KR20240034950A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20240034950A
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김경종
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역 및 표시 영역에 의해 적어도 일부 둘러싸여 있는 컴포넌트 영역을 포함하는 기판, 표시 영역 위에 위치하며 제1 전극, 발광층 및 제2 전극을 포함하는 발광 소자, 발광 소자 위에 위치하는 캡핑층, 캡핑층 위에 위치하며, 표시 영역과 중첩하는 제1 저반사층 및 컴포넌트 영역과 중첩하는 제2 저반사층, 제1 저반사층 위에 위치하는 봉지층, 그리고 봉지층 위에 위치하는 반사 조정층을 포함하고, 제2 저반사층은 무기 산화물을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은 표시 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 컴포넌트 영역에서 투과율이 향상된 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 영상을 표시하는 장치로서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등이 있다. 이러한 표시 장치는 휴대폰, 내비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 각종 단말기 등과 같이 다양한 전자 장치에 사용되고 있다.
휴대폰과 같은 소형 전자 기기에서 카메라나 광학 센서 등의 광학 소자는 표시 영역의 주변인 베젤 영역에 형성되었지만, 표시 영역이 차지하는 면적이 확대되면서 카메라나 광학 센서를 표시 영역의 배면에 위치시키는 기술이 개발되고 있다.
실시예들은 표시 영역의 배면에 카메라와 같은 광학 소자가 위치할 수 있는 컴포넌트 영역에서 투과율이 향상된 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역 및 상기 표시 영역에 의해 적어도 일부 둘러싸여 있는 컴포넌트 영역을 포함하는 기판, 상기 표시 영역 위에 위치하며, 제1 전극, 발광층 및 제2 전극을 포함하는 발광 소자, 상기 발광 소자 위에 위치하는 캡핑층, 상기 캡핑층 위에 위치하며, 상기 표시 영역과 중첩하는 제1 저반사층 및 상기 컴포넌트 영역과 중첩하는 제2 저반사층, 상기 제1 저반사층 위에 위치하는 봉지층, 그리고 상기 봉지층 위에 위치하는 반사 조정층을 포함하고, 상기 제2 저반사층은 무기 산화물을 포함한다.
상기 제1 저반사층은 무기물을 포함하고, 상기 무기 산화물의 흡수 계수(k)는 상기 무기물의 흡수 계수(k)보다 작을 수 있다.
상기 무기 산화물의 흡수 계수(k)는 0.5 이하일 수 있다.
상기 제2 저반사층은 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 제1 저반사층은 무기물을 포함하고, 상기 무기물은 비스무스(Bi), 이터븀(Yb), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 구리(Cu), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 무기 산화물은, Bi2O3, MoO2, MoO3, Ta2O5, NbO2, SnO2, ZrO2, HfO2, F2O3, ZnO, ITO, CdO, SiO2, TiO2, Al2O3, Y2O3, BeO, MgO, PbO2, WO3, SiNx, LiF, CaF2, MgF2, CdS 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제2 저반사층은 레이저 조사, 가스 도핑, 또는 플라즈마 처리 중 적어도 하나의 의해 산화 처리될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 상기 봉지층과 상기 반사 조정층 사이에 위치하고, 상기 발광층과 중첩하는 개구를 가지는 차광층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 상기 봉지층 위에 위치하는 제1 도전층, 상기 제1 도전층 위에 위치하는 제1 터치 절연층, 상기 제1 터치 절연층 위에 위치하는 제2 도전층, 그리고 제2 도전층 위에 위치하는 제2 터치 절연층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 상기 컴포넌트 영역과 중첩하는 광학 소자를 더 포함하며, 상기 광학 소자는 상기 기판의 배면에 위치할 수 있다.
상기 제2 저반사층의 두께는 1nm 내지 100nm일 수 있다.
일 실시예에 다른 표시 장치는, 후면 및 측면을 포함하는 하우징, 상기 하우징의 상부에 배치되는 커버 윈도우, 상기 커버 윈도우의 하부에 배치되고, 표시 영역 및 상기 표시 영역에 둘러싸여 있는 컴포넌트 영역을 포함하는 표시 패널, 그리고 상기 표시 패널의 배면에 위치하고, 상기 컴포넌트 영역과 중첩하는 광학 소자를 포함하고, 상기 표시 패널은 기판, 상기 표시 영역에 중첩하고 제1 전극, 발광층 및 제2 전극을 포함하는 발광 소자, 상기 발광 소자 위에 위치하는 캡핑층, 상기 캡핑층 위에 위치하며, 상기 표시 영역과 중첩하는 제1 저반사층 및 상기 컴포넌트 영역과 중첩하는 제2 저반사층, 상기 제1 저반사층 위에 위치하는 봉지층, 그리고 상기 봉지층 위에 위치하는 반사 조정층을 포함하고, 상기 제2 저반사층은 무기 산화물을 포함한다.
상기 제1 저반사층은 무기물을 포함하고, 상기 무기 산화물의 흡수 계수(k)는 상기 무기물의 흡수 계수(k)보다 작을 수 있다.
상기 무기 산화물의 흡수 계수(k)는 0.5 이하일 수 있다.
상기 제2 저반사층은 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 제1 저반사층은 무기물을 포함하고, 상기 무기물은 비스무스(Bi), 이터븀(Yb), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 구리(Cu), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 무기 산화물은 Bi2O3, MoO2, MoO3, Ta2O5, NbO2, SnO2, ZrO2, HfO2, F2O3, ZnO, ITO, CdO, SiO2, TiO2, Al2O3, Y2O3, BeO, MgO, PbO2, WO3, SiNx, LiF, CaF2, MgF2, CdS 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제2 저반사층은 레이저 조사, 가스 도핑, 또는 플라즈마 처리 중 적어도 하나의 의해 산화 처리될 수 있다.
일 실시예에 다른 표시 장치는, 상기 봉지층과 상기 반사 조정층 사이에 위치하고, 상기 발광층과 중첩하는 개구를 가지는 차광층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 다른 표시 장치는, 상기 제2 저반사층의 두께는 1nm 내지 100nm일 수 있다.
실시예들에 따르면, 컴포넌트 영역에서 투과율이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사용 상태를 도시하는 개략 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부 영역을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 7은 물질의 흡수 계수(k)와 투과율의 상관 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 영역의 단면도이다.
도 9은 일 실시예에 따른 제1 컴포넌트 영역의 단면도이다.
도 10는 일 실시예에 따른 제2 컴포넌트 영역의 단면도이다.
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 3을 통하여 개략적인 표시 장치의 구조에 대하여 살펴본다. 도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사용 상태를 도시하는 사시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 동영상이나 정지 영상을 표시하는 장치로, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 내비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(wearable device)에 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 자동차의 계기판, 및 자동차의 센터페시아(center fascia) 또는 대쉬보드에 배치된 CID(Center Information Display), 자동차의 사이드 미러를 대신하는 룸 미러 디스플레이(room mirror display), 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로, 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이로 사용될 수 있다. 도 1은 설명의 편의를 위하여 표시 장치(1000)가 스마트 폰으로 사용되는 것을 도시한다.
표시 장치(1000)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 각각에 평행한 표시면에 제3 방향(DR3)을 향해 영상을 표시할 수 있다. 영상이 표시되는 표시면은 표시 장치(1000)의 전면(front surface)과 대응될 수 있으며, 커버 윈도우(WU)의 전면과 대응될 수 있다. 영상은 동적인 영상은 물론 정지 영상을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 영상이 표시되는 방향을 기준으로 각 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)이 정의된다. 전면과 배면은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향(opposing)되고, 전면과 배면 각각의 법선 방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다. 전면과 배면 사이의 제3 방향(DR3)에서의 이격 거리는 표시 패널의 제3 방향(DR3)에서의 두께와 대응될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 외부에서 인가되는 사용자의 입력을 감지할 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자의 입력은 전면에 인가되는 사용자의 손으로 도시 되었다. 또한, 사용자의 입력은 다양한 형태로 제공될 수 있고, 또한, 표시 장치(1000)는 표시 장치(1000)의 구조에 따라 표시 장치(1000)의 측면이나 배면에 인가되는 사용자의 입력을 감지할 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(1000)는 커버 윈도우(WU), 하우징(HM), 표시 패널(DP) 및 광학 소자(ES)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 커버 윈도우(WU)와 하우징(HM)은 결합되어 표시 장치(1000)의 외관을 구성할 수 있다.
커버 윈도우(WU)는 절연 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(WU)는 유리, 플라스틱, 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
커버 윈도우(WU)의 전면은 표시 장치(1000)의 전면을 정의할 수 있다. 투과 영역(TA)은 광학적으로 투명한 영역일 수 있다. 예를 들어, 투과 영역(TA)은 약 90% 이상의 가시광선 투과율을 가진 영역일 수 있다.
차단 영역(BA)은 투과 영역(TA)의 형상을 정의할 수 있다. 차단 영역(BA)은 투과 영역(TA)에 인접하며 투과 영역(TA)을 둘러쌀 수 있다. 차단 영역(BA)은 투과 영역(TA)에 비해 상대적으로 광투과율이 낮은 영역일 수 있다. 차단 영역(BA)은 광을 차광하는 불투명한 물질을 포함할 수 있다. 차단 영역(BA)은 소정의 컬러를 가질 수 있다. 차단 영역(BA)은 투과 영역(TA)을 정의하는 투명 기판과 별도로 제공되는 베젤층에 의해 정의되거나, 투명 기판에 삽입 또는 착색되어 형성된 잉크층에 의해 정의될 수 있다.
표시 패널(DP)은 영상을 표시하는 표시 화소(PX) 및 구동부(50)를 포함할 수 있으며, 표시 화소(PX)는 표시 영역(DA) 내에 위치한다. 표시 패널(DP)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(PA)을 포함하는 전면을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 영역(DA)은 화소를 포함하여 영상이 표시되는 영역이며, 동시에 화소의 제3 방향(DR3)으로 상측에 터치 센서가 위치하여 외부 입력이 감지되는 영역일 수 있다.
커버 윈도우(WU)의 투과 영역(TA)은 표시 패널(DP)의 표시 영역(DA) 및 컴포넌트 영역(EA)과 적어도 일부 중첩될 수 있다. 예를 들어, 투과 영역(TA)은 표시 영역(DA) 및 컴포넌트 영역(EA)의 전면과 중첩되거나, 표시 영역(DA) 및 컴포넌트 영역(EA)의 적어도 일부와 중첩될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 투과 영역(TA)을 통해 영상을 시인하거나, 영상에 기초하여 외부 입력을 제공할 수 있다. 실시예에 따라, 영상이 표시되는 영역과 외부 입력이 감지되는 영역이 서로 분리될 수도 있다.
표시 패널(DP)의 비표시 영역(PA)은 커버 윈도우(WU)의 차단 영역(BA)과 적어도 일부 중첩될 수 있다. 비표시 영역(PA)은 차단 영역(BA)에 의해 커버되는 영역일 수 있다. 비표시 영역(PA)은 표시 영역(DA)에 인접하며, 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 비표시 영역(PA)은 영상이 표시되지 않으며, 표시 영역(DA)을 구동하기 위한 구동 회로나 구동 배선 등이 배치될 수 있다. 비표시 영역(PA)은 표시 영역(DA)이 외측에 위치하는 제1 주변 영역(PA1)과 구동부(50), 연결 배선 및 벤딩 영역을 포함하는 제2 주변 영역(PA2)을 포함할 수 있다. 도 2의 실시예에서는 제1 주변 영역(PA1)은 표시 영역(DA)의 3측에 위치하며, 제2 주변 영역(PA2)은 표시 영역(DA)의 나머지 일측에 위치한다.
일 실시예에서, 표시 패널(DP)은 표시 영역(DA), 컴포넌트 영역(EA) 및 비표시 영역(PA)이 커버 윈도우(WU)를 향하는 평탄한 상태로 조립될 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)의 비표시 영역(PA)의 일부는 휘어질 수 있다. 이때, 비표시 영역(PA) 중 일부는 표시 장치(1000)의 배면을 향하게 되어, 표시 장치(1000) 전면에 보여지는 차단 영역(BA)이 감소될 수 있으며, 도 2에서는 제2 주변 영역(PA2)이 벤딩되어 표시 영역(DA)의 배면에 위치시킨 후 조립할 수 있다.
또한 표시 패널(DP)은 컴포넌트 영역(EA)을 포함할 수 있으며, 구체적으로 제1 컴포넌트 영역(EA1) 및 제2 컴포넌트 영역(EA2)을 포함할 수 있다. 제1 컴포넌트 영역(EA1) 및 제2 컴포넌트 영역(EA2)은 표시 영역(DA)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 제1 컴포넌트 영역(EA1) 및 제2 컴포넌트 영역(EA2)은 서로 이격된 형태로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않고 적어도 일부 연결될 수도 있다. 제1 컴포넌트 영역(EA1) 및 제2 컴포넌트 영역(EA2)은 그 하부에 적외선, 가시광선이나 음향 등을 이용하는 컴포넌트가 배치되는 영역일 수 있다.
표시 영역(DA)은 복수의 발광 소자, 및 복수의 발광 소자 각각에 발광 전류를 생성하고 전달하는 복수의 화소 회로부가 형성되어 있다. 여기서, 하나의 발광 소자와 하나의 화소 회로부를 화소(PX)라고 한다. 표시 영역(DA)에는 하나의 화소 회로부와 하나의 발광 소자가 일대일로 형성되어 있다.
제1 컴포넌트 영역(EA1)은 빛이 투과할 수 있도록 투명한 층으로 구성된 영역을 포함하며, 도전층이나 반도체층이 위치하지 않으며, 차광 물질을 포함하는 화소 정의층, 차광층 등이 제1 컴포넌트 영역(EA1)에 대응하는 위치와 중첩하는 개구를 포함함으로써 빛을 막지 않는 구조를 가질 수 있다.
제2 컴포넌트 영역(EA2)은 빛 또는/및 음향이 투과할 수 있는 투과부 및 복수의 화소를 포함하는 표시부를 포함할 수 있다. 투과부는 인접하는 화소의 사이에 위치하며 빛 또는/및 음향이 투과할 수 있는 투명한 층으로 구성된다. 표시부는 복수의 화소를 합하여 하나의 단위 구조를 가지도록 형성할 수 있으며, 인접하는 단위 구조의 사이에는 투과부가 위치할 수 있다. 제2 컴포넌트 영역의 표시부의 구조는 표시 영역(DA)의 구조와 동일할 수 있다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(DP)은 표시 화소(PX)가 포함되는 표시 영역(DA)외에 터치 센서(TS)를 더 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 영상을 생성하는 구성인 화소(PX)를 포함하여 투과 영역(TA)을 통해 외부에서 사용자에게 시인될 수 있다. 터치 센서(TS)는 화소(PX)의 상부에 위치할 수 있으며, 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 터치 센서(TS)는 커버 윈도우(WU)에 제공되는 외부 입력을 감지할 수 있다.
제2 주변 영역(PA2)은 벤딩부를 포함할 수 있다. 표시 영역(DA) 및 제1 주변 영역(PA1)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면과 실질적으로 평행한 상태로 평편한 상태를 가질 수 있으며, 제2 주변 영역(PA2)의 일측은 평편한 상태에서부터 연장되어 벤딩부를 거친 후 다시 평편한 상태를 가질 수도 있다. 그 결과, 제2 주변 영역(PA2)의 적어도 일부는 벤딩되어 표시 영역(DA)의 배면 측에 위치하도록 조립될 수 있다. 제2 주변 영역(PA2)의 적어도 일부는 조립될 때, 표시 영역(DA)과 평면상에서 중첩되므로, 표시 장치(1000)의 차단 영역(BA)이 감소될 수 있다. 실시예에 따라, 제2 주변 영역(PA2)은 벤딩되지 않을 수도 있다.
구동부(50)는 제2 주변 영역(PA2)상에 실장될 수 있으며, 벤딩부 상에 실장되거나 벤딩부의 양측 중 한 곳에 위치할 수 있다. 구동부(50)는 칩 형태로 구비될 수 있다. 구동부(50)는 표시 영역(DA)과 전기적으로 연결되어 표시 영역(DA)에 전기적 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 구동부(50)는 표시 영역(DA)에 배치된 화소들(PX)에 데이터 신호들을 제공할 수 있다. 또는, 구동부(50)는 터치 구동 회로를 포함할 수 있고, 표시 영역(DA)에 배치된 터치 센서(TS)와 전기적으로 연결될 수도 있다. 한편, 구동부(50)는 상술한 회로들 외에도 다양한 회로를 포함하거나 다양한 전기적 신호들을 표시 영역(DA)에 제공하도록 설계될 수 있다.
한편, 표시 장치(1000)는 제2 주변 영역(PA2)의 끝단에는 패드부가 위치할 수 있으며, 패드부에 의하여 구동칩을 포함하는 가요성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed circuit board, FPCB)과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 가요성 인쇄 회로 기판에 위치하는 구동칩은 표시 장치(1000)를 구동하기 위한 각종 구동 회로나 전원 공급을 위한 커넥터 등을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서 가요성 인쇄 회로 기판 대신, 리지드한 인쇄 회로 기판(Printed circuit board, PCB)이 사용될 수 있다.
광학 소자(ES)는 표시 패널(DP)의 하부에 배치될 수 있다. 광학 소자(ES)는 제1 컴포넌트 영역(EA1)과 중첩하는 제1 광학 소자(ES1) 및 제2 컴포넌트 영역(EA2)과 중첩하는 제2 광학 소자(ES2)를 포함할 수 있다.
제1 광학 소자(ES1)는 빛이나 음향을 이용하는 전자요소일 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 소자(ES1)는 적외선 센서와 같이 광을 수광하여 이용하는 센서, 빛이나 음향을 출력하고 감지하여 거리를 측정하거나 지문 등을 인식하는 센서, 빛을 출력하는 소형 램프이거나, 소리를 출력하는 스피커 등일 수 있다. 빛을 이용하는 전자요소의 경우, 가시광, 적외선광, 자외선광 등 다양한 파장 대역의 빛을 이용할 수 있음은 물론이다.
제2 광학 소자(ES2)는 카메라, 적외선 카메라(IR camera), 도트 프로젝터(dot projector), 적외선 조명기(IR illuminator), 및 비과시간법 센서(ToF sensor, Time-of-Flight sensor) 중 적어도 하나일 수 있다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(DP), 전원 공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1), 및 제2 전자 모듈(EM2)을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP), 전원 공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1), 및 제2 전자 모듈(EM2)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
전원공급 모듈(PM)은 표시 장치(1000)의 전반적인 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원공급 모듈(PM)은 통상적인 배터리 모듈을 포함할 수 있다.
제1 전자 모듈(EM1) 및 제2 전자 모듈(EM2)은 표시 장치(1000)를 동작시키기 위한 다양한 기능성 모듈을 포함할 수 있다. 제1 전자 모듈(EM1)은 표시 패널(DP)과 전기적으로 연결된 마더보드에 직접 실장 되거나 별도의 기판에 실장 되어 커넥터(미도시) 등을 통해 마더보드에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전자 모듈(EM1)은 제어 모듈(CM), 무선통신 모듈(TM), 영상입력 모듈(IIM), 음향입력 모듈(AIM), 메모리(MM), 및 외부 인터페이스(IF)를 포함할 수 있다. 모듈들 중 일부는 마더보드에 실장되지 않고, 이와 연결되어 있는 가요성 인쇄 회로 기판을 통해 마더보드에 전기적으로 연결될 수도 있다.
제어 모듈(CM)은 표시 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어 모듈(CM)은 마이크로프로세서일 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(CM)은 표시 패널(DP)을 활성화 시키거나, 비활성화 시킨다. 제어 모듈(CM)은 표시 패널(DP)로부터 수신된 터치 신호에 근거하여 영상입력 모듈(IIM)이나 음향입력 모듈(AIM) 등의 다른 모듈들을 제어할 수 있다.
무선통신 모듈(TM)은 블루투스 또는 와이파이 회선을 이용하여 다른 단말기와 무선 신호를 송/수신할 수 있다. 무선통신 모듈(TM)은 일반 통신회선을 이용하여 음성신호를 송/수신할 수 있다. 무선통신 모듈(TM)은 송신할 신호를 변조하여 송신하는 송신부(TM1)와, 수신되는 신호를 복조하는 수신부(TM2)를 포함한다.
영상입력 모듈(IIM)은 영상 신호를 처리하여 표시 패널(DP)에 표시 가능한 영상 데이터로 변환할 수 있다. 음향입력 모듈(AIM)은 녹음 모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 변환할 수 있다.
외부 인터페이스(IF)는 외부 충전기, 유/무선 데이터 포트, 카드 소켓(예를 들어, 메모리 카드(Memory card), SIM/UIM card) 등에 연결되는 인터페이스 역할을 할 수 있다.
제2 전자 모듈(EM2)은 음향출력 모듈(AOM), 발광 모듈(LM), 수광 모듈(LRM), 및 카메라 모듈(CMM) 등을 포함할 수 있으며, 이 중 적어도 일부는 광학 소자(ES)로 도 1 및 도 2와 같이 표시 패널(DP)의 배면에 위치할 수 있다. 광학 소자(ES)로는 발광 모듈(LM), 수광 모듈(LRM), 및 카메라 모듈(CMM) 등을 포함할 수 있다. 또한, 제2 전자 모듈(EM2)은 마더보드에 직접 실장되거나, 별도의 기판에 실장되어 커넥터(미도시) 등을 통해 표시 패널(DP)과 전기적으로 연결되거나, 제1 전자 모듈(EM1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
음향출력 모듈(AOM)은 무선통신 모듈(TM)로부터 수신된 음향 데이터 또는 메모리(MM)에 저장된 음향 데이터를 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
발광 모듈(LM)은 광을 생성하여 출력할 수 있다. 발광 모듈(LM)은 적외선을 출력할 수 있다. 예를 들어, 발광 모듈(LM)은 LED 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수광 모듈(LRM)은 적외선을 감지할 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 소정 레벨 이상의 적외선이 감지된 때 활성화될 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 CMOS 센서를 포함할 수 있다. 발광 모듈(LM)에서 생성된 적외광이 출력된 후, 외부 피사체(예컨대 사용자 손가락 또는 얼굴)에 의해 반사되고, 반사된 적외광이 수광 모듈(LRM)에 입사될 수 있다. 카메라 모듈(CMM)은 외부의 이미지를 촬영할 수 있다.
일 실시예에서, 광학 소자(ES)는 추가적으로, 광 감지 센서나 열 감지 센서를 포함할 수 있다. 광학 소자(ES)는 전면을 통해 수신되는 외부 피사체를 감지하거나 전면을 통해 음성 등의 소리 신호를 외부에 제공할 수 있다. 또한, 광학 소자(ES)는 복수의 구성들을 포함할 수도 있으며, 실시예에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 하우징(HM)은 커버 윈도우(WU)와 결합될 수 있다. 커버 윈도우(WU)는 하우징(HM)의 전면에 배치될 수 있다. 하우징(HM)은 커버 윈도우(WU)와 결합되어 소정의 수용공간을 제공할 수 있다. 표시 패널(DP) 및 광학 소자(ES)는 하우징(HM)과 커버 윈도우(WU) 사이에 제공된 소정의 수용공간에 수용될 수 있다.
하우징(HM)은 상대적으로 높은 강성을 가진 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(HM)은 유리, 플라스틱, 또는 금속을 포함하거나, 이들의 조합으로 구성된 복수 개의 프레임 및/또는 플레이트를 포함할 수 있다. 하우징(HM)은 내부 공간에 수용된 표시 장치(1000)의 구성들을 외부 충격으로부터 안정적으로 보호할 수 있다.
이하에서는 도 4를 통하여 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 구조를 살펴본다. 도 4는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다. 전술한 구성요소와 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 하며, 도 4의 실시예에는 표시 장치(1000)가 폴딩축(FAX)을 통하여 접히는 구조의 폴더블 표시 장치를 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에서, 표시 장치(1000)는 폴더블 표시 장치일 수 있다. 표시 장치(1000)는 폴딩축(FAX)을 기준으로 외측 또는 내측으로 접힐 수 있다. 폴딩축(FAX)을 기준으로 외측으로 접히는 경우, 표시 장치(1000)의 표시면은 제3 방향(DR3)으로 외측에 각각 위치하여 양 방향으로 화상이 표시될 수 있다. 폴딩축(FAX)을 기준으로 내측으로 접히는 경우에는 표시면이 외부에서 시인되지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(1000)는 표시 영역(DA), 컴포넌트 영역(EA) 및 비표시 영역(PA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 제1-1 표시 영역(DA1-1), 제1-2 표시 영역(DA1-2) 및 폴딩 영역(FA)으로 구분될 수 있다. 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)은 폴딩축(FAX)을 기준으로(또는, 중심으로) 각각 좌측과 우측에 위치할 수 있고, 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)의 사이에 폴딩 영역(FA)이 위치할 수 있다. 이 때, 폴딩축(FAX)을 기준으로 외측으로 폴딩되면 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)은 제3 방향(DR3)으로 양 측에 위치하게 되며 양 방향으로 화상을 표시할 수 있다. 또한, 폴딩축(FAX)을 기준으로 내측으로 폴딩되면 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)은 외부에서 시인되지 않을 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 일부 영역을 확대하여 도시한 평면도이다. 도 5에는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 발광 표시 패널(DP)의 일부분이 도시되어 있으며, 휴대폰용 표시 패널을 이용하여 도시하였다.
발광 표시 패널(DP)은 전면에 표시 영역(DA)이 위치하며, 표시 영역(DA)의 내에 컴포넌트 영역(EA)도 위치한다. 구체적으로 컴포넌트 영역(EA)은 제1 컴포넌트 영역(EA1) 및 제2 컴포넌트 영역(EA2)을 포함할 수 있다. 추가적으로 도 5의 실시예에서는 제2 컴포넌트 영역(EA2)에 인접하는 위치에는 제1 컴포넌트 영역(EA1)이 위치하고 있다. 도 5의 실시예에서 제1 컴포넌트 영역(EA1)은 제2 컴포넌트 영역(EA2)의 좌측에 위치하고 있다. 제1 컴포넌트 영역(EA1)의 위치 및 개수는 실시예 별로 다양할 수 있다. 도 5에서 제2 컴포넌트 영역(EA2)에 대응하는 제2 광학 소자(ES2)는 카메라일 수 있으며, 제1 컴포넌트 영역(EA1)에 대응하는 제1 광학 소자(ES1)는 광 센서일 수 있다.
표시 영역(DA)은 복수의 발광 소자, 및 복수의 발광 소자 각각에 발광 전류를 생성하고 전달하는 복수의 화소 회로부가 형성되어 있다. 여기서, 하나의 발광 소자와 하나의 화소 회로부를 화소(PX)라고 한다. 표시 영역(DA)에는 하나의 화소 회로부와 하나의 발광 소자가 일대일로 형성되어 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 6(a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 표시 영역(DA)과 컴포넌트 영역(EA)을 포함할 수 있다. 컴포넌트 영역(EA)은 제1 컴포넌트 영역(EA1) 및 제2 컴포넌트 영역(EA2)을 포함할 수 있다. 컴포넌트 영역(EA)은 표시 영역(DA) 내부에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 패널은 기판(SUB), 표시층(300), 캡핑층(AL1), 저반사층(AL2)을 포함할 수 있다.
표시층(300)은 기판(SUB) 위에 위치하는 트랜지스터, 그리고 트랜지스터에 연결되어 있는 발광 소자를 포함할 수 있다. 발광 소자는 발광다이오드, 예컨대 유기 발광층을 포함하는 유기발광다이오드를 포함할 수 있다.
표시층(300) 위에 캡핑층(AL1)이 위치할 수 있다. 캡핑층(AL1)은 보강 간섭의 원리에 의하여 발광 소자(ED)의 발광 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 캡핑층(AL1)은 유기물을 포함한 유기 캡핑층, 무기물을 포함한 무기 캡핑층, 또는 유기물 및 무기물을 포함한 복합 캡핑층일 수 있다.
캡핑층(AL1) 위에 제1 저반사층(AL2)이 위치할 수 있다. 제1 저반사층(AL2)은 반사율이 낮은 무기물을 포함할 수 있으며, 일 실시예로 금속을 포함할 수 있다. 예컨대, 비스무스(Bi), 이터븀(Yb), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 구리(Cu), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
제1 저반사층(AL2)은 표시 장치의 내부로 입사한 광과 제1 저반사층(AL2)의 하부에 배치된 금속에서 반사되는 광 사이의 소멸 간섭을 유도하여, 외광 반사율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 제1 저반사층(AL2)을 통해 표시 장치의 외광 반사율을 감소시킴으로써 표시 장치의 표시 품질 및 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 6(b)를 참조하면, 제1 저반사층(AL2)이 형성된 후, 컴포넌트 영역(EA)에 중첩하는 제1 저반사층은 레이저 등에 의한 산화 처리가 진행되어 제2 저반사층(AL2a)을 형성할 수 있다. 제2 저반사층(AL2a)은 캡핑층(AL1) 위에 위치하고, 컴포넌트 영역(EA)에 중첩할 수 있다. 산화 처리를 위해 사용되는 레이저는 탈막 목적인 레이저 리프트 오프에 사용되는 레이저의 에너지보다 낮은 에너지의 레이저를 사용할 수 있다.
레이저에 의한 산화 처리가 수행된 제2 저반사층(AL2a)은 무기 산화물을 포함할 수 있다. 예컨대, Bi2O3, MoO2, MoO3, Ta2O5, NbO2, SnO2, ZrO2, HfO2, F2O3, ZnO, ITO, CdO, SiO2, TiO2, Al2O3, Y2O3, BeO, MgO, PbO2, WO3, SiNx, LiF, CaF2, MgF2, CdS 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일례로, 제1 저반사층(AL2)으로 비스무스층(Bi)이 형성되어 있는 경우, 컴포넌트 영역(EA)에 중첩하는 제2 저반사층(AL2a)은 비스무스층(Bi)이 산화 처리된 비스무스 산화물층(BixOy)을 포함할 수 있다. 비스무스 산화물층(BixOy)은 비스무스층(Bi)보다 흡수 계수(k)가 낮을 수 있다. 일례로, 비스무스(Bi)의 흡수 계수(k)는 2.66 이나, 산화처리 후 비스무스 산화물(Bi2O3)의 흡수 계수(k)는 0.03까지 줄어들 수 있다.
이하 표 1은 금속 물질의 산화 처리 전후의 흡수 계수(k)에 대해 나타낸 표이다.
금속 흡수 계수(k) 산화 처리 후 흡수 계수(k)
Bi 2.66 Bi2O3 0.03
Mo 3.7 MoO2 0.68
Mo MoO3 0.01
Sn 4.12 SnO2 0.03
Zn 4.98 ZnO 0.01
Zr 1.53 ZrO2 0
표 1을 살펴보면, 금속의 산화 처리 후 흡수 계수(k)가 현저히 줄어드는 것을 알 수 있다. 흡수 계수(k)는 빛을 흡수하는 정도에 대한 계수이므로, 흡수 계수(k)와 빛의 투과율은 반비례 관계이고, 흡수 계수(k)가 낮은 물질일수록 빛의 투과율이 높아질 수 있다.즉, 금속은 산화 처리를 통하여 흡수 계수(k)가 줄어들고, 이에 따라 투과율이 향상될 수 있다. 일 실시예에서 컴포넌트 영역(EA)의 제2 저반사층(AL2a)은 금속층이 산화 처리된 금속 산화물을 포함하기 때문에 투과율이 향상될 수 있다.
이상에서는 레이저의 의한 제2 저반사층(AL2a)의 산화 처리에 대해 설명하였으나, 포토리소그래피 공정을 이용하여 산화 처리가 진행될 수도 있다. 예를 들어, 제1 저반사층(AL2) 위에 절연막을 형성하고, 컴포넌트 영역(EA)에 중첩하는 제1 저반사층(AL2)이 노출되도록 패터닝한 후 산소 도핑 공정 또는 플라즈마 처리를 진행하여 산화 처리가 수행된 제2 저반사층(AL2a)을 형성할 수도 있다.
도 7은 흡수 계수(k)와 투과율의 상관 관계를 나타내는 도면이다.
도 7(a)는 각 파장 영역에 따른 카드뮴 산화물(CdO)의 흡수 계수(k) 그래프이고, 도 7(c)는 각 파장 영역에 따른 카드뮴 산화물(CdO)의 투과율 그래프이다. 도 7(a) 및 도 7(c)의 각각의 그래프는 카드뮴 산화물(CdO)의 어닐링을 진행하지 않은 경우, 473K의 온도에서 어닐링한 경우, 573K의 온도에서 어닐링한 경우에 대해 나타낸다.
도 7(a) 및 7(c)을 비교하면, 카드뮴 산화물(CdO)의 흡수 계수(k)는 400nm의 파장대에서 급격히 낮아지고, 투과율은 400nm 파장대에서 급격히 증가하며, 서로 반비례 관계를 보이는 점을 확인할 수 있다.
도 7(b)는 각 파장 영역에 따른 아연 산화물(ZnO)의 흡수 계수(k) 그래프이고, 도 7(d)는 각 파장 영역에 따른 아연 산화물(ZnO)의 투과율 그래프이다. 도 7(b) 및 도 7(d)의 각각의 그래프는 아연 산화물(ZnO)의 어닐링을 진행하지 않은 경우, 473K의 온도에서 어닐링한 경우, 573K의 온도에서 어닐링한 경우에 대해 나타낸다.
도 7(b) 및 7(d)를 비교하면, 아연 산화물(ZnO)의 흡수 계수(k)는 400nm의 파장대에서 급격히 낮아지고, 투과율은 400nm 파장대에서 급격히 증가하며, 서로 반비례 관계를 보이는 점을 확인할 수 있다.
이하에서는 도 8 내지 도 10을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 패널에 대해 살펴본다. 도 8은 일 실시예에 따라 표시 영역에 배치되는 구성들에 대한 단면도이고, 도 9는 일 실시예에 따라 표시 영역 및 제1 컴포넌트 영역에 배치되는 구성들에 대한 단면도이고, 도 10은 일 실시예에 따라 제2 컴포넌트 영역에 배치되는 구성들에 대한 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 영역(DA)의 단면도이다.
일 실시예에 따른 표시 패널은 기판(SUB)을 포함한다. 기판(SUB)은 유리 등의 무기 절연 물질 또는 폴리이미드(PI)와 같은 플라스틱 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 기판(SUB)은 단층 또는 다층일 수 있다. 기판(SUB)은 순차적으로 적층된 고분자 수지를 포함하는 적어도 하나의 베이스층과 적어도 하나의 무기층이 교번하여 적층된 구조를 가질 수 있다.
기판(SUB)은 다양한 정도의 유연성(flexibility)을 가질 수 있다. 기판(SUB)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
기판(SUB) 위에는 버퍼층(BF)이 위치할 수 있다. 버퍼층(BF)은 기판(SUB)으로부터 버퍼층(BF)의 상부층, 특히 반도체층(ACT)으로 불순물이 전달되는 것을 차단하여 반도체층(ACT)의 특성 열화를 막고 스트레스를 완화시킬 수 있다. 버퍼층(BF)은 질화규소 또는 산화규소 등의 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 버퍼층(BF)의 일부 또는 전체는 생략될 수도 있다.
버퍼층(BF) 위에 반도체층(ACT)이 위치한다. 반도체층(ACT)은 다결정 규소 및 산화물 반도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 반도체층(ACT)은 채널 영역(C), 제1 영역(P) 및 제2 영역(Q)을 포함한다. 제1 영역(P) 및 제2 영역(Q)은 각각 채널 영역(C)의 양 옆에 배치되어 있다. 채널 영역(C)은 소량의 불순물이 도핑되어 있거나, 불순물이 도핑되지 않은 반도체를 포함하고, 제1 영역(P) 및 제2 영역(Q)은 채널 영역(C) 대비 다량의 불순물이 도핑되어 있는 반도체를 포함할 수 있다. 반도체층(ACT)은 산화물 반도체로 이루어질 수도 있으며, 이 경우에는 고온 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체 물질을 보호하기 위해 별도의 보호층(미도시)이 추가될 수 있다.
반도체층(ACT) 위에는 게이트 절연층(GI)이 위치한다. 게이트 절연층(GI)은 실리콘산화물(SiOx), 실리콘질화물(SiNx) 및 실리콘질산화물(SiOxNy) 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 다층일 수 있다.
게이트 절연층(GI) 위에는 게이트 전극(GE)이 위치한다. 게이트 전극(GE)은 구리(Cu), 구리 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 티타늄(Ti) 및 티타늄 합금 중 어느 하나를 포함하는 금속막이 적층된 단층 또는 다층막일 수 있다. 게이트 전극(GE)은 반도체층(ACT)의 채널 영역(C)과 중첩할 수 있다.
게이트 전극(GE) 및 게이트 절연층(GI) 위에는 제1 절연층(IL1)이 위치한다. 제1 절연층(IL1)은 실리콘산화물(SiOx), 실리콘질화물(SiNx) 및 실리콘질산화물(SiOxNy) 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 다층일 수 있다.
제1 절연층(IL1) 위에 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)이 위치한다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 제1 절연층(IL1)에 형성된 접촉 구멍을 통해 반도체층(ACT)의 제1 영역(P) 및 제2 영역(Q)과 각각 연결된다.
소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 크로뮴(Cr), 니켈(Ni), 칼슘(Ca), 몰리브데늄(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu) 등을 포함할 수 있으며, 이를 포함하는 단일층 또는 다층 구조일 수 있다.
제1 절연층(IL1), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 위에는 제2 절연층(IL2)이 위치한다. 제2 절연층(IL2)은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나 Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용 고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 폴리이미드, 아크릴계 폴리머, 실록산계 폴리머 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 본 명세서는 단층으로 형성된 제2 절연층(IL2)을 도시하였으나 이에 제한되지 않고 다중층으로 형성될 수 있다.
제2 절연층(IL2) 위에는 제1 전극(E1)이 위치한다. 제1 전극(E1)은 제2 절연층(IL2)의 접촉 구멍을 통해 전기적으로 드레인 전극(DE)과 연결되어 있다.
제1 전극(E1)은 은(Ag), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 금(Au) 같은 금속을 포함할 수 있고, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 같은 투명 도전성 산화물(TCO)을 포함할 수도 있다. 제1 전극(E1)은 금속 물질 또는 투명 도전성 산화물을 포함하는 단일층 또는 이들을 포함하는 다중층으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(E1)은 인듐 주석 산화물(ITO)/은(Ag)/인듐 주석 산화물(ITO)의 삼중막 구조를 가질 수 있다.
게이트 전극(GE), 반도체층(ACT), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)으로 이루어진 트랜지스터는 제1 전극(E1)에 연결되어 발광 소자에 전류를 공급한다.
제2 절연층(IL2)과 제1 전극(E1)의 위에는 화소 정의층(PDL)이 위치한다.
화소 정의층(PDL)은 제1 전극(E1)의 적어도 일부와 중첩하고 발광 영역을 정의하는 제1-1 개구(OP1-1)를 가진다.
화소 정의층(PDL)은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 또는 화소 정의층(PDL)은 실리콘나이트라이드나 실리콘옥시나이트라이드, 또는 실리콘옥사이드와 같은 무기절연물을 포함할 수 있다. 또는, 화소 정의층(PDL)은 유기절연물 및 무기절연물을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 화소 정의층(PDL)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(예컨대, 크롬 산화물) 또는 금속 질화물 입자(예컨대, 크롬 질화물) 등을 포함할 수 있다. 화소 정의층(PDL)이 광차단 물질을 포함하는 경우, 화소 정의층(PDL)의 하부에 배치된 금속 구조물들에 의한 외광 반사를 줄일 수 있다. 또는, 화소 정의층(PDL)은 광차단 물질을 포함하지 않고, 투광성의 유기절연물을 포함할 수 있다.
화소 정의층(PDL) 상에는 스페이서(SPC)가 배치될 수 있다. 스페이서(SPC)는 폴리이미드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 또는, 스페이서(SPC)는 실리콘질화물(SiNX)나 실리콘산화물(SiO2)과 같은 무기절연물을 포함하거나, 유기절연물 및 무기절연물을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 스페이서(SPC)는 화소 정의층(PDL)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 화소 정의층(PDL)과 스페이서(SPC)는 하프 톤 마스크 등을 이용한 마스크 공정에서 함께 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 화소 정의층(PDL)과 스페이서(SPC)는 다른 물질을 포함할 수 있다.
제1 전극(E1) 위에는 발광층(EML)이 위치한다. 발광층(EML)은 유기 물질 및/또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 소정의 유색 컬러광을 생성할 수 있다. 발광층(EML)은 마스크를 이용하거나 잉크젯 공정을 이용하여 화소 정의층의 제1-1 개구(OP1-1) 내에만 위치하도록 형성될 수 있다.
발광층(EML)과 제1 전극(E1) 사이에 제1 기능층(FL1)이 위치하고, 발광층(EML)과 제2 전극(E2) 사이에 제2 기능층(FL2)이 위치할 수 있다.
제1 기능층(FL1)은 정공 주입층(hole injection layer, HIL) 및 정공 수송층(hole transporting layer, HTL) 중 적어도 하나를 포함하고, 제2 기능층(FL2)은 전자 수송층(electron transporting layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발광층(EML)이 화소 정의층(PDL)의 개구(OP1-1)에 대응하도록 각 화소 마다 배치되는데 반해, 제1 기능층(FL1) 및 제2 기능층(FL2)은 각각 기판(SUB)을 전체적으로 커버하도록 일체로 형성될 수 있다. 제1 기능층(FL1) 및 제2 기능층(FL2)은 각각 기판(SUB)의 표시 영역(DA)을 전체적으로 커버하도록 형성될 수 있다.
발광층(EML) 위에는 제2 전극(E2)이 위치한다. 제2 전극(E2)은 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo) 등을 포함하는 반사성 금속 또는 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 같은 투명 도전성 산화물(TCO)을 포함할 수 있다.
제1 전극(E1), 발광층(EML) 및 제2 전극(E2)은 발광 소자(ED)를 구성할 수 있다. 여기서, 제1 전극(E1)은 정공 주입 전극인 애노드이며, 제2 전극(E2)은 전자 주입 전극인 캐소드 일 수 있다. 실시예에 따라 제1 전극(E1)이 캐소드가 되고, 제2 전극(E2)이 애노드가 될 수도 있다.
제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)으로부터 각각 정공과 전자가 발광층(EML) 내부로 주입되고, 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
제2 전극(E2) 위에 캡핑층(AL1)이 위치할 수 있다. 캡핑층(AL1)은 보강 간섭의 원리에 의하여 발광 소자(ED)의 발광 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 캡핑층(AL1)은 유기물을 포함한 유기 캡핑층, 무기물을 포함한 무기 캡핑층, 또는 유기물 및 무기물을 포함한 복합 캡핑층일 수 있다. 예컨대, 캡핑층(AL1)은 카보시클릭 화합물, 헤테로시클릭 화합물, 아민 그룹-함유 화합물, 포르핀 유도체(porphine derivatives), 프탈로시아닌 유도체(phthalocyanine derivatives), 나프탈로시아닌 유도체(naphthalocyanine derivatives), 알칼리 금속 착체, 알칼리 토금속 착체, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 카보시클릭 화합물, 헤테로시클릭 화합물 및 아민 그룹-함유 화합물은 선택적으로, O, N, S, Se, Si, F, Cl, Br, I, 또는 이의 임의의 조합을 포함한 치환기로 치환될 수 있다.
캡핑층(AL1) 위에 제1 저반사층(AL2)이 배치될 수 있다. 캡핑층(AL1)은 발광 소자(ED) 위에 배치될 수 있으므로, 제1 저반사층(AL2)은 발광 소자(ED) 위에 배치된다고 할 수도 있다. 제1 저반사층(AL2)은 기판(SUB)의 전면과 중첩할 수 있다.
제1 저반사층(AL2)은 반사율이 낮은 무기물을 포함할 수 있으며, 일 실시예로 금속을 포함할 수 있다. 예컨대, 비스무스(Bi), 이터븀(Yb), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 구리(Cu), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 저반사층(AL2)에 포함된 무기물의 흡수 계수(K)는 1.5 이상 (k ≥ 1.5) 일 수 있다. 또한, 제1 저반사층(AL2)에 포함된 무기물은 굴절률(n)이 1 이상 (n ≥1.0) 일 수 있다. 또한, 제1 저반사층(AL2)의 두께는 1nm 내지 100nm 일 수 있다.
제1 저반사층(AL2)은 표시 장치의 내부로 입사한 광과 제1 저반사층(AL2)의 하부에 배치된 금속에서 반사되는 광 간의 소멸 간섭을 유도하여, 외광 반사율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 제1 저반사층(AL2)을 통해 표시 장치의 외광 반사율을 감소시킴으로써 표시 장치의 표시 품질 및 시인성을 향상시킬 수 있다.
제1 저반사층(AL2) 위에 봉지층(ENC)이 위치한다. 봉지층(ENC)은 발광 소자의 상부면 뿐만 아니라 측면까지 덮어 밀봉할 수 있다. 발광 소자는 수분과 산소에 매우 취약하므로, 봉지층(ENC)이 발광 소자를 밀봉하여 외부의 수분 및 산소의 유입을 차단한다.
봉지층(ENC)은 복수의 층을 포함할 수 있고, 그 중 무기층과 유기층을 모두 포함하는 복합막으로 형성될 수 있으며, 일 예로 제1 봉지 무기층(EIL1), 봉지 유기층(EOL), 제2 봉지 무기층(EIL2)이 순차적으로 형성된 3중층으로 형성될 수 있다.
제1 봉지 무기층(EIL1)은 제2 전극(E2)을 커버할 수 있다. 제1 봉지 무기층(EIL1)은 외부 수분이나 산소가 발광 소자에 침투하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제1 봉지 무기층(EIL1)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물 또는 이들이 조합된 화합물을 포함할 수 있다. 제1 봉지 무기층(EIL1)은 증착 공정을 통해 형성될 수 있다.
봉지 유기층(EOL)은 제1 봉지 무기층(EIL1) 위에 배치되어 제1 봉지 무기층(EIL1)에 접촉할 수 있다. 제1 봉지 무기층(EIL1) 상면에 형성된 굴곡이나 제1 봉지 무기층(EIL1) 위에 존재하는 파티클(particle) 등은 봉지 유기층(EOL)에 의해 커버되어, 제1 봉지 무기층(EIL1)의 상면의 표면 상태가 봉지 유기층(EOL)상에 형성되는 구성들에 미치는 영향을 차단할 수 있다. 또한, 봉지 유기층(EOL)은 접촉하는 층들 사이의 응력을 완화시킬 수 있다. 봉지 유기층(EOL)은 유기물을 포함할 수 있고, 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 잉크젯 공정과 같은 용액 공정을 통해 형성될 수 있다.
제2 봉지 무기층(EIL2)은 봉지 유기층(EOL) 위에 배치되어 봉지 유기층(EOL)을 커버한다. 제2 봉지 무기층(EIL2)은 제1 봉지 무기층(EIL1)상에 배치되는 것보다 상대적으로 평탄한 면에 안정적으로 형성될 수 있다. 제2 봉지 무기층(EIL2)은 봉지 유기층(EOL)으로부터 방출되는 수분 등을 봉지하여 외부로 유입되는 것을 방지한다. 제2 봉지 무기층(EIL2)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물 또는 이들이 조합된 화합물을 포함할 수 있다. 제2 봉지 무기층(EIL2)은 증착 공정을 통해 형성될 수 있다.
봉지층(ENC) 위에 제1 도전층(TL1), 제1 터치 절연층(TIL1), 제2 도전층(TL2) 및 제2 터치 절연층(TIL2)이 위치할 수 있다. 제1 도전층(TL1), 제1 터치 절연층(TIL1), 제2 도전층(TL2) 및 제2 터치 절연층(TIL2)은 도 3에서 설명한 터치 센서(TS)를 이룰 수 있다.
제1 도전층(TL1)은 봉지층(ENC) 위에 직접 배치될 수도 있다. 이 경우, 제1 도전층(TL1)은 봉지층(ENC)의 제2 봉지 무기층(EIL2) 위에 직접 배치될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 도전층(TL1)과 봉지층(ENC) 사이에 개재되는 절연막(미도시)을 포함할 수도 있다. 상기 절연막은 봉지층(ENC)의 제2 봉지 무기층(EIL2) 위에 배치되어, 제1 도전층(TL1) 등이 배치되는 면을 평탄화하게 할 수 있다. 이 경우, 제1 도전층(TL1)은 상기 절연막 위에 직접 배치될 수 있다. 절연막은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON) 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 또는, 절연막은 유기 절연물을 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 제1 도전층(TL1) 상에는 제1 터치 절연층(TIL1)이 배치될 수 있다. 제1 터치 절연층(TIL1)은 무기물 또는 유기물로 구비될 수 있다. 제1 터치 절연층(TIL1)이 무기물로 구비되는 경우, 제1 터치 절연층(TIL1)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 제1 터치 절연층(TIL1)이 유기물로 구비되는 경우, 제1 터치 절연층(TIL1)은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 터치 절연층(TIL1) 상에는 제2 도전층(TL2)이 배치될 수 있다. 제2 도전층(TL2)은 사용자의 터치 입력을 감지하는 센서의 역할을 할 수 있다. 제1 도전층(TL1)은 패터닝된 제2 도전층(TL2)을 일 방향으로 연결하는 연결부의 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 도전층(TL1)과 제2 도전층(TL2) 모두 센서의 역할을 할 수 있다. 이때, 제1 도전층(TL1)과 제2 도전층(TL2)은 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이 제1 도전층(TL1)과 제2 도전층(TL2)이 모두 센서의 역할을 함에 따라서, 터치 전극의 저항이 감소하여 사용자의 터치 입력을 빠르게 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 도전층(TL1)과 제2 도전층(TL2)은 발광 소자(ED)로부터 방출되는 빛이 통과할 수 있도록 예컨대, 메쉬 구조를 가질 수 있다. 이때, 제1 도전층(TL1)과 제2 도전층(TL2)은 발광층(EML)과 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
제1 도전층(TL1)과 제2 도전층(TL2)은 금속층 또는 투명 도전층을 포함할 수 있다. 금속층은 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명한 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 그 밖에 투명 도전층은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 탄소 나노튜브 또는 그래핀(graphene) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 도전층(TL2) 상에는 제2 터치 절연층(TIL2)이 배치될 수 있다. 제2 터치 절연층(TIL2)은 무기물 또는 유기물을 포함할 수 있다. 제2 터치 절연층(TIL2)이 무기물을 포함하는 경우, 제2 터치 절연층(TIL2)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 제2 터치 절연층(TIL2)이 유기물을 포함하는 경우, 제2 터치 절연층(TIL2)은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
제2 터치 절연층(TIL2) 위에 차광층(BM)이 위치할 수 있다. 차광층(BM)은 발광층(EML)과 중첩하는 제2-1 개구(OP2-1)를 포함할 수 있다. 차광층(BM)은 화소 정의층(PDL)의 적어도 일부와 중첩할 수 있다.
차광층(BM) 위에 반사 조정층(OL)이 배치될 수 있다. 반사 조정층(OL)은 표시 장치 내부에서 반사된 빛 또는 표시 장치 외부에서 입사하는 빛 중 일부 대역의 파장의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있다. 반사 조정층(OL)은 차광층(BM) 사이의 개구들을 채울 수 있다.
일 예로 반사 조정층(OL)은 490 nm 내지 505 nm 의 제1 파장 영역 및 585 nm 내지 600 nm의 제2 파장 영역을 흡수하여, 상기 제1 파장 영역 및 제2 파장 영역에서의 광투과율이 40% 이하로 구비될 수 있다. 반사 조정층(OL)은 발광 소자(ED)에서 방출되는 적색, 녹색 또는 청색의 발광 파장 범위를 벗어난 파장의 빛을 흡수할 수 있다. 이와 같이, 반사 조정층(OL)은 발광 소자로부터 방출되는 적색, 녹색, 또는 청색의 파장 범위에 속하지 않는 파장의 광을 흡수함으로써, 표시 장치의 휘도가 감소되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있고 동시에 표시 장치의 발광 효율이 저하되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있고 시인성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 반사 조정층(OL)은 염료, 안료 또는 이들의 조합을 포함하는 유기물층으로 구비될 수 있다. 반사 조정층(OL)은 테트라아자포르피린(Tetra aza porphyrin, TAP)계 화합물, 포피린(Porphyrin)계 화합물, 메탈 포피린(Metal Porphyrin)계 화합물, 옥사진(Oxazine)계 화합물, 스쿠아릴륨(Squarylium)계 화합물, 트리아릴메탄(Triarylmethane)계 화합물, 폴리메틴(Polymethine)계 화합물, 트라퀴논(anthraquinone)계 화합물, 프탈로시아닌(Phthalocyanine)계 화합물, 아조(azo)계 화합물, 퍼릴렌(perylene)계 화합물, 크산텐(Xanthene)계 화합물, 디이모늄(diimmonium)계 화합물, 디피로메텐계(Dipyrromethene)계 화합물, 시아닌(Cyanine)계 화합물, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 반사 조정층(OL) 표면에서 SCI (Specular Component Included) 모드로 측정된 반사율이 10% 이하일 수 있다. 즉, 반사 조정층(OL)이 표시 장치의 외광 반사를 흡수하여 시인성이 향상될 수 있다. 반사 조정층(OL)의 투과율은 반사 조정층(OL)에 포함된 안료 및/또는 염료의 함량에 따라 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 외광 반사를 줄이기 위해서 제1 저반사층(AL2)과 반사 조정층(OL)을 포함하므로 별도의 편광필름 등을 사용하지 않을 수 있다.
이하에서는 도 9를 참조하여 제1 컴포넌트 영역(EA1)의 적층 구조에 대해 살펴본다. 표시 영역(DA)에 대한 평면 및 단면 구조에 대한 설명은 도 8에서 설명한 내용과 동일하므로, 이하에서는 생략하기로 한다. 이하 제1 컴포넌트 영역(EA1)에 대해 살펴본다.
제1 컴포넌트 영역(EA1)은 빛이 투과할 수 있도록 투명한 층으로 구성되며, 도전층이나 반도체층이 위치하지 않는다. 차광 물질을 포함하는 화소 정의층, 차광층 등이 제1 컴포넌트 영역(EA1)에 대응하는 위치와 중첩하는 개구를 포함함으로써 빛을 막지 않는 구조를 가질 수 있다.
제1 컴포넌트 영역(EA1)은 기판(SUB) 위에 배치되는 버퍼층(BF), 게이트 절연층(GI), 제1 절연층(IL1), 제2 절연층(IL2)을 포함한다.
일 실시예에 따른 화소 정의층(PDL)은 제1 컴포넌트 영역(EA1)과 중첩하는 제1-2 개구(OP1-2)를 포함할 수 있다. 차광 물질을 포함하는 화소 정의층(PDL)은 제1 컴포넌트 영역(EA1)과 중첩하지 않으면서 이격될 수 있다.
제1 컴포넌트 영역(EA1)은 제2 절연층(IL2) 위에 배치되는 제1 기능층(FL1), 제2 기능층(FL2), 제2 전극(E2), 캡핑층(AL1) 및 저반사층(AL2), 그리고 봉지층(ENC)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)에서 제1 저반사층(AL2)은 무기물을 포함하였으나, 제1 컴포넌트 영역(EA1)에서 제2 저반사층(AL2a)은 무기 산화물을 포함할 수 있다.
캡핑층(AL1)에 제1 저반사층(AL2)을 증착한 후 제1 컴포넌트 영역(EA1)과 중첩하는 영역에 위치하는 제1 저반사층(AL2)의 산화 처리를 수행하여 제2 저반사층(AL2a)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 포토리소그래피 공정을 이용하여 제1 컴포넌트 영역(EA1)의 제1 저반사층(AL2)이 노출되도록 패터닝한 후 산소 도핑 공정 또는 플라즈마 처리를 진행하여 제2 저반사층(AL2a)을 형성할 수 있다. 또는 제1 컴포넌트 영역(EA1)에 중첩하는 제1 저반사층(AL2)에 레이저 빔을 조사하여 제2 저반사층(AL2a)을 형성할 수도 있다.
제1 컴포넌트 영역(EA1)에 위치하는 제2 저반사층(AL2a)은 예컨대, Bi2O3, MoO2, MoO3, Ta2O5, NbO2, SnO2, ZrO2, HfO2, F2O3, ZnO, ITO, CdO, SiO2, TiO2, Al2O3, Y2O3, BeO, MgO, PbO2, WO3, SiNx, LiF, CaF2, MgF2, CdS 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 컴포넌트 영역(EA1)에 위치하는 제2 저반사층(AL2a)에 포함된 무기 산화물의 흡수 계수(k)는 0.5 이하(k ≤ 0.5)일 수 있다. 또한, 제2 저반사층(AL2a)의 두께는 1nm 내지 100nm 일 수 있다.
제1 및 제2 저반사층(AL2, AL2a) 위에 봉지층(ENC)이 위치한다. 봉지층(ENC) 상에는 제1 터치 절연층(TIL1) 및 제2 터치 절연층(TIL2)이 위치할 수 있다. 터치 센서가 포함하는 제1 도전층(TL1) 및 제2 도전층(TL2)은 제1 컴포넌트 영역(EA1)과 중첩하지 않을 수 있다.
제2 터치 절연층(TIL2) 상에는 차광층(BM)이 포함하는 제2-2 개구(OP2-2)가 위치할 수 있다. 제1 컴포넌트 영역(EA1)은 차광층(BM)이 가지는 제2-2 개구(OP2-2)와 중첩할 수 있다. 제1 컴포넌트 영역(EA1)은 빛을 차단하는 차광층(BM)과 중첩하지 않을 수 있다.
차광층(BM) 상에는 반사 조정층(OL)이 위치될 수 있다. 반사 조정층(OL)은 표시 장치 내부에서 반사된 빛 또는 표시 장치 외부에서 입사하는 빛 중 일부 대역의 파장의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있다. 반사 조정층(OL)은 차광층(BM) 사이의 개구들을 채울 수 있다.
반사 조정층(OL)은 염료, 안료 또는 이들의 조합을 포함하는 유기물층으로 구비될 수 있다. 반사 조정층(OL)은 표시 장치의 외광 반사를 흡수하여 시인성을 향상시킬 수 있다. 반사 조정층(OL)의 투과율은 반사 조정층(OL)에 포함된 안료 및/또는 염료의 함량에 따라 조절할 수 있다.
이하에서는 도 10을 참조하여, 제2 컴포넌트 영역(EA2)의 적층 구조에 대해 살펴본다. 전술한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
일 실시예에 따른 제2 컴포넌트 영역(EA2)은 복수의 화소가 배치되는 표시부(LDA)와 투과부(LTA)를 포함한다. 제2 컴포넌트 영역(EA2)의 표시부의 구조(LDA)는 표시 영역(DA)의 구조와 동일할 수 있다. 표시부(LDA)에 대한 평면 및 단면 구조 중 발광 소자(ED)가 위치하는 영역에 대한 설명은 앞서 설명한 내용과 동일하므로, 이하에서는 생략하기로 한다.
이하 투과부(LTA)에 대해 살펴본다. 제2 컴포넌트 영역(EA2)은 투과부(LTA)를 포함하여 표시 영역(DA)에 비해 상대적으로 높은 광투과율을 가질 수 있다. 제2 컴포넌트 영역(EA2)은 전술한 제2 광학 소자(ES2)의 전면에 위치하는 영역이며, 복수의 화소를 포함하 표시부(LDA)를 포함면서도 추가적으로 인접하는 표시부(LDA)의 사이에 배치되는 투과부(LTA)가 형성되어 있는 구조를 가진다. 표시부(LDA)는 복수의 화소를 합하여 하나의 단위 구조를 가지도록 형성할 수 있으며, 인접하는 단위 구조의 사이에는 투과부(LTA)가 위치할 수 있다.
투과부(LTA)는 빛이 투과할 수 있도록 투명한 층만으로 구성되며, 도전층이나 반도체층이 위치하지 않으며, 차광 물질을 포함하는 화소 정의층(PDL), 차광층(BM) 등이 투과부(LTA)에 대응하는 위치와 중첩하는 개구를 포함함으로써 빛을 막지 않는 구조를 가질 수 있다.
투과부(LTA)는 기판(SUB) 위에 배치되는 버퍼층(BF), 게이트 절연층(GI)을 포함할 수 있다. 본 명세서는 투과부(LTA)에는 제1 절연층(IL1), 제2 절연층(IL2), 화소 정의층(PDL) 및 스페이서(SPC)가 위치하지 않는 실시예를 도시하였으나, 이들 중 투명한 층은 투과부(LTA)에도 위치하는 구조로 변형될 수도 있다. 또는 버퍼층(BF), 게이트 절연층(GI)의 전부 또는 일부가 제거된 구조로 변형될 수도 있다.
일 실시예에 따른 화소 정의층(PDL)은 투과부(LTA)와 중첩하는 제1-3 개구(OP1-3)를 포함할 수 있다. 화소 정의층(PDL)은 투과부(LTA)에서 제거된 형태를 가질 수 있다. 차광 물질을 포함하는 화소 정의층(PDL)은 투과부(LTA)와 중첩하지 않으면서 이격될 수 있다.
투과부(LTA)에는 표시부(LDA)로부터 연장된 제1 기능층(FL1) 및 제2 기능층(FL2)이 위치할 수 있다.
투과부(LTA)에는 표시부(LDA)로부터 연장된 제2 전극(E2)의 끝단이 제2 기능층(FL2) 위에 배치될 수 있다. 제2 전극(E2)은 투과부(LTA)의 대부분의 영역에서 위치하지 않을 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고 제2 전극(E2)은 투과부(LTA)와 완전히 중첩하지 않도록 제거될 수 있다.
또한 투과부(LTA)에는 저접착층(WAL)이 위치할 수 있다. 저접착층(WAL)은 투과부(LTA)에서 제2 기능층(FL2) 위에 위치할 수 있다. 저접착층(WAL)은 접착력이 약한 물질로, 저접착층(WAL)의 상부면에는 제2 전극(E2)이 배치되지 않거나, 제2 전극(E2)이 매우 얇게 성막되는 특성을 가지는 물질을 포함할 수 있다.
본 명세서는 투과부(LTA)에 저접착층(WAL)이 위치하는 실시예를 도시 및 설명하였으나, 다른 실시예에서는 저접착층(WAL)이 위치하지 않으며, 레이저 공정 등을 통해 제2 전극이 적어도 일부가 제거될 수도 있다. 이때 상기 레이저 공정은 제2 전극(E2)에 행해지는 레이저 공정일 수 있다.
투과부(LTA)에서 저접착층(WAL) 위에 제1 캡핑층(AL1) 및 제2 저반사층(AL2a)이 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 영역(DA)에서 제1 저반사층(AL2)은 무기물을 포함하였으나, 투과부(LTA)에서 제2 저반사층(AL2a)은 무기 산화물을 포함할 수 있다.
캡핑층(AL1)에 제1 저반사층(AL2)을 증착한 후 투과부(LTA)와 중첩하는 제1 저반사층(AL2)의 산화 처리를 수행하여 제2 저반사층(AL2a)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 포토리소그래피 공정을 이용하여 투과부(LTA)의 제1 저반사층(AL2)이 노출되도록 패터닝한 후 산소 도핑 공정 또는 플라즈마 처리를 진행하여 제2 저반사층(AL2a)을 형성할 수 있다. 또는 투과부(LTA)에 중첩하는 제1 저반사층(AL2)에 레이저 빔을 조사하여 제2 저반사층(AL2a)을 형성할 수도 있다.
일례로, 투과부(LTA)에 위치하는 제2 저반사층(AL2a)은 표시 영역(DA)의 제1 저반사층(AL2)을 레이저 또는 플라즈마 처리하여 산화시킨 금속 산화물일 수 있다. 예컨대, Bi2O3, MoO2, MoO3, Ta2O5, NbO2, SnO2, ZrO2, HfO2, F2O3, ZnO, ITO, CdO, SiO2, TiO2, Al2O3, Y2O3, BeO, MgO, PbO2, WO3, SiNx, LiF, CaF2, MgF2, CdS 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 투과부(LTA)에 위치하는 제2 저반사층(AL2a)에 포함된 무기 산화물의 흡수 계수(k)는 0.5 이하(k ≤ 0.5)일 수 있다. 또한, 제2 저반사층(AL2a)의 두께는 1nm 내지 100nm 일 수 있다. 투과부(LTA)와 중첩하는 제2 저반사층(AL2a)은 무기 산화물을 포함하기 때문에 제2 컴포넌트 영역(EA2)의 투과율이 전체적으로 향상될 수 있다.
제1 및 제2 저반사층(AL2, AL2a) 위에 봉지층(ENC)이 위치한다. 봉지층(ENC) 상에는 제1 터치 절연층(TIL1) 및 제2 터치 절연층(TIL2)이 위치할 수 있다. 터치 센서가 포함하는 제1 도전층(TIL1) 및 제2 도전층(TL2)은 투과부(LTA)와 중첩하지 않을 수 있다.
제2 터치 절연층(TIL2) 상에는 차광층(BM)이 포함하는 제2-3 개구(OP2-3)가 위치할 수 있다. 투과부(LTA)는 차광층(BM)이 가지는 제2-3 개구(OP2-3)와 중첩할 수 있다. 차광층(BM)은 투과부(LTA)에서 제거된 형태를 가질 수 있다. 즉, 투과부(LTA)는 빛을 차단하는 차광층(BM)과 중첩하지 않을 수 있다.
차광층(BM) 상에는 반사 조정층(OL)이 배치될 수 있다. 반사 조정층(OL)은 표시 장치 내부에서 반사된 빛 또는 표시 장치 외부에서 입사하는 빛 중 일부 대역의 파장의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있다. 반사 조정층(OL)은 차광층(BM) 사이의 개구들을 채울 수 있다.
반사 조정층(OL)은 염료, 안료 또는 이들의 조합을 포함하는 유기물층으로 구비될 수 있다. 반사 조정층(OL)은 표시 장치의 외광 반사를 흡수하여 시인성을 향상시킬 수 있다. 반사 조정층(OL)의 투과율은 반사 조정층(OL)에 포함된 안료 및/또는 염료의 함량에 따라 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 컴포넌트가 형성되는 영역(EA1, EA2)에서 금속 산화물로 이루어지는 저반사층(AL2)을 포함하므로 투과율이 향상될 수 있다. 또한, 표시 영역(DA)에서는 저반사층(AL2)이 금속을 포함하므로 표시 패널 내부로 입사하는 광과 저반사층(AL2)의 하부에 배치된 금속에서 반사되는 광 간의 소멸 간섭을 유도할 수 있어, 외광 반사율이 감소될 수 있다. 즉, 표시 영역(DA)에서는 외광 반사율을 줄이면서, 컴포넌트가 영역(EA)에서는 투과율을 향상시키는 표시 장치를 제공할 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.
DA: 표시 영역 PA: 비표시 영역
EA1,EA2, EA: 컴포넌트 영역
ES1, ES2, ES: 광학 소자
SUB: 기판 E1: 제1 전극
EML: 발광층 E2: 제2 전극
AL1: 캡핑층 ENC: 봉지층
AL2: 제1 저반사층 AL2a: 제2 저반사층
BM: 차광층 OL: 반사조정층
WU: 커버 윈도우 DP: 표시 패널
HM: 하우징 1000: 표시 장치

Claims (20)

  1. 표시 영역 및 상기 표시 영역에 의해 적어도 일부 둘러싸여 있는 컴포넌트 영역을 포함하는 기판,
    상기 표시 영역 위에 위치하며, 제1 전극, 발광층 및 제2 전극을 포함하는 발광 소자,
    상기 발광 소자 위에 위치하는 캡핑층,
    상기 캡핑층 위에 위치하며, 상기 표시 영역과 중첩하는 제1 저반사층 및 상기 컴포넌트 영역과 중첩하는 제2 저반사층,
    상기 제1 저반사층 위에 위치하는 봉지층, 그리고
    상기 봉지층 위에 위치하는 반사 조정층을 포함하고,
    상기 제2 저반사층은 무기 산화물을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 저반사층은 무기물을 포함하고,
    상기 무기 산화물의 흡수 계수(k)는 상기 무기물의 흡수 계수(k)보다 작은 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 무기 산화물의 흡수 계수(k)는 0.5 이하인 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 제2 저반사층은 금속 산화물을 포함하는 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 저반사층은 무기물을 포함하고,
    상기 무기물은
    비스무스(Bi), 이터븀(Yb), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 구리(Cu), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 무기 산화물은
    Bi2O3, MoO2, MoO3, Ta2O5, NbO2, SnO2, ZrO2, HfO2, F2O3, ZnO, ITO, CdO, SiO2, TiO2, Al2O3, Y2O3, BeO, MgO, PbO2, WO3, SiNx, LiF, CaF2, MgF2, CdS 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제2 저반사층은 레이저 조사, 가스 도핑 또는 플라즈마 처리 중 적어도 하나의 의해 산화 처리되어 있는 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 봉지층과 상기 반사 조정층 사이에 위치하고, 상기 발광층과 중첩하는 개구를 가지는 차광층을 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 봉지층 위에 위치하는 제1 도전층,
    상기 제1 도전층 위에 위치하는 제1 터치 절연층,
    상기 제1 터치 절연층 위에 위치하는 제2 도전층, 그리고
    제2 도전층 위에 위치하는 제2 터치 절연층을 포함하는 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 컴포넌트 영역과 중첩하는 광학 소자를 더 포함하며,
    상기 광학 소자는 상기 기판의 배면에 위치하는 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 제2 저반사층의 두께는 1nm 내지 100nm인 표시 장치.
  12. 후면 및 측면을 포함하는 하우징,
    상기 하우징의 상부에 배치되는 커버 윈도우,
    상기 커버 윈도우의 하부에 배치되고, 표시 영역 및 상기 표시 영역에 둘러싸여 있는 컴포넌트 영역을 포함하는 표시 패널, 그리고
    상기 표시 패널의 배면에 위치하고, 상기 컴포넌트 영역과 중첩하는 광학 소자를 포함하고,
    상기 표시 패널은
    기판,
    상기 표시 영역에 중첩하고 제1 전극, 발광층 및 제2 전극을 포함하는 발광 소자,
    상기 발광 소자 위에 위치하는 캡핑층,
    상기 캡핑층 위에 위치하며, 상기 표시 영역과 중첩하는 제1 저반사층 및 상기 컴포넌트 영역과 중첩하는 제2 저반사층,
    상기 제1 저반사층 위에 위치하는 봉지층, 그리고
    상기 봉지층 위에 위치하는 반사 조정층을 포함하고,
    상기 제2 저반사층은 무기 산화물을 포함하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 저반사층은 무기물을 포함하고,
    상기 무기 산화물의 흡수 계수(k)는 상기 무기물의 흡수 계수(k)보다 작은 표시 장치
  14. 제12항에서,
    상기 무기 산화물의 흡수 계수(k)는 0.5 이하인 표시 장치.
  15. 제12항에서,
    상기 제2 저반사층은 금속 산화물을 포함하는 표시 장치.
  16. 제12항에서,
    상기 제1 저반사층은 무기물을 포함하고,
    상기 무기물은
    비스무스(Bi), 이터븀(Yb), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 백금(Pt), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 철(Fe), 니켈(Ni), 탄탈륨(Ta), 망간(Mn), 아연(Zn), 게르마늄(Ge), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 구리(Cu), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치.
  17. 제12항에서,
    상기 무기 산화물은
    Bi2O3, MoO2, MoO3, Ta2O5, NbO2, SnO2, ZrO2, HfO2, F2O3, ZnO, ITO, CdO, SiO2, TiO2, Al2O3, Y2O3, BeO, MgO, PbO2, WO3, SiNx, LiF, CaF2, MgF2, CdS 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치.
  18. 제12항에서,
    상기 제2 저반사층은 레이저 조사, 가스 도핑, 또는 플라즈마 처리 중 적어도 하나의 의해 산화 처리되어 있는 표시 장치.
  19. 제12항에서,
    상기 봉지층과 상기 반사 조정층 사이에 위치하고, 상기 발광층과 중첩하는 개구를 가지는 차광층을 더 포함하는 표시 장치.
  20. 제12항에서,
    상기 제2 저반사층의 두께는 1nm 내지 100nm인 표시 장치.
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