KR20240023344A - 표시 장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판, 상기 기판 상에 배치되는 표시요소, 상기 표시요소 상에 위치하고, 제1방향을 따라 연장되며 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제1유기패턴을 포함하는 제1유기층, 상기 복수의 제1유기패턴의 측벽에 위치하는 복수의 제1차광벽, 상기 제1유기층 상에 위치하고, 상기 제1방향을 따라 연장되며 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제2유기패턴을 포함하는 제2유기층 및 상기 복수의 제2유기패턴의 측벽에 위치하는 복수의 제2차광벽을 포함하는 표시 장치를 제공한다.

Description

표시 장치 및 그의 제조방법 {Display apparatus and method for manufacturing the same}
본 발명은 표시 장치 및 그의 제조방법에 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. 최근에는 운전석 또는 조수석에 앉은 사용자에게 영상이 제공되도록 차량 내부에 표시 장치가 배치되고 있다.
차량 내부에 배치된 표시 장치에서 방출된 빛은 차량의 창에 반사되어 사용자에게 도달할 수 있다. 이러한 경우, 운전자가 운전시 시야가 방해될 수 있으며, 운전시 안전 문제가 초래될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 표시 장치로부터 출광된 빛의 시야각을 제한하는 표시 장치 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판, 상기 기판 상에 배치되는 표시요소, 상기 표시요소 상에 위치하고, 제1방향을 따라 연장되며 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제1유기패턴을 포함하는 제1유기층, 상기 복수의 제1유기패턴의 측벽에 위치하는 복수의 제1차광벽, 상기 제1유기층 상에 위치하고, 상기 제1방향을 따라 연장되며 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제2유기패턴을 포함하는 제2유기층 및 상기 복수의 제2유기패턴의 측벽에 위치하는 복수의 제2차광벽을 포함하는 표시 장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 복수의 제1유기패턴과 상기 복수의 제2유기패턴은 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 어긋나게 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1유기층은 상호 이웃하는 제1유기패턴들 사이에 위치하며 상기 복수의 제1유기패턴들의 상면에 대하여 오목한 바닥면을 갖는 제1그루브를 포함하고, 상기 상호 이웃하는 제1유기패턴들의 측벽에 위치하는 제1차광벽들은 상기 제1그루브의 상기 바닥면의 일부를 덮을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2유기층은 상기 제1그루브를 매립할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2유기층은 상호 이웃하는 제2유기패턴들 사이에 위치하며 상기 복수의 제2유기패턴들의 상면에 대하여 오목한 바닥면을 갖는 제2그루브를 포함하고, 상기 상호 이웃하는 제2유기패턴들의 측벽에 위치하는 제2차광벽들은 상기 제2그루브의 상기 바닥면의 일부를 덮을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2그루브의 상기 바닥면은 상기 제1유기패턴의 상면일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1차광벽 및 상기 제2차광벽은 금속산화물을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 제1유기패턴의 측벽 및 상기 복수의 제2유기패턴의 측벽이 기판의 상면과 이루는 경사는 70도 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 표시장치는 상기 제2유기층 상에 위치하는 투광층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 때, 상기 복수의 제1차광벽과 상기 복수의 제2차광벽은 중첩할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 표시요소가 배치된 기판을 준비하는 단계, 상기 표시요소 상에 제1방향을 따라 연장되며 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제1유기패턴을 포함하는 제1유기층을 형성하는 단계, 상기 복수의 제1유기패턴을 덮도록 제1차광층을 형성하는 단계, 상기 제1차광층을 식각하여 상기 복수의 제1유기패턴의 측벽에 위치하는 복수의 제1차광벽을 형성하는 단계, 상기 제1유기층 상에 상기 제1방향을 따라 연장되며 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제2유기패턴을 포함하는 제2유기층을 형성하는 단계, 상기 복수의 제2유기패턴을 덮도록 제2차광층을 형성하는 단계, 상기 제2차광층을 식각하여 상기 복수의 제2유기패턴의 측벽에 위치하는 복수의 제2차광벽을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 제1유기층은 상호 이웃하는 제1유기패턴들 사이에 위치하며 상기 복수의 제1유기패턴들의 상면에 대하여 오목한 바닥면을 갖는 제1그루브를 갖고, 상기 제2유기층을 형성하는 단계에서, 상기 제2유기층은 상기 제1그루브를 매립할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 상호 이웃하는 제1유기패턴들의 측벽에 위치하는 제1차광벽들은 상기 제1그루브의 상기 바닥면의 일부를 덮도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 제1유기패턴과 상기 복수의 제2유기패턴은 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 어긋나게 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2유기층은 상호 이웃하는 제2유기패턴들 사이에 위치하며 상기 복수의 제2유기패턴들의 상면에 대하여 오목한 바닥면을 갖는 제2그루브를 포함하고, 상기 상호 이웃하는 제2유기패턴들의 측벽에 위치하는 제2차광벽들은 상기 제2그루브의 상기 바닥면의 일부를 덮도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1차광벽을 형성하는 단계는, 상기 제1차광층을 덮는 제1포토레지스트층을 형성하는 단계, 상기 제1차광층의 상면을 마스크로 이용하여, 상기 제1차광층의 상면과 중첩하는 영역에 위치하는 제1포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 상기 제1차광층을 식각하는 단계 및 상기 제1포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2차광벽을 형성하는 단계는, 상기 제2차광층을 덮는 제2포토레지스트층을 형성하는 단계, 상기 제2차광층의 상면을 마스크로 이용하여, 상기 제2차광층의 상면과 중첩하는 영역에 위치하는 제2포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 제2포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 상기 제2차광층을 식각하는 단계 및 상기 제2포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 제1유기패턴의 측벽 및 상기 복수의 제2유기패턴의 측벽은 기판의 상면과 70도 이상의 경사를 이루도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1차광층 및 상기 제2차광층은 금속산화물을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 표시장치의 제조방법은 상기 제2유기층 상에 위치하는 투광층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 일 방향으로 시야각이 제한되어 차량의 창에 의한 반사가 감소된 표시 장치 및 그의 제조방법 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 A-A'선을 따른 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일 화소의 등가회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 표시 장치의 B 영역을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 표시 장치의 C-C' 선을 따른 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조방법의 일부 단계를 순차적으로 도시하는 단면도들이다.
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.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서 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.
본 명세서에서 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.
본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우, 또는/및 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우, 및/또는 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우를 나타낸다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 그리고, "A 및 B 중 적어도 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
본 명세서에서 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 임의의 수치를 지칭할 때 사용되는 "약" 또는 "대략"이라는 용어는, 측정 한계 또는 오류 등에 의하여 그 기술분야에 있어서 일반적으로 용납되는 범위 내의 수치들을 포함하는 것을 의미할 수 있다. 예컨대, "약"은 임의의 수치의 ± 30%, 20%, 10% 또는 5% 범위의 값들을 포함함을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 표시영역(DA) 및 주변영역(PA)을 포함할 수 있다. 주변영역(PA)은 표시영역(DA)의 외곽에 표시영역(DA)을 둘러싸도록 배치된다. 주변영역(PA)은 표시영역(DA)에 인가할 전기적 신호를 전달하는 다양한 배선들 및 구동회로부가 위치할 수 있다. 표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소들에서 방출되는 광을 이용하여 소정의 영상을 제공할 수 있다.
이하에서, 표시 장치는 유기 발광 표시 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 표시 장치는 이에 제한되지 않는다. 표시 장치(1)는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display), 무기 발광 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display 또는 무기EL 표시 장치), 또는 양자점 발광 표시 장치(Quantum dot Light Emitting Display)와 같은 표시 장치일 수 있다.
표시 장치(1)는 다양한 종류의 전자 기기로 구현될 수 있다. 일 실시예로, 표시 장치(1)는 차량용 표시 장치일 수 있으나, 본 발명의 표시 장치는 이에 제한되지 않는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 표시 장치(1)는 표시 패널(10) 및 커버 윈도우(20)를 포함할 수 있다. 표시 패널(10)은 제3방향(예, z 방향)으로 차례대로 적층된 기판(100), 화소층(200), 봉지층(300), 및 차광층(400)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 글래스재를 포함하거나 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 실리콘산화물(SiOX)을 주성분으로 하는 글래스재를 포함하거나, 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등과 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
기판(100) 상에 화소층(200)이 배치될 수 있다. 화소층(200)은 화소회로와 절연층들을 포함하는 화소회로층(210)과 표시요소들을 포함하는 표시요소층(220)을 포함할 수 있다. 표시요소층(220)은 화소회로층(210) 상에 배치되고, 화소회로와 표시요소 사이에 복수의 절연층들이 배치될 수 있다. 화소회로층(210)의 일부 배선들 및 절연층들은 주변영역(PA)까지 연장될 수 있다.
봉지층(300)은 화소층(200) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(300)은 표시요소층(220)에 위치하는 표시요소들을 밀봉할 수 있다. 일 실시예에서, 봉지층(300)은 적어도 하나의 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기봉지층을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 무기봉지층은 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 징크산화물(ZnO), 실리콘산화물(SiO2), 실리콘나이트라이드(SiNX), 실리콘옥시나이트라이드(SiON) 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 유기봉지층은 폴리머(polymer) 계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 적어도 하나의 유기봉지층은 아크릴레이트(acrylate)를 포함할 수 있다.
봉지층(300) 상에 차광층(400)이 배치될 수 있다. 차광층(400)은 외광 또는 내부 반사광을 적어도 부분적으로 흡수하여 표시요소층(220)에서 출사하는 빛의 시야각을 제한할 수 있다. 예컨대, 차광층(400)은 표시 장치(1)의 전면(前面, FS1)과 수직하여 출사하는 빛은 투과시키고, 표시 장치(1)의 전면(FS1)과 약 45°이하의 각도를 이루며 출사하는 빛은 차단할 수 있다. 차광층(400)은 표시영역(DA)에 배치될 수 있다. 이러한 차광층(400)은 표시영역(DA)에 배치된 표시요소에서 발광하는 빛이 외부로 통과하도록 투과영역을 포함할 수 있다.
도 2에는 도시되지 않았으나, 봉지층(300)과 차광층(400) 사이에 터치센서층이 더 포함될 수 있다. 터치센서층은 사용자의 터치입력을 센싱하는 층으로, 저항막 방식, 정전 용량 방식 등 여러가지 터치 방식 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 터치 입력을 감지할 수 있다.
커버 윈도우(20)는 표시 패널(10) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 커버 윈도우(20)는 광학 투명 점착제(OCA, Optically clear Adhesive)와 같은 점착을 통해 그 아래의 구성요소, 예를 들어, 차광층(400)과 결합될 수 있다. 커버 윈도우(20)는 표시 패널(10)을 보호할 수 있다. 커버 윈도우(20)는 유리, 사파이어, 및 플라스틱 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 커버 윈도우(20)는 예를 들어, 초박형 강화 유리(Ultra-Thin Glass, UTG), 투명 폴리이미드(Colorless Polyimide, CPI)일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일 화소의 등가회로도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 표시 장치(1)의 기판(100)은 표시영역(DA) 및 주변영역(PA)으로 구획될 수 있다. 표시 장치(1)는 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, OLED) 또는 무기발광다이오드와 같은 표시요소를 포함하며, 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 즉, 각 화소(P)는 박막트랜지스터(TFT), 스토리지 커패시터(Cst) 등을 포함하는 화소회로(PC)와 연결될 수 있다. 이러한 화소회로(PC)는 스캔선(SL) 및 상기 스캔선(SL)과 교차하는 데이터선(DL), 및 구동전압선(PL)과 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 스캔선(SL)은 제1방향(x 방향)으로 연장되며, 데이터선(DL) 및 구동전압선(PL)은 제2방향(y 방향)으로 연장되어 구비될 수 있다.
화소회로(PC)의 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.
일 화소(P)의 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 5는 도 4에 도시된 표시 장치의 B 영역을 확대하여 도시하는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 기판(100) 상에는 제1화소(P1), 제2화소(P2) 및 제3화소(P3)가 위치할 수 있다. 여기서, 도 5에 도시된 제1화소(P1), 제2화소(P2) 및 제3화소(P3)는 각각의 표시요소의 발광영역에 의해 정의될 수 있다.
제1화소(P1)는 제1파장대역의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제1화소(P1)은 450nm 내지 495nm의 범위를 가진 파장의 광을 방출할 수 있다. 제2화소(P2)는 제2파장대역의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제2화소(P2)는 630nm 내지 780nm의 범위를 가진 파장의 광을 방출할 수 있다. 제3화소(P3)는 제3파장대역의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제3화소(P3)는 495nm 내지 570nm의 범위를 가진 파장의 광을 방출할 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.
제1화소(P1)는 복수 개 구비되어 제1방향(x 방향)으로 상호 이격되어 배치될 수 있다. 제2화소(P2)와 제3화소(P3)는 각각 복수 개 구비되고, 제1방향(x 방향)으로 상호 이격되어 반복적으로 배치될 수 있다. 제1방향(x 방향)으로 배치된 복수의 제1화소(P1)이 이루는 화소 행과 제1방향(x 방향)으로 교번하여 배치된 제2화소(P2) 및 제3화소(P3)가 이루는 화소 행은 제2방향(y 방향)으로 이격되어 반복적으로 배치될 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1화소(P1), 제2화소(P2) 및 제3화소(P3)는 펜타일(PenTileTM) 구조, 스트라이프 구조, 모자이크 구조 또는 델타 구조와 같은 다양한 화소 배열 구조로 배치될 수 있다.
기판(100)은 제1화소(P1), 제2화소(P2) 및 제3화소(P3)로부터 방출된 광을 반사하거나 흡수하는 차광영역(SHA) 및 투과영역(TA)을 가질 수 있다. 차광영역(SHA)은 광을 흡수하는 차광벽이 위치하는 영역으로, 제1방향(x 방향)으로 연장되어 복수의 화소들과 중첩할 수 있다. 차광영역(SHA)은 복수 개 구비되고, 제2방향(y 방향)으로 이격되어 배치될 수 있다. 상호 이웃하는 차광영역(SHA) 사이의 영역은 투과영역(TA)으로 정의될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 화소는 복수의 차광영역(SHA) 및 복수의 투과영역(TA)과 중첩할 수 있다.
복수의 차광영역(SHA)들은 제1화소(P1), 제2화소(P2) 및 제3화소(P3)에서 방출된 빛의 특정 방향 성분을 제한할 수 있다. 예컨대, 제1화소(P1), 제2화소(P2) 및 제3화소(P3)에서 방출된 빛의 제2방향(y 방향) 성분이 일정한 값을 초과하여 컷 오프 각도(cut-off angle) 이상의 출사각을 갖는 경우, 방출된 빛은 차광영역(SHA)에 의하여 차단될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 표시 장치의 C-C' 선을 따른 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 기판(100), 화소회로층(210), 표시요소로써 유기발광다이오드(OLED), 봉지층(300) 및 차광층(400)을 포함한다.
상술한 바와 같이, 기판(100)은 글래스재를 포함하거나 고분자 수지를 포함할 수 있다. 기판(100) 상에 화소회로층(210)이 배치될 수 있다.
화소회로층(210)은 박막트랜지스터(TFT) 및 스토리지 커패시터(미도시)를 포함할 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(SiOx), 실리콘나이트라이드(SiNx) 및/또는 실리콘옥시나이트라이드(SiON) 등의 무기물을 포함하는 게이트절연층(213)이 반도체층(ACT)과 게이트전극(GE) 사이에 개재될 수 있다.
게이트전극(GE) 상에는 실리콘옥사이드(SiOx), 실리콘나이트라이드(SiNx) 및/또는 실리콘옥시나이트라이드(SiON) 등의 무기물을 포함하는 층간절연층(215)이 배치될 수 있으며, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 전술한 층간절연층(215) 상에 배치될 수 있다. 무기물을 포함하는 절연층은 CVD 또는 ALD(atomic layer deposition)를 통해 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE) 중 어느 하나는 생략되고 도전화된 반도체층(ACT)으로 갈음될 수 있다.
게이트전극(GE), 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 다양한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 게이트전극(GE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 필요하다면 다층 구조를 취할 수도 있다. 예컨대 게이트전극(GE)은 몰리브덴(Mo)의 단일층이거나, 몰리브덴층, 알루미늄층 및 몰리브덴층을 포함하는 3층 구조일 수 있다. 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 구리(Cu), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al) 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.
박막트랜지스터(TFT)와 기판(100) 사이에는 실리콘옥사이드(SiOx), 실리콘나이트라이드(SiNx) 및/또는 실리콘옥시나이트라이드(SiON) 등과 같은 무기물을 포함하는 버퍼층(211)이 개재될 수 있다. 이러한 버퍼층(211)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(217)이 배치될 수 있다. 평탄화절연층(217)은 예컨대 아크릴, BCB(Benzocyclobutene) 또는 HMDSO(hexamethyldisiloxane) 등과 같은 유기물로 형성될 수 있다. 도 6에서는 평탄화절연층(217)이 단층으로 도시되어 있으나, 다층일 수 있다.
화소전극(221)은 평탄화절연층(217) 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 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(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(219)이 배치된다. 화소정의막(219)은 각 화소전극(221)의 상면을 노출하는 개구를 갖는다. 화소정의막(219)의 개구는 화소의 발광영역(EA)을 정의할 수 있다. 화소정의막(219)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(219)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(219)은 무기 절연 물질로 형성될 수 있다. 또는, 화소정의막(219)은 무기 절연 물질과 유기 절연 물질을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 화소정의막(219)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.
화소전극(221) 상에는 발광층(222)이 배치될 수 있다. 발광층(222)은 적색, 녹색, 또는 청색의 빛을 방출할 수 있는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기 물질일 수 있다. 전술한 유기 물질은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있다. 발광층(222)은 화소전극(221)에 대응하여 배치될 수 있다.
발광층(222)의 아래와 위에는 각각 제1공통층(미도시) 및/또는 제2공통층(미도시)이 배치될 수 있다. 제1공통층은 발광층(222) 아래에 배치되는 구성요소로서, 예컨대, 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)을 포함하거나, 홀 수송층 및 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제2공통층은 발광층(222) 위에 배치되는 구성요소로서, 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 제2공통층은 구비되지 않을 수 있다.
제1공통층 및 제2공통층은 각각 후술할 대향전극(223)과 마찬가지로 기판(100)을 전체적으로 커버하도록, 예컨대 기판(100)의 표시영역을 전체적으로 커버하도록 일체로 형성된 공통층일 수 있다.
대향전극(223)은 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)일 수 있는데, 이 때, 상기 대향전극(223)용 물질로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 또는 이의 임의의 조합을 사용할 수 있다. 대향전극(223)은 투과형 전극, 반투과형 전극, 또는 반사형 전극일 수 있다.
상기 대향전극(223)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(223)은 단일층인 단층 구조 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
대향전극(223) 상부에는 캡핑층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 캡핑층은 보강 간섭의 원리에 의하여 유기 발광 소자의 외부 발광 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 캡핑층은 1.6 이상의 굴절률(at 589nm)을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 상기 캡핑층의 두께는 1 nm 내지 200 nm, 예를 들어 5 nm 내지 150 nm, 또는 10 nm 내지 100 nm일 수 있다. 캡핑층은 유기물을 포함한 유기 캡핑층, 무기물을 포함한 무기 캡핑층, 또는 유기물 및 무기물을 포함한 복합 캡핑층일 수 있다.
유기발광다이오드(OLED) 상에는 표시요소를 밀봉하는 봉지층(300)이 배치될 수 있다. 봉지층(300)은 적어도 하나의 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기봉지층을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 무기봉지층은 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 징크산화물(ZnO), 실리콘산화물(SiO2), 실리콘나이트라이드(SiNx), 실리콘옥시나이트라이드(SiON) 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 유기봉지층은 폴리머(polymer) 계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 적어도 하나의 유기봉지층은 아크릴레이트(acrylate)를 포함할 수 있다. 도 6은 봉지층(300)이 제1무기봉지층(310), 제2무기봉지층(330) 및 상기 제1무기봉지층(310)과 제2무기봉지층(330) 사이에 개재되는 유기봉지층(320)을 포함하는 것을 도시하고 있다. 유기봉지층(320)은 유기발광다이오드(OLED)의 요철을 커버하여 평탄한 상면을 제공할 수 있다.
봉지층(300) 상에는 차광층(400)이 배치될 수 있다. 차광층(400)은 제1유기층(410), 제1차광벽(420), 제2유기층(430), 제2차광벽(440) 및 투광층(450)을 포함할 수 있다.
제1유기층(410)은 제2무기봉지층(330) 상에 배치될 수 있다. 제1유기층(410)은 제1방향(x 방향)을 따라 연장되고, 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제1유기패턴(410P)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1유기패턴(410P)은 역 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 제1유기패턴(410P)의 측벽이 기판(100)의 상면과 이루는 각도(θ1)는 약 70°이상일 수 있다. 예컨대, 제1유기패턴(410P)의 측벽은 기판(100)의 상면과 약 70° 내지 약 85°의 기울기를 가질 수 있다. 제1유기패턴(410P)은 복수 개 구비되어, 제2방향(y 방향)을 따라 상호 이격되어 배치될 수 있다.
제1유기층(410)은 서로 이웃하는 제1유기패턴(410P)들 사이에 위치하고, 제1유기층(410)의 상면을 기준으로 오목한 바닥면을 갖는 제1그루브(GR1)을 가질 수 있다. 예컨대, 제1그루브(GR1)은 서로 이웃하는 제1유기패턴(410P)들의 측벽들 및 상기 제1유기패턴(410P)들의 측벽들과 연속하는 제2무기봉지층(330)의 상면(330u)에 의해 정의될 수 있다.
제1유기층(410)은 투광성 유기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로 제1유기층(410)은 아크릴계 수지(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등), 에틸헥실 아크릴레이트 (Ethylh)exyl Acrylate), 펜타플루오르프로필 아크릴레이트(Pentafluoropropyl Acrylate), 폴리에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트(Poly(ethylene glycol) dimethacrylate) 또는 에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate) 등으로 구비될 수 있다.
제1유기층(410)의 두께(t1)는 약 15 ㎛일 수 있다. 예컨대, 제1유기층(410)의 두께(t1)은 약 10 ㎛ 내지 약 17 ㎛일 수 있다. 제1유기패턴(410P)의 상면의 제2방향(y 방향)을 따른 폭(w1)은 약 4㎛일 수 있다. 제1유기층(410)의 두께(t1) 및 제1유기패턴(410P)의 상면의 제2방향(y 방향)을 따른 폭(w1)은 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
제1유기패턴(410P)들의 측벽에 제1차광벽(420)이 위치할 수 있다. 예컨대, 제1차광벽(420)은 제1그루브(GR1)의 측벽 및 바닥면의 일부를 커버할 수 있다. 제1차광벽(420)은 제1유기패턴(410P)들의 측벽을 커버하는 제1측벽부(421)와 제1측벽부(421)로부터 연장되어 제1그루브(GR1)의 중심부를 향하여 돌출되는 제1돌출부(422)를 포함할 수 있다.
제1차광벽(420)은 저반사 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1차광벽(420)은 금속산화물을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 금속산화물은 몰리브덴 탄탈럼 옥사이드(Mo-Ta-O, MTO), 산화구리(CuO), 산화칼슘(CaO), 산화몰리브덴(MoOx), 및 징크산화물(ZnO) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1차광벽(420)은 다층 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 제1차광벽(420)은 금속산화물층과 금속층이 교차 적층된 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1차광벽(420)은 MTO층/Mo층/MTO층이 적층된 다층 구조를 갖거나, MTO층/Al층/MTO층이 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
제2유기층(430)은 제1유기층(410) 상에 배치될 수 있다. 제2유기층(430)은 제1방향(x 방향)을 따라 연장되고, 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제2유기패턴(430P)을 포함할 수 있다. 제2유기층(430)은 제1그루브(GR1)를 매립하여, 제2유기패턴(430P)은 제1유기층(410)의 상면(410u)으로부터 제3방향(z 방향)으로 돌출될 수 있다.
제2유기패턴(430P)은 역 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 제2유기패턴(430P)의 측벽이 기판(100)의 상면과 이루는 각도(θ2)는 약 70°이상일 수 있다. 예컨대, 제2유기패턴(420P)의 측벽은 기판(100)의 상면과 약 70° 내지 약 85°의 기울기를 가질 수 있다. 제2유기패턴(420P)은 복수 개 구비되어, 제2방향(y 방향)을 따라 상호 이격되어 배치될 수 있다. 제2유기패턴(420P)은 제1유기패턴(410P)과 제2방향(y 방향)을 따라 어긋나게 배치될 수 있다.
제2유기층(430)은 서로 이웃하는 제2유기패턴(430P)들 사이에 위치하고, 제2유기층(430)의 상면을 기준으로 오목한 바닥면을 갖는 제2그루브(GR2)를 가질 수 있다. 예컨대, 제2그루브(GR2)는 서로 이웃하는 제2유기패턴(430P)들의 측벽들 및 상기 제2유기패턴(430P)들의 측벽들과 연속하는 제1유기층(410)의 상면(410u)에 의해 정의될 수 있다. 제1유기패턴(410P)과 제2유기패턴(430P)은 제2방향(y 방향)을 따라 어긋나게 배치되므로, 제1유기패턴(410P)의 상면이 제2그루브(GR2)의 바닥면을 이룰 수 있다.
제2유기층(430)은 투광성 유기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 제2유기층(430)은 아크릴계 수지(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등), 에틸헥실 아크릴레이트 (Ethylh)exyl Acrylate), 펜타플루오르프로필 아크릴레이트(Pentafluoropropyl Acrylate), 폴리에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트(Poly(ethylene glycol) dimethacrylate) 또는 에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate) 등으로 구비될 수 있다. 제2유기층(430)은 제1유기층(410)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제2유기층(430)의 두께(t2)는 약 15 ㎛일 수 있다. 예컨대, 제2유기층(430)의 두께(t2)은 약 10 ㎛ 내지 약 17 ㎛일 수 있다. 제2유기패턴(430P)의 상면의 제2방향(y 방향)을 따른 폭(w2)은 약 4㎛일 수 있다. 제1유기패턴(410P)의 상면의 제2방향(y 방향)을 따른 폭(w1)은 제2유기패턴(430P)의 상면의 제2방향(y 방향)을 따른 폭(w2)과 동일할 수 있다. 제2유기층(430)의 두께(t2) 및 제2유기패턴(430P)의 상면의 제2방향(y 방향)을 따른 폭(w2)은 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
제2유기패턴(430P)들의 측벽에 제2차광벽(440)이 위치할 수 있다. 예컨대, 제2차광벽(440)은 제2그루브(GR2)의 측벽 및 바닥면의 일부를 커버할 수 있다. 제2차광벽(440)은 제2유기패턴(430P)들의 측벽을 커버하는 제2측벽부(441)와 제1측벽부(441)로부터 연장되어 제2그루브(GR2)의 중심부를 향하여 돌출되는 제2돌출부(442)를 포함할 수 있다.
제2차광벽(440)은 저반사 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2차광벽(440)은 금속산화물을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 금속산화물은 몰리브덴 탄탈럼 옥사이드(Mo-Ta-O, MTO), 산화구리(CuO), 산화칼슘(CaO), 산화몰리브덴(MoOx), 및 징크산화물(ZnO) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제2차광벽(440)은 다층 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 제2차광벽(440)은 금속산화물층과 금속층이 교차 적층된 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제2차광벽(440)은 MTO층/Mo층/MTO층이 적층된 다층 구조를 갖거나, MTO층/Al층/MTO층이 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 제2차광벽(440)은 제1차광벽(420)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
투광층(450)은 제2유기층(430) 상에 배치될 수 있다. 투광층(450)은 제2그루브(GR2)를 매립하여 평탄한 상면을 가질 수 있다. 투광층(450)은 투광성 유기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 투광층(450)은 아크릴계 수지(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등), 에틸헥실 아크릴레이트 (Ethylh)exyl Acrylate), 펜타플루오르프로필 아크릴레이트(Pentafluoropropyl Acrylate), 폴리에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트(Poly(ethylene glycol) dimethacrylate) 또는 에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate) 등으로 구비될 수 있다. 투광층(450)은 제1유기층(410)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
기판(100)의 상면에 수직한 방향(z 방향)에서 바라볼 때, 제1차광벽(420)과 제2차광벽(440)은 중첩할 수 있다. 제1차광벽(420)과 제2차광벽(440)이 중첩하는 영역은 차광영역(SHA)으로 정의될 수 있다. 이웃하는 차광영역(SHA)들 사이에는 유기발광다이오드(OLED)에서 방출하는 빛이 투과할 수 있는 투과영역(TA)이 위치할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 발광영역(EA)은 복수의 차광영역(SHA) 및 복수의 투과영역(TA)과 중첩할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)에서 방출된 빛의 제2방향(y 방향) 성분이 일정한 값을 초과하여 컷 오프 각도 이상의 출사각을 갖는 경우, 방출된 빛은 제1차광벽(420) 또는 제2차광벽(440)에 의하여 흡수될 수 있다. 따라서, 표시 장치(1)에서 방출되는 빛이 차량의 창 등에 반사되어 운전자의 시야를 방해하지 않도록 표시 장치(1)의 제2방향(y 방향)으로의 시야각이 제한될 수 있다.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조방법의 일부 단계를 순차적으로 도시하는 단면도들이다.
도 7을 참조하면, 기판(100) 상에 화소회로층(210), 유기발광다이오드(OLED) 및 봉지층(300)이 순차적으로 형성될 수 있다.
예컨대, 기판(100) 상에 버퍼층(211)이 형성되고, 버퍼층(211) 상에 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(ACT)가 형성될 수 있다. 반도체층(ACT)을 덮도록 게이트절연층(213)이 형성되고, 게이트절연층(213) 상에 반도체층(ACT)의 일부 영역과 중첩하도록 게이트전극(GE)이 형성된다. 게이트전극(GE)을 덮도록 층간절연층(215)이 형성되고, 층간절연층(215) 상에는 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)이 형성될 수 있다. 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 게이트절연층(213) 및 층간절연층(215)을 관통하는 컨택홀을 통하여 반도체층(ACT)과 전기적으로 연결될 수 있다.
박막트랜지스터(TFT) 상에는 평탄화절연층(217)이 형성되고, 평탄화절연층(217) 상에는 화소전극(221), 발광층(222) 및 대향전극(223)을 포함하는 유기발광다이오드(OLED)가 형성될 수 있다.
화소전극(221)은 평탄화절연층(217)을 관통하는 컨택홀을 통하여 소스전극(SE) 또는 드레인전극(DE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 화소전극(221) 상에는 화소전극(221)의 상면을 노출하는 개구를 갖고, 에지를 커버하는 화소정의막(219)이 형성될 수 있다. 발광층(222)은 화소정의막(219)의 개구에 대응하여 패터닝될 수 있으며, 화소정의막(219)의 개구는 유기발광다이오드(OLED)의 발광영역(EA)을 정의할 수 있다. 대향전극(223)은 발광층(222) 상에 기판(100)의 표시영역을 전체적으로 커버하도록 일체로 형성될 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)를 밀봉하도록 봉지층(300)이 형성될 수 있다. 제1무기봉지층(310), 유기봉지층(320) 및 제2무기봉지층(330)이 순차 형성되고, 제1무기봉지층(310)과 제2무기봉지층(330)은 기판(100)의 주변영역에서 접촉하여 표시영역을 밀봉할 수 있다. 유기봉지층(320)은 유기발광다이오드(OLED)로 인한 요철을 커버하여, 평탄한 상면을 제공할 수 있다.
도 8을 참조하면, 봉지층(300) 상에 제1유기층(410)이 형성될 수 있다. 제1유기층(410)은 제1방향(x 방향)을 따라 연장되고, 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제1유기패턴(410P)을 포함할 수 있다. 제1유기층(410)은 투광성 유기 물질을 도포한 뒤 포토 리소그래피 공정을 통하여 패터닝될 수 있다. 제1유기패턴(410P)들 사이에는 제1그루브(GR1)가 위치할 수 있다.
제1유기층(410) 상에 제1차광층(420a)이 형성될 수 있다. 제1차광층(420a)은 저반사 물질을 포함할 수 있으며, 스퍼터링 공정을 통하여 형성될 수 있다. 저반사 물질은 몰리브덴 탄탈럼 옥사이드(Mo-Ta-O, MTO), 산화구리(CuO), 산화칼슘(CaO), 산화몰리브덴(MoOx), 및 징크산화물(ZnO) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제1차광층(420a)은 제1유기패턴(410P)의 상면, 제1유기패턴(410P)의 측벽 및 제1그루브(GR1)에 의하여 노출되는 제2무기봉지층(330)의 상면을 덮을 수 있다.
일 실시예에서, 제1차광층(420a)는 다층구조를 가지도록 형성될 수도 있다. 예컨대, 제1차광층(420a)은 금속산화물층과 금속층이 교차 적층된 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1차광층(420a)은 MTO층/Mo층/MTO층이 적층된 다층 구조를 갖거나, MTO층/Al층/MTO층이 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
제1차광층(420a)을 덮도록 제1포토레지스트층(710)이 형성될 수 있다. 제1포토레지스트층(710)은 포토레지스트, 즉 감광성 수지를 포함할 수 있다. 제1포토레지스트층(710)은 포지티브(Positive)형 포토레지스트를 포함할 수 있다. 제1포토레지스트층(710)은 포토레지스트액을 제1차광층(420a) 상에 스핀 코팅(spin coating), 스프레이 또는 담금 등의 다양한 방법으로 도포함으로써 형성될 수 있다. 제1포토레지스트층(710)은 제1그루브(GR1)를 매립하기 충분한 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1포토레지스트층(710)을 제1차광층(420a)의 상면을 포토 마스크로 이용하여 노광하고, 제1포토레지스트층(710)의 노광된 영역을 제거하여 자가정렬(self-aligned)된 제1포토레지스트 패턴(710P)을 형성한다. 제1포토레지스트 패턴(710P)은 제1차광층(420a)의 상면과 중첩하는 영역, 즉 제1유기패턴(410P)의 측벽과 인접한 영역에만 위치할 수 있다. 이 때, 제1그루브(GR1)의 바닥면, 즉 제2무기봉지층(330)의 상면(330u)이 제1차광층(420a)의 상면과 중첩하는 영역에는 제1포토레지스트 패턴(710P)이 잔존할 수 있다.
제1포토레지스트 패턴(710P)을 마스크로 이용하여 제1차광층(420a)을 식각하여 제1차광벽(420)을 형성할 수 있다. 제1차광층(420a)에서 제1포토레지스트 패턴(710P)에 의하여 커버된 영역은 제1차광벽(420)으로 잔존하고, 제1포토레지스트 패턴(710P)에 의하여 커버되지 않은 영역은 식각되어 제거될 수 있다. 예컨대, 제1유기층(410)의 상면(410u)에 위치하는 제1차광층(420a) 및 제1포토레지스트 패턴(710P)과 비중첩하는 제2무기봉지층(330)의 상면(330u)에 위치하는 제1차광층(420a)은 제거될 수 있다. 따라서, 제1차광벽(420)은 제1유기패턴(410P)의 측벽에 위치하는 제1측벽부(421) 및 제2무기봉지층(330)의 상면(330u)에 위치하는 제1돌출부(422)를 포함할 수 있다. 제1차광벽(420)은 제1포토레지스트 패턴(710P)에 의하여 보호되므로, 식각 공정 시 손상되지 않고 비교적 균일한 두께를 유지할 수 있다.
이 때, 제1유기패턴(410P)의 측벽이 기판(100)의 상면과 이루는 각도(θ1)가 70° 미만이면, 제1차광벽(420)에 의하여 빛이 차단되는 면적이 지나치게 넓어질 수 있다. 반대로, 제1유기패턴(410P)의 측벽이 기판(100)의 상면과 이루는 각도(θ1)가 85° 이상일 경우, 제1포토레지스트 패턴(710P)이 균일하게 형성되지 않아, 제1차광벽(420)이 식각 공정 시 손상될 수 있다. 제1유기패턴(410P)의 측벽은 기판(100)의 상면과 약 70° 내지 약 85°의 기울기를 가질 수 있다.
이후 제1포토레지스트 패턴(710P)은 제거될 수 있다.
도 10을 참조하면, 제2유기층(430)은 제1그루브(GR1)를 매립하여 제1유기층(410)의 상면과 평탄한 면을 형성하고, 그 위에 제1유기층(410)의 상면(410u)으로부터 돌출된 복수의 제2유기패턴(430P)을 형성할 수 있다. 제2유기패턴(430P)들은 제1방향(x 방향)을 따라 연장되고, 역방향으로 경사진 측벽을 가질 수 있다. 제2유기층(430)은 투광성 유기물질을 도포한 뒤 포토 리소그래피 공정을 통하여 패터닝 될 수 있다. 제2유기패턴(430P)들 사이에는 제2그루브(GR2)가 위치할 수 있다.
제2유기층(430) 상에 제2차광층(440a)이 형성될 수 있다. 제2차광층(440a)은 저반사 물질을 포함할 수 있으며, 스퍼터링 공정을 통하여 형성될 수 있다. 저반사 물질은 몰리브덴 탄탈럼 옥사이드(Mo-Ta-O, MTO), 산화구리(CuO), 산화칼슘(CaO), 산화몰리브덴(MoOx), 및 징크산화물(ZnO) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.제2차광층(440a)은 제2유기패턴(430P)의 상면, 제2유기패턴(430P)의 측벽 및 제2그루브(GR2)에 의하여 노출되는 제1유기층(410)의 상면(410u)을 덮을 수 있다.
일 실시예에서, 제2차광층(440a)은 다층구조를 가지록 형성될 수 있다. 예컨대, 제2차광층(440a)은 금속산화물층과 금속층이 교차 적층된 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제2차광층(440a)은 MTO층/Mo층/MTO층이 적층된 다층 구조를 갖거나, MTO층/Al층/MTO층이 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
제2차광층(440a)을 덮도록 제2포토레지스트층(720)이 형성될 수 있다. 제2포토레지스트층(720)은 포토레지스트, 즉 감광성 수지를 포함할 수 있다. 제2포토레지스트층(720)은 포지티브(Positive)형 포토레지스트를 포함할 수 있다. 제2포토레지스트층(720)은 포토레지스트액을 제2차광층(440a) 상에 스핀 코팅(spin coating), 스프레이 또는 담금 등의 다양한 방법으로 도포함으로써 형성될 수 있다. 제2포토레지스트층(720)은 제2그루브(GR2)를 매립하기 충분한 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제2포토레지스트층(720)을 제2차광층(440a)의 상면을 포토 마스크로 이용하여 노광하고, 제2포토레지스트층(720)의 노광된 영역을 제거하여 자가정렬(self-aligned)된 제2포토레지스트 패턴(720P)을 형성한다. 제2포토레지스트 패턴(720P)은 제2차광층(440a)의 상면과 중첩하는 영역, 즉 제2유기패턴(430P)의 측벽과 인접한 영역에만 위치할 수 있다. 이 때, 제2그루브(GR2)의 바닥면, 즉 제1유기층(410)의 상면(410u)이 제2차광층(440a)의 상면과 중첩하는 영역에는 제2포토레지스트 패턴(720P)이 잔존할 수 있다.
제2포토레지스트 패턴(720P)을 마스크로 이용하여 제2차광층(440a)을 식각하여 제2차광벽(440)을 형성할 수 있다. 제2차광층(440a)에서 제2포토레지스트 패턴(720P)에 의하여 커버된 영역은 제2차광벽(440)으로 잔존하고, 제2포토레지스트 패턴(720P)에 의하여 커버되지 않은 영역은 식각되어 제거될 수 있다. 예컨대, 제2유기층(430)의 상면(430u)에 위치하는 제2차광층(440a) 및 제2포토레지스트 패턴(720P)과 비중첩하는 제1유기층(410)의 상면(410u)에 위치하는 제2차광층(440a)은 제거될 수 있다. 따라서, 제2차광벽(440)은 제2유기패턴(430P)의 측벽에 위치하는 제2측벽부(441) 및 제1유기패턴(410P)의 상면에 위치하는 제2돌출부(442)를 포함할 수 있다. 제2차광벽(440)은 제2포토레지스트 패턴(720P)에 의하여 보호되므로, 식각 공정 시 손상되지 않고 비교적 균일한 두께를 유지할 수 있다.
이 때, 제2유기패턴(430P)의 측벽이 기판(100)의 상면과 이루는 각도(θ2)가 70° 미만이면, 제2차광벽(440)에 의하여 빛이 차단되는 면적이 지나치게 넓어질 수 있다. 반대로, 제2유기패턴(430P)의 측벽이 기판(100)의 상면과 이루는 각도(θ2)가 85° 이상일 경우, 제2포토레지스트 패턴(720P)이 균일하게 형성되지 않아, 제2차광벽(440)이 식각 공정 시 손상될 수 있다. 제2유기패턴(430P)의 측벽은 기판(100)의 상면과 약 70° 내지 약 85°의 기울기를 가질 수 있다.
이후 제2포토레지스트 패턴(720P)은 제거될 수 있다.
도 12를 참조하면, 제2유기층(430) 상에 투광층(450)이 형성될 수 있다. 투광층(450)은 제2그루브(GR2)를 완전히 매립하여 차광층(400)이 평탄한 상면을 갖도록 할 수 있다. 투광층(450)의 상면을 평탄화하기 위하여 화학적인 폴리싱 또는 기계적인 폴리싱이 더 수행될 수 있다.
제1차광벽(420)과 제2차광벽(440)이 중첩하는 영역은 유기발광다이오드(OLED)에서 방출된 빛의 일부를 차단하는 차광영역(SHA)으로 정의될 수 있다. 이웃하는 차광영역(SHA) 사이의 영역은 유기발광다이오드(OLED)에서 방출된 빛이 투과할 수 있는 투과영역(TA)으로 정의될 수 있다. 차광영역(SHA)과 투과영역(TA)의 면적비는 제1유기패턴(410P) 및 제2유기패턴(430P)의 제2방향(y 방향)을 따른 폭과, 제1유기패턴(410P)의 측벽이 기판(100)의 상면과 이루는 각도(θ1) 및 제2유기패턴(430P)의 측벽이 기판(100)의 상면과 이루는 각도(θ2)에 의하여 결정될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
100: 기판
200: 화소층
210: 화소회로층
220: 표시요소층
300: 봉지층
310: 제1무기봉지층
320: 유기봉지층
330: 제2무기봉지층
400: 차광층
410: 제1유기층
420: 제1차광벽
430: 제2유기층
440: 제2차광벽
450: 투광층

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 표시요소;
    상기 표시요소 상에 위치하고, 제1방향을 따라 연장되며 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제1유기패턴을 포함하는 제1유기층;
    상기 복수의 제1유기패턴의 측벽에 위치하는 복수의 제1차광벽;
    상기 제1유기층 상에 위치하고, 상기 제1방향을 따라 연장되며 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제2유기패턴을 포함하는 제2유기층; 및
    상기 복수의 제2유기패턴의 측벽에 위치하는 복수의 제2차광벽을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1유기패턴과 상기 복수의 제2유기패턴은 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 어긋나게 배치되는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1유기층은 상호 이웃하는 제1유기패턴들 사이에 위치하며 상기 복수의 제1유기패턴들의 상면에 대하여 오목한 바닥면을 갖는 제1그루브를 포함하고,
    상기 상호 이웃하는 제1유기패턴들의 측벽에 위치하는 제1차광벽들은 상기 제1그루브의 상기 바닥면의 일부를 덮는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2유기층은 상기 제1그루브를 매립하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2유기층은 상호 이웃하는 제2유기패턴들 사이에 위치하며 상기 복수의 제2유기패턴들의 상면에 대하여 오목한 바닥면을 갖는 제2그루브를 포함하고,
    상기 상호 이웃하는 제2유기패턴들의 측벽에 위치하는 제2차광벽들은 상기 제2그루브의 상기 바닥면의 일부를 덮는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2그루브의 상기 바닥면은 상기 제1유기패턴의 상면인 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1차광벽 및 상기 제2차광벽은 금속산화물을 포함하는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1유기패턴의 측벽 및 상기 복수의 제2유기패턴의 측벽이 기판의 상면과 이루는 경사는 70° 이상인 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2유기층 상에 위치하는 투광층을 더 포함하는 표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 때, 상기 복수의 제1차광벽과 상기 복수의 제2차광벽은 중첩하는 표시장치.
  11. 표시요소가 배치된 기판을 준비하는 단계;
    상기 표시요소 상에 제1방향을 따라 연장되며 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제1유기패턴을 포함하는 제1유기층을 형성하는 단계;
    상기 복수의 제1유기패턴을 덮도록 제1차광층을 형성하는 단계;
    상기 제1차광층을 식각하여 상기 복수의 제1유기패턴의 측벽에 위치하는 복수의 제1차광벽을 형성하는 단계;
    상기 제1유기층 상에 상기 제1방향을 따라 연장되며 역방향으로 경사진 측벽을 갖는 복수의 제2유기패턴을 포함하는 제2유기층을 형성하는 단계;
    상기 복수의 제2유기패턴을 덮도록 제2차광층을 형성하는 단계;
    상기 제2차광층을 식각하여 상기 복수의 제2유기패턴의 측벽에 위치하는 복수의 제2차광벽을 형성하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1유기층은 상호 이웃하는 제1유기패턴들 사이에 위치하며 상기 복수의 제1유기패턴들의 상면에 대하여 오목한 바닥면을 갖는 제1그루브를 갖고,
    상기 제2유기층을 형성하는 단계에서,
    상기 제2유기층은 상기 제1그루브를 매립하는 표시 장치의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 상호 이웃하는 제1유기패턴들의 측벽에 위치하는 제1차광벽들은 상기 제1그루브의 상기 바닥면의 일부를 덮도록 형성되는 표시 장치의 제조방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 제1유기패턴과 상기 복수의 제2유기패턴은 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 어긋나게 배치되는 표시 장치의 제조방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제2유기층은 상호 이웃하는 제2유기패턴들 사이에 위치하며 상기 복수의 제2유기패턴들의 상면에 대하여 오목한 바닥면을 갖는 제2그루브를 포함하고,
    상기 상호 이웃하는 제2유기패턴들의 측벽에 위치하는 제2차광벽들은 상기 제2그루브의 상기 바닥면의 일부를 덮도록 형성되는 표시 장치의 제조방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1차광벽을 형성하는 단계는,
    상기 제1차광층을 덮는 제1포토레지스트층을 형성하는 단계;
    상기 제1차광층의 상면을 마스크로 이용하여, 상기 제1차광층의 상면과 중첩하는 영역에 위치하는 제1포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 상기 제1차광층을 식각하는 단계; 및
    상기 제1포토레지스트 패턴을 제거하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제2차광벽을 형성하는 단계는,
    상기 제2차광층을 덮는 제2포토레지스트층을 형성하는 단계;
    상기 제2차광층의 상면을 마스크로 이용하여, 상기 제2차광층의 상면과 중첩하는 영역에 위치하는 제2포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제2포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 상기 제2차광층을 식각하는 단계; 및
    상기 제2포토레지스트 패턴을 제거하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 제1유기패턴의 측벽 및 상기 복수의 제2유기패턴의 측벽은 기판의 상면과 70도 이상의 경사를 이루도록 형성되는 표시 장치의 제조방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제1차광층 및 상기 제2차광층은 금속산화물을 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제2유기층 상에 위치하는 투광층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.
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