패턴 및 상기 제2 차광 패턴은 일체로 형성된 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제2 차광 패턴의 상부면은 오목한 형태를 가지는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제2층의 일부는 상기 제2 개구 내에 위치하는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제1층의 굴절률은 상기 제2층의 굴절률보다 큰 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제2층의 굴절률은 상기 제1층의 굴절률보다 큰 표시 장치.
  8. 제2항에서,
    상기 차광 패턴은 상기 제1 개구 내에 위치하는 제1 차광 패턴을 포함하고,
    상기 제2층의 일부는 상기 제2 개구 내에 위치하는 표시 장치.
  9. 제2항에서,
    상기 표시 장치는 상기 제2 개구 내에 위치하는 금속층을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 금속층은 상기 제2 개구의 내부면을 따라 형성된 표시 장치.
  11. 제9항에서,
    상기 금속층은 몰리브덴을 포함하는 표시 장치.
  12. 기판;
    상기 기판 위에 위치하며, 발광층을 포함하는 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드 상에 위치하는 봉지층;
    상기 봉지층 상에 위치하며, 제1 개구를 포함하는 제1층;
    상기 제1 개구 내에 위치하며, 제1 방향으로 연장된 선형 패턴;
    상기 선형 패턴 상에 위치하며, 상기 제1 방향으로 연장된 차광 패턴; 및
    상기 제1층 및 상기 차광 패턴 상에 위치하는 제2층을 포함하고,
    상기 제1층과 상기 제2층의 굴절률이 상이한 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 개구는 서로 연결된 제1 개구 및 제2 개구를 포함하고,
    상기 선형 패턴은 상기 제1 개구 내에 위치하고,
    상기 차광 패턴은 상기 제2 개구 내에 위치하는 표시 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 차광 패턴의 상부면은 오목한 표시 장치.
  15. 제12항에서,
    상기 제1층의 굴절률은 상기 제2층의 굴절률보다 큰 표시 장치.
  16. 제12항에서,
    상기 제2층의 굴절률은 상기 제1층의 굴절률보다 큰 표시 장치.
  17. 봉지층이 형성된 기판 위에 제1 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 패턴 상에 제1 물질층을 도포하는 단계;
    하드 마스크를 이용하여 상기 제1 패턴과 중첩하는 개구를 포함하는 제1층을 형성하는 단계; 그리고
    상기 제1층 상에 제2층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2층의 적어도 일부는 상기 개구를 채우는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 제1 패턴은 차광 패턴이며,
    상기 제1층을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1층 상에 차광 물질을 도포 및 애싱하여 상기 개구를 채우는 제2 차광 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제17항에서,
    상기 제1 패턴은 차광 패턴이며,
    상기 제1층을 형성하는 단계 이후에, 상기 개구 내에 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제17항에서,
    상기 제1층을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1층 상에 차광 물질을 도포 및 식각하여 상기 개구를 채우는 차광 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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