KR20240034966A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20240034966A
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trench
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light
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KR1020220113789A
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이영호
김찬영
이준희
임충열
황성용
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 컬러필터에 의한 외부광의 산란반사를 억제하기 위한 디스플레이 장치를 위하여, 기판과, 상기 기판 상에 위치하는 복수개의 화소전극들과, 상기 복수개의 화소전극들 각각 상에 위치하는 발광층과, 상기 발광층 상에 위치하며 상기 복수개의 화소전극들에 대응하며 일체(一體)인 대향전극과, 상기 대향전극 상에 위치하며 상기 복수개의 화소전극들 사이에 대응하는 트렌치를 포함하는 절연층과, 상기 트렌치 내부에 위치한 차광물질층과, 상기 절연층 상에 위치하며 특정 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러필터층을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

디스플레이 장치{Display device}
본 발명의 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 컬러필터에 의한 외부광의 산란반사를 억제하기 위한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 이미지에 대한 정보를 입력받아 이미지를 디스플레이하는 장치이다. 이러한 디스플레이 장치가 포함하는 컬러필터는 가장자리 아래에 위치한 차광물질층(Black Matrix)에 의하여 가장자리가 위로 돌출될 수 있으며, 컬러필터의 상면은 곡률을 가지는 곡면이 될 수 있다. 이러한 컬러필터의 형태는 외부광의 산란반사를 유발하여, 디스플레이 장치의 화질의 저하를 초래할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 컬러필터에 의한 외부광의 산란반사를 억제하기 위한 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 기판과, 상기 기판 상에 위치하는 복수개의 화소전극들과, 상기 복수개의 화소전극들 각각 상에 위치하는 발광층과, 상기 발광층 상에 위치하며 상기 복수개의 화소전극들에 대응하며 일체(一體)인 대향전극과, 상기 대향전극 상에 위치하며 상기 복수개의 화소전극들 사이에 대응하는 트렌치를 포함하는 절연층과, 상기 트렌치 내부에 위치한 차광물질층과, 상기 절연층 상에 위치하며 특정 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러필터층을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 차광물질층의 두께는 상기 트렌치의 깊이와 동일할 수 있다.
상기 트렌치 외측의 상면과 상기 차광물질층의 상면은 연속면을 형성할 수 있다.
상기 대향전극과 상기 절연층 사이에 배치되고, 제1 무기봉지층과, 상기 제1 무기봉지층 상에 위치하며 상기 절연층과 동일한 물질을 포함하는 제2 무기봉지층과, 상기 제1 무기봉지층과 상기 제2 무기봉지층 사이에 개재되는 유기봉지층을 포함하는, 박막봉지층을 더 포함할 수 있다.
상기 절연층의 두께는 상기 제2 무기봉지층의 두께보다 클 수 있다.
상기 트렌치의 깊이는 상기 제2 무기봉지층의 두께보다 클 수 있다.
상기 디스플레이 장치는, 상기 제2 무기봉지층 상에 위치하며 상기 절연층에 의해 덮인 제1 메탈전극과, 상기 트렌치 내에 위치하도록 상기 트렌치의 저면 상에 위치하며 상기 절연층이 포함하는 관통홀을 통하여 상기 제2 메탈전극과 연결되는 제2 메탈전극을 더 포함할 수 있다.
상기 차광물질층은 상기 제2 메탈전극을 덮을 수 있다.
상기 트렌치의 깊이는 1.4 ㎛ 이상 1.5 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 컬러필터층은 제1 파장대역의 광을 통과시키는 제1 컬러필터층을 포함하고, 상기 기판의 수직인 방향에서 바라볼 시 상기 제1 화소개구의 면적은 상기 제1 컬러필터의 면적보다 작을 수 있다.
상기 차광물질층은 상기 제1 컬러필터의 가장자리를 따라 위치할 수 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 상기 기판 상에 위치하며, 상기 기판 상부에 위치하는 복수개의 화소전극들 각각의 중앙부를 노출시키는 화소개구들을 갖는 화소정의막과, 상기 화소정의막 상에 위치하는 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 스페이서는 상기 트렌치 내에 위치할 수 있다.
상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 트렌치는 상기 화소정의막과 중첩할 수 있다.
상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 트렌치의 폭은 상기 화소개구들 사이의 거리보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 기판과, 상기 기판 상부에 위치하는 복수개의 화소전극들과, 상기 복수개의 화소전극들 각각 상부에 위치하는 발광층과, 상기 발광층 상부에 위치하며, 상기 복수개의 화소전극들에 대응하며 일체(一體)인 대향전극과, 상기 대향전극 상에 위치하며 상기 복수개의 화소전극들 사이에 대응하는 트렌치를 포함하는 절연층과, 상기 절연층 상에 위치하며 제1 파장대역의 광을 통과시키며 가장자리가 상기 트렌치의 내에 위치하는 제1 컬러필터층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 상기 절연층 상에 위치하며 상기 제1 파장대역과 상이한 제2 파장대역의 광을 통과시키며 상기 제1 컬러필터층에 인접하며, 가장자리가 상기 트렌치 내에 위치하는 제2 컬러필터층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 상기 제1 컬러필터층의 가장자리와 상기 제2 컬러필터층의 가장자리가 만나는 경계 상에 위치하는 차광물질층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 상기 절연층 상에 위치하며 상기 제1 파장대역 및 상기 제2 파장대역과 상이한 제3 파장대역의 광을 통과시키며 상기 제1 컬러필터층에 인접하며 가장자리가 상기 트렌치 내에 위치하는 제3 컬러필터층을 더 포함할 수 있다.
상기 차광물질층은, 상기 제1 컬러필터층의 가장자리와 상기 제3 컬러필터층의 가장자리가 만나는 경계 상에 위치할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 컬러필터에 의한 외부광의 산란반사를 억제하기 위한 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 화소를 개략적으로 도시한 등가회로도이다.
도 3은 도 1의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 디스플레이 장치의 컬러필터층 근방을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 컬러필터층 근방을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 컬러필터층 근방을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 컬러필터층 근방을 개략적으로 도시한 단면도이다.
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.
이하의 실시예에서 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 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.
이하의 실시예에서, 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.
이하, 상술한 내용들을 바탕으로 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(10)을 포함할 수 있다. 이러한 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(10)을 포함하는 것이라면 어떤 것이든 가능하다. 예컨대 디스플레이 장치는 스마트폰, 태블릿, 랩탑, 텔레비전 또는 광고판 등과 같은 다양한 장치일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 박막트랜지스터들 및 커패시터 등을 포함하는 바, 박막트랜지스터들 및 커패시터 등은 이러한 도전층들 및 절연층들에 의해 구현될 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 디스플레이 영역(DA)과 디스플레이 영역(DA) 외측에 위치하는 주변 영역(PA)을 포함한다. 도 1에서는 디스플레이 영역(DA)이 직사각형의 형상을 갖는 것으로 도시하고 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 디스플레이 영역(DA)은 예컨대, 원형, 타원형, 다각형, 특정 도형의 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
디스플레이 영역(DA)은 이미지를 표시하는 부분으로, 복수의 화소(PX)들이 배치될 수 있다. 각 화소(PX)는 유기발광다이오드와 같은 디스플레이소자를 포함할 수 있다. 각 화소(PX)는 예컨대, 적색, 녹색 또는 청색의 광을 방출할 수 있다. 이러한 화소(PX)는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT), 스토리지커패시터 등을 포함하는 화소회로와 연결될 수 있다. 이러한 화소회로는 스캔 신호를 전달하는 스캔선(SL), 스캔선(SL)과 교차하며 데이터 신호를 전달하는 데이터선(DL) 및 구동전압을 공급하는 구동전압선(PL) 등과 연결될 수 있다. 스캔선(SL)은 x 방향(이하, 제2 방향)으로 연장되고, 데이터선(DL) 및 구동전압선(PL)은 y 방향(이하, 제1 방향)으로 연장될 수 있다.
화소(PX)는 전기적으로 연결된 화소회로로부터의 전기적 신호에 대응하는 휘도의 광을 방출할 수 있다. 디스플레이 영역(DA)은 화소(PX)에서 방출되는 광을 통해 소정의 이미지를 표시할 수 있다. 참고로 화소(PX)라 함은 전술한 바와 같이 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색상의 광을 방출하는 발광영역으로 정의될 수 있다.
주변 영역(PA)은 화소(PX)가 배치되지 않은 영역으로, 이미지를 표시하지 않는 영역일 수 있다. 주변 영역(PA)에는 화소(PX)의 구동을 위한 전원공급배선 등이 위치할 수 있다. 또한 주변 영역(PA)에는 패드들이 배치되고, 구동회로부를 포함하는 인쇄회로기판이나 드라이버 IC와 같은 집적회로소자가 이러한 복수개의 패드들에 전기적으로 연결되도록 배치될 수 있다.
참고로 디스플레이패널(10)은 기판(100)을 포함하므로, 기판(100)이 이러한 디스플레이 영역(DA) 및 주변 영역(PA)을 갖는다고 할 수도 있다. 기판(100)에 대한 상세한 내용은 후술한다.
또한, 디스플레이 영역(DA)에는 복수의 트랜지스터들이 배치될 수 있다. 복수의 트랜지스터들은 트랜지스터의 종류(N형 또는 P형) 및/또는 동작 조건에 따라, 트랜지스터의 제1 단자는 소스 전극 또는 드레인 전극이고, 제2 단자는 제1 단자와 다른 전극일 수 있다. 예컨대, 제1 단자가 소스 전극인 경우 제2 단자는 드레인 전극일 수 있다.
복수의 트랜지스터들은 구동 트랜지스터, 데이터 기입 트랜지스터, 보상 트랜지스터, 초기화 트랜지스터, 발광 제어 트랜지스터 등을 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터는 구동 전압선(PL)과 유기발광소자(OLED) 사이에 연결될 수 있고, 데이터 기입 트랜지스터는 데이터선(DL)과 구동 트랜지스터와 연결될 수 있으며, 데이터선(DL)으로 전달된 데이터 신호를 전달하는 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
보상 트랜지스터는 스캔선(SL)을 통하여 전달받은 스캔 신호에 따라 턴온되어 구동 트랜지스터와 유기발광소자(OLED)를 연결시킴으로써 구동 트랜지스터의 문턱 전압을 보상할 수 있다.
초기화 트랜지스터는 스캔선(SL)을 통하여 전달받은 스캔 신호에 따라 턴온되어 초기화 전압을 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 전달하여 구동 트랜지스터의 게이트 전극을 초기화할 수 있다. 초기화 트랜지스터에 연결되는 스캔선은 보상 트랜지스터와 연결되는 스캔선과 다른 별개의 스캔선일 수 있다.
발광 제어 트랜지스터는 발광 제어선을 통해 전달받은 발광 제어 신호에 따라 턴온될 수 있고, 그 결과 유기발광소자(OLED)에 구동 전류가 흐를 수 있다.
유기발광소자(OLED)는 화소전극(애노드) 및 대향전극(캐소드)을 포함하고, 대향전극(160)은 공통 전압(ELVSS)을 인가받을 수 있다. 유기발광소자(OLED)는 구동 트랜지스터로부터 구동 전류를 전달받아 발광함으로써 영상을 표시할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치로서 유기 발광 디스플레이 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 디스플레이 장치는 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로서, 본 발명의 디스플레이 장치는 무기 발광 디스플레이 장치(Inorganic Light Emitting Display 또는 무기 EL 디스플레이 장치)이거나, 양자점 발광 디스플레이 장치(Quantum dot Light Emitting Display)와 같은 디스플레이 장치일 수 있다. 예컨대, 디스플레이 장치가 포함하는 디스플레이소자의 발광층은 유기물을 포함하거나 무기물을 포함할 수도 있다. 또한 디스플레이 장치는 발광층과, 발광층에서 방출되는 광의 경로 상에 위치한 양자점을 구비할 수도 있다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 화소를 개략적으로 도시한 등가회로도이다.
도 2에 도시된 것과 같이, 각 화소(PX)는 스캔선(SL) 및 데이터선(DL)에 연결된 화소회로(PC) 및 화소회로(PC)에 연결된 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다.
화소회로(PC)는 구동 박막트랜지스터(Td), 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 스위칭 박막트랜지스터(Ts)는 스캔선(SL) 및 데이터선(DL)에 연결되며, 스캔선(SL)을 통해 입력되는 스캔신호(Sn)에 따라 데이터선(DL)을 통해 입력된 데이터신호(Dm)를 구동 박막트랜지스터(Td)로 전달한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(Ts) 및 구동전압선(PL)에 연결되며, 스위칭 박막트랜지스터(Ts)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 제1 전원전압(ELVDD, 또는 구동전압)의 차이에 해당하는 전압을 저장한다.
구동 박막트랜지스터(Td)는 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.
도 2에서는 화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터 및 1개의 스토리지 커패시터를 포함하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 화소회로(PC)는 2개 이상의 스토리지 커패시터를 포함할 수도 있다.
도 3은 도 1의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
기판(100)은 전술한 것과 같이 디스플레이 영역(DA)과 디스플레이 영역 외측의 주변 영역(PA)에 대응되는 영역들을 포함할 수 있다. 기판(100)은 플렉서블 또는 벤더블 특성을 갖는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 예컨대 기판(100)은 글라스, 금속 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 또한, 기판(100)은 폴리에테르술폰(polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 물론 기판(100)은 각각 이와 같은 고분자 수지를 포함하는 두 개의 층들과 그 층들 사이에 개재된 (실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 등의) 무기물을 포함하는 배리어층을 포함하는 다층구조를 가질 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
버퍼층(101)은 기판(100) 상에 위치할 수 있다. 버퍼층(101)은 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면을 평탄화하기 위한 배리어층, 및/또는 블록킹층으로 역할을 할 수 있다. 버퍼층(101)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥시나이트라이드를 포함할 수 있다. 또한, 버퍼층(101)은 반도체층(110)을 형성하기 위한 결정화 공정 동안 열의 제공 속도를 조절하여, 반도체층(110)이 균일하게 결정화되도록 할 수 있다.
반도체층(110)은 버퍼층(101) 상에 위치할 수 있다. 반도체층(110)은 폴리 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양 옆으로 불순물이 도핑되어 형성된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 여기서, 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라지며, N형 불순물 또는 P형 불순물이 가능하다.
게이트절연막(102)은 반도체층(110) 상에 위치할 수 있다. 게이트절연막(102)은 반도체층(110)과 게이트층(120)간 절연성을 확보하기 위한 구성일 수 있다. 게이트절연막(102)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등의 무기물을 포함하고, 반도체층(110)과 게이트층(120) 사이에 개재될 수 있다. 또한, 게이트절연막(102)은 기판(100)의 전면(全面)에 대응하는 형성을 가지며, 사전 설정된 부분에 컨택홀들이 형성된 구조를 가질 수도 있다. 이처럼, 무기물을 포함하는 절연막은 CVD(chemical vapor deposition) 또는 ALD(atomic layer deposition)를 통해 형성될 수 있다. 이는 후술하는 실시예들 및 그 변형예들에 있어서도 마찬가지이다.
게이트층(120)은 게이트절연막(102) 상에 위치할 수 있다. 게이트층(120)은 반도체층(110)과 상하로 중접되는 위치에 배치될 수 있고, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 게이트층(120)에 대한 상세한 설명은 후술한다.
층간절연막(103)은 게이트층(120) 상에 위치할 수 있다. 층간절연막(103)은 게이트층(120)을 덮을 수 있다. 층간절연막(103)은 무기물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 층간절연막(103)은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기 물질은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다. 층간절연막(103)은, 일부 실시예에서, SiOx/SiNy 또는 SiNx/SiOy의 이중 구조로 이루어질 수 있다.
도전층(130)은 층간절연막(103) 상부에 위치할 수 있다. 도전층(130)은 층간절연막(103)에 포함된 관통홀을 통하여 반도체층의 소스/드레인 영역과 연결되는 전극의 역할을 수행할 수 있다.
도전층(130)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 예컨대 도전층(130)은 Ti층, Al층 및/또는 Cu층을 포함할 수 있다.
유기절연층(104)은 제1 도전층(130) 상에 위치할 수 있다. 유기절연층(104)은 제1 도전층(130) 상부를 덮으며 대체로 평탄한 상면을 가져, 평탄화막 역할을 하는 유기절연층일 수 있다. 유기절연층(104)은 예컨대 아크릴, BCB(Benzocyclobutene) 또는 HMDSO(hexamethyldisiloxane) 등과 같은 유기물을 포함할 수 있다. 유기절연층(104)은 단층 또는 다층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
또한, 도 3에 도시되어 있지는 않으나, 추가 도전층 및 추가 절연층이 도전층과 화소전극 사이에 개재될 수 있으며, 다양한 실시예로 응용될 수 있음은 물론이다. 이때, 추가 도전층은 상술한 도전층과 동일한 물질을 포함할 수 있고, 동일한 층구조를 가질 수 있다. 추가 절연층은 상술한 유기절연층과 동일한 물질을 포함할 수 있고, 동일한 층구조를 가질 수 있음은 물론이다.
화소전극(140)은 유기절연층(104) 상에 위치할 수 있다. 화소전극(140)은 유기절연층(104)에 형성된 컨택홀을 통해 도전층(130)과 연결될 수 있다. 화소전극(140) 상에는 디스플레이 소자가 위치할 수 있다. 디스플레이 소자로는 유기발광 소자(OLED)가 이용될 수 있다. 즉, 유기발광 소자(OLED)는 예컨대 화소전극(140) 상에 개재될 수 있다. 이러한 화소전극(140)은 ITO, In2O3 또는 IZO 등의 투광성 도전성산화물로 형성된 투광성 도전층과, Al 또는 Ag 등과 같은 금속으로 형성된 반사층을 포함할 수 있다. 예컨대 화소전극(140)은 ITO/Ag/ITO의 3층구조를 가질 수 있다.
화소정의막(105)은 제2 절연층(105) 상부에 위치하며, 화소전극(140)의 가장자리를 덮도록 배치될 수 있다. 즉, 화소정의막(105)은 화소전극(140)의 가장자리를 덮을 수 있다. 화소정의막(105)은 화소에 대응하는 개구를 가지며, 개구는 화소전극(140)의 적어도 중앙부가 노출되도록 형성될 수 있다.
이와 같은 화소정의막(105)은 예컨대 폴리이미드 또는 HMDSO(hexamethyldisiloxane) 등과 같은 유기물을 포함할 수 있다. 또한, 화소정의막(105) 상에는 스페이서(80)가 배치될 수 있다. 스페이서(80)는 주변 영역(PA) 상에 위치하는 것을 도시하나, 디스플레이 영역(DA) 상에 위치할 수도 있다. 스페이서(80)는 마스크를 사용하는 제조공정에서 마스크의 처짐에 의해 유기발광다이오드(OLED)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 스페이서(80)는 유기절연물을 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
중간층(150) 및 대향전극(160)는 개구부 상에 위치할 수 있다. 중간층(150)는 저분자 또는 고분자 물질을 포함하며, 저분자 물질을 포함할 경우 중간층(150)은 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등을 포함할 수 있다. 중간층(150)이 고분자 물질을 포함할 경우에는 중간층(150)은 대개 홀 수송층(HTL) 및 발광층(EML)을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 대향전극(160)은 ITO, In2O3 또는 IZO 등의 투광성 도전성산화물로 형성된 투광성 도전층을 포함할 수 있다. 화소전극(140)은 애노드로 사용되고, 대향전극(160)은 캐소드로 사용된다. 물론 전극의 극성은 반대로 적용될 수도 있다.
중간층(150)의 구조는 전술한 바에 한정되는 것은 아니고, 다양한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 중간층(150)을 이루는 층들 중 적어도 어느 하나는 대향전극(160)과 같이 일체(一體)로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 중간층(150)은 복수개의 화소전극(140)들 각각에 대응하도록 패터닝된 층을 포함할 수 있다.
대향전극(160)은 디스플레이 영역(DA) 상부에 배치되며, 디스플레이 영역(DA)을 전면에 배치될 수 있다. 즉, 대향전극(160)은 복수의 화소들을 커버하도록 일체(一體)로 형성될 수 있다. 대향전극(160)은 주변 영역(PA)에 배치된 공통전원공급라인(70)에 전기적으로 컨택될 수 있다. 일 실시예로, 대향전극(160)은 격벽(200)까지 연장될 수 있다.
박막봉지층(TFE)는 디스플레이 영역(DA) 전체를 커버하며, 주변 영역(PA) 측으로 연장되어 주변 영역(PA)의 적어도 일부를 커버하도록 배치될 수 있다. 박막봉지층(TFE)는 공통전원공급라인(70)의 외측까지 연장될 수 있다.
박막봉지층(TFE)는 제1 무기봉지층(310), 제2 무기봉지층(330) 및 이들 사이에 개재되는 유기봉지층(320)을 포함할 수 있다. 제1 무기봉지층(310) 및 제2 무기봉지층(330)은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드, 징크옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 제1 무기봉지층(310) 및 제2 무기봉지층(330)은 전술한 물질을 포함하는 단일 층 또는 다층일 수 있다. 제1 무기봉지층(310) 및 제2 무기봉지층(330) 서로 동일 물질을 포함할 수도 있고, 다른 물질을 포함할 수도 있다.
제1 무기봉지층(310) 및 제2 무기봉지층(330)의 두께는 서로 다를 수 있다. 제1 무기봉지층(310)의 두께가 제2 무기봉지층(330)의 두께 보다 클 수 있다. 또는, 제2 무기봉지층(330)의 두께가 제1 무기봉지층(310)의 두께 보다 크거나, 제1 무기봉지층(310) 및 제2 무기봉지층(330)의 두께는 서로 동일할 수 있다.
유기봉지층(320)은 모노머(monomer)계열의 물질 또는 폴리머(polymer)계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 유기봉지층(320)은 아크릴레이트(acrylate)를 포함할 수 있다.
기판(100)의 주변 영역(PA) 상에는 격벽(200)이 위치할 수 있다. 일 실시예로, 격벽(200)은 유기절연막(104)의 일부(230), 화소정의막(105)의 일부(220) 및 스페이서(80)의 일부(210)를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라, 격벽(200)은 유기절연막(104)의 일부(230) 또는 화소정의막(105)의 일부(220)만으로 이루어질 수도 있다.
격벽(200)은 디스플레이 영역(DA)을 둘러싸도록 배치되며, 박막봉지층(TFE)의 유기봉지층(320)이 기판(100) 외측으로 오버 플로우되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유기봉지층(320)은 디스플레이 영역(DA)을 향하는 격벽(200)의 내측면에 접할 수 있다. 이때, 유기봉지층(320)이 격벽(200)의 내측면에 접한다고 함은 유기봉지층(320)과 격벽(200) 사이에 제1 무기봉지층(310)이 위치하고, 유기봉지층(320)은 이러한 제1 무기봉지층(310)에 컨택하는 것으로 이해될 수 있다. 제1 무기봉지층(310) 및 제2 무기봉지층(330)은 격벽(200) 상에 배치되며, 기판(100)의 가장자리 측으로 연장될 수 있다.
도 4는 도 1의 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 기판(100), 회로층(CL), 화소전극(140), 중간층(150), 대향전극(160), 박막봉지층(TFE)을 포함하고, 박막봉지층(TFE) 상에 절연층(401), 차광물질층(BM), 컬러필터층(410, 420, 430)을 포함할 수 있다.
회로층(CL)은 기판(100) 상에 위치하며, 도 3에서 상술한 버퍼층(101), 반도체층(110), 게이트절연막(102), 게이트층(120), 층간절연막(103), 도전층(130), 유기절연층(104) 등을 포함하는 구성들을 설명의 편의상 하나의 명칭으로 기술하기 위한 용어로 정의될 수 있다. 즉, 본 명세서에서 회로층(CL)은 도 3에서 기판(100)과 화소전극(140) 사이에 위치하는 구송요소들을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 기판(100)과, 기판(100) 상에 위치하는 복수개의 화소전극(140)들과, 복수개의 화소전극(140)들 각각 상에 위치하는 발광층(EML, 또는 중간층(150))과, 발광층 상에 위치하며 복수개의 화소전극(140)들에 대응하며 일체(一體)인 대향전극(160)과, 대향전극(160) 상에 위치하며 복수개의 화소전극(140)들 사이에 대응하는 트렌치(TC)를 포함하는 절연층(401)과, 트렌치(TC) 내부에 위치한 차광물질층(BM)과, 절연층(401) 상에 위치하며 특정 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러필터층(410, 420, 430)을 포함할 수 있다.
이때, 차광물질층(BM)의 두께는 트렌치(TC)의 깊이와 동일하거나, 트렌치(TC) 외측의 상면과 차광물질층(BM)의 상면은 연속면을 형성할 수 있다. 트렌치(TC)는 절연층(401)에 마스크를 이용한 식각 공정을 통하여 형성될 수 있다.
차광물질층(BM)은 블랙 매트릭스로서, 빛의 적어도 일부를 흡수할 수 있는 물질을 다양하게 포함할 수 있다. 예를 들어, 차광물질층(BM)은, 카본 블랙, 그래파이트, 크롬계 물질, 염료, 금속류 반사막 및 광흡수막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 차광물질층(BM)은 외부광의 반사를 차단하거나 방지할 뿐만 아니라, 디스플레이 소자에서 발생한 빛의 내부 반사를 방지할 수 있다.
차광물질층(BM)의 두께는 수 ㎛ 이하일 수 있으며, 바람직하게는 1.4 ㎛ 이상 1.5 ㎛ 이하일 수 있다. 차광물질층(BM)의 두께가 1.4㎛보다 작거나, 1.5㎛보다 크면 차광률이 떨어지는 문제를 가질 수 있다. 따라서, 트렌치(TC)의 깊이는 수 ㎛ 이하일 수 있으며, 바람직하게는 1.4 ㎛ 이상 1.5 ㎛ 이하일 수 있다.
차광물질층(BM)은 화소정의막(105) 상에 위치할 수 있다. 즉, 차광물질층(BM)은 화소전극(140)을 노출시키는 화소개구 상에 위치하지 않을 수 있다. 차광물질층(BM)은 트렌치(TC) 내부에 위치하므로, 차광물질층(BM)의 위치 특징은 트렌치(TC)의 위치 특징과 동일할 수 있다.
차광물질층(BM)은 스페이서(80) 상에 위치할 수 있다. 차광물질층(BM)이 스페이서(80) 상에 위치함으로써, 차광물질층(BM) 상에 위치하는 컬러필터(410, 420, 430) 등의 구성요소를 형성하기 위한 공정에서, 마스크 사용시에 다른 구성요소들에 가해질 수 있는 충격이나 스트레스가 보다 완화될 수 있다.
기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 차광물질층(BM) 또는 트렌치(TC)는 화소개구와 중첩하지 않을 수 있다. 다시 말해, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 차광물질층(BM) 또는 트렌치(TC)는 화소정의막(105)에 중첩하거나, 화소정의막(105) 상에 위치한 스페이서에 중첩할 수 있다. 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 차광물질층(BM) 또는 트렌치(TC)는 화소개구의 가장자리와 일정 거리만큼 이격될 수 있다. 만일, 기판(100)의 수직인 방향에서 바라볼 시 차광물질층(BM) 또는 트렌치(TC)가 화소개구와 인접하게 위치한다면, 차광물질층(BM)이 디스플레이 소자에서 발생하는 빛(내부광)의 일부를 차단하여 디스플레이 장치의 화질 저하를 야기할 수 있다.
또한, 기판(100)에 수직인 방향에서 바라볼 시, 스페이서(80)는 트렌치(TC) 내에 위치하며, 트렌치(TC)는 화소정의막(105)과 중첩하고, 트렌치(TC)의 폭은 화소개구들 사이의 거리보다 작을 수 있다.
절연층(401)은 상술한 박막봉지층(TFE)의 제2 무기봉지층(330) 상에 위치하되, 제2 무기봉지층(330)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 절연층(401)과 제2 무기봉지층(330)을 촬영한 확대 이미지 상에서, 절연층(401)과 제2 무기봉지층(330)을 구별하는 것은 어려울 수 있다.
절연층(401)은 제2 무기봉지층(330) 상에 위치할 수 있다. 절연층(401)은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드, 징크옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 하나 이상의 무기물을 포함하는 무기절연층일 수 있다. 절연층(401)은 전술한 물질을 포함하는 단일 층 또는 다층일 수 있다. 이 경우, 절연층(401)은 후술할 터치 유닛을 구성하는 무기절연층일 수 있다.
절연층(401)이 제2 무기봉지층(330) 상에 형성된 경우, 절연층(401)의 두께와 제2 무기봉지층(330)의 두께를 합한 두께에서 트렌치(TC)의 깊이를 제외하면, 그 두께는 0.6㎛ 이상 0.8㎛ 이하이며, 바람직하게는 0.7㎛ 일 수 있다. 절연층(401)이 제2 무기봉지층(330) 상에 형성된 경우, 제2 무기봉지층(330)의 두께는 0.6㎛보다 작을 수 있다. 따라서, 트렌치(TC)의 깊이는 제2 무기봉지층(330)의 두께보다 클 수 있으며, 트렌치(TC)를 포함하는 절연층(401)의 두께는 제2 무기봉지층(330)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
경우에 따라 절연층(401)은 제2 무기봉지층(330)의 일부로서 이해될 수 있다. 즉, 터치유닛을 포함하지 않는 구조에 있어서, 추가적인 절연층(401)이 필요없는 경우, 제2 무기봉지층(330)의 두께를 보다 두껍게하고, 제2 무기봉지층(330)에 트렌치(TC)를 형성할 수 있다.
제2 무기봉지층(330)의 두께는 트렌치(TC)의 깊이를 확보하기 위하여 보다 두꺼워질 수 있다. 트렌치(TC)의 깊이는 차광물질층(BM)의 두께와 같이 수 ㎛ 이하일 수 있으며, 바람직하게는 1.4 ㎛ 이상 1.5 ㎛ 이하일 수 있다. 따라서, 제2 무기봉지층(330)의 두께는 1.4 ㎛ 또는 1.5 ㎛ 보다 두꺼울 수 있다.
절연층(401)이 제2 무기봉지층(330)의 일부인 경우, 제2 무기봉지층(330)의 두께에서 트렌치(TC)의 깊이를 제외한 나머지 두께는 0.6㎛ 이상 0.8㎛ 이하이며, 바람직하게는 0.7㎛ 일 수 있다. 제2 무기봉지층(330)의 두께에서 트렌치(TC)의 깊이를 제외한 나머지 두께가 0.6㎛보다 작으면, 외부 수분 또는 산소의 차단이 어려울 수 있다. 트렌치(TC)의 깊이를 제외한 나머지 두께가 0.8㎛보다 크면, 전체적인 제2 무기봉지층(330)의 두께과 과도해지는 문제가 발생할 수 있다.
다시 말해, 절연층(401)을 형성한 이후 컬러필터층(410, 420, 430) 등을 형성하는 추가 공정에서 디스플레이 소자를 충분히 보호할 필요가 있고, 박막봉지층(TFE)의 유기봉지층 상에서의 제2 무기봉지층(330)의 기능을 수행하기 위해서 필요한 두께는 0.6㎛ 이상 0.8㎛ 이하이며, 바람직하게는 0.7㎛ 일 수 있다.
컬러필터층(410, 420, 430)은 절연층(401) 상에 위치할 수 있다. 컬러필터층(410, 420, 430)은 특정 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 구성으로서, 컬러필터층(410, 420, 430)이 투과하는 특정 파장대역은 해당 컬러필터층(410, 420, 430)의 아래에 위치한 디스플레이 소자에서 발광하는 파장대역에 대응할 수 있다.
구체적으로, 컬러필터층(410, 420, 430)은 제1 파장대역의 광을 통과시키는 제1 컬러필터층(410)과, 제1 파장대역과 상이한 제2 파장대역의 광을 통과시키는 제2 컬러필터층(420)과, 제1 파장대역 및 제2 파장대역과 상이한 제3 파장대역의 광을 통과시키는 제3 컬러필터층(430)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 파장대역 내지 제3 파장대역은 RGB로 알려진 빛의 삼원색 중 하나에 대응하는 파장대역일 수 있다.
기판(100)의 수직인 방향에서 바라볼 시, 제1 컬러필터층(410)의 가장자리는 차광물질층(BM)과 중첩할 수 있다. 또한, 기판(100)의 수직인 방향에서 바라볼 시, 제2 컬러필터층(420)의 가장자리 중 일 변은 제1 컬러필터층(410)의 가장자리 중 일 변과 인접할 수 있다. 마찬가지로, 기판(100)의 수직인 방향에서 바라볼 시, 제3 컬러필터의 가장자리 중 일 변은 제1 컬러필터층(410)의 가장자리 중 다른 일 변과 인접할 수 있다.
다시 말해, 기판(100)의 수직인 방향에서 바라볼 시, 제1 컬러필터층(410)의 일 측에 제2 컬러필터층(420)이 위치하여 인접할 수 있고, 제1 컬러필터층(410)의 타 측에 제3 컬러필터층(430)이 위치하여 인접할 수 있다.
기판(100)의 수직인 방향에서 바라볼 시, 제2 컬러필터층(420)의 가장자리 및 제3 컬러필터층(430)의 가장자리 역시 차광물질층(BM)과 중첩할 수 있다. 이때, 차광물질층(BM)과 중첩하는 것은 트렌치(TC)와 중첩한다는 것과 같은 의미일 수 있다.
도 4에 도시되지는 않았지만, 트렌치(TC)의 깊이는 일정하되 차광물질층(BM)의 두께는 변경될 수 있다. 차광물질층(BM)의 두께는 트렌치(TC)의 깊이보다 클 수 있다. 차광물질층(BM)의 두께가 트렌치(TC)의 깊이보다 큰 경우, 컬러필터층(410, 420, 430)의 가장자리는 차광물질층(BM)의 일부가 트렌치(TC)보다 돌출된 높이만큼 절연층(401)과 이격될 수 있다.
다시 말해, 컬러필터층(410, 420, 430)의 가장자리는 차광물질층(BM)의 일부가 트렌치(TC)보다 돌출된 영역의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 이 경우, 컬러필터층(410, 420, 430)의 가장자리가 높아짐에 따라, 컬러필터층(410, 420, 430)의 상면에 곡률이 형성되고, 컬러필터층(410, 420, 430)의 상면은 기판(100)을 향하는 방향으로 만곡될 수 있다. 이처럼, 차광물질층(BM)의 두께의 조절을 통하여 컬러필터층(410, 420, 430)의 상면의 곡률이 조절될 수 있다.
도 4에 도시되지는 않았지만, 차광물질층(BM)의 일부는 트렌치(TC)에 위치하지 않을 수 있다. 다시 말해, 일부 화소전극들 사이에는 트렌치(TC)가 존재하지 않을 수도 있다. 이 경우, 차광물질층(BM)은 절연층(401) 상에 위치하며, 컬러필터층(410, 420, 430)의 가장자리는 트렌치(TC)의 깊이만큼 더 높아질 수 있다. 이처럼, 트렌치(TC)의 배치를 통하여, 컬러필터층(410, 420, 430)의 상면의 곡률이 조절될 수 있다.
도 5는 도 1의 디스플레이 장치의 컬러필터층 근방을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 5에 대한 설명 중 상술한 설명과 동일하거나 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 절연층(401)은 터치 유닛을 구성할 수 있다. 터치 유닛은 감지전극(ML1, ML2), 감지전극에 연결된 신호라인(미도시) 및 절연층(401)을 포함한다. 터치 유닛은 예컨대, 정전용량 방식으로 외부입력을 감지할 수 있다. 본 발명에서 터치 유닛 동작방식은 특별히 제한되지 않고, 전자기 유도방식 또는 압력 감지방식으로 외부입력을 감지할 수도 있다.
절연층(401)은 다층구조를 포함할 수 있으며, 제1 무기절연층(401a) 및 제1 무기절연층(401a) 상에 위치한 제2 무기절연층(401b)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 무기절연층(401b)은 상술한 트렌치(TC)를 포함할 수 있다. 또한, 터치 유닛은 감지전극을 포함할 수 있으며, 감지전극은 제1 메탈전극(ML1) 및 제2 메탈전극(ML2)을 포함할 수 있다.
제1 메탈전극(ML1)은 제2 무기봉지층(330) 상에 위치하며, 절연층(401)에 의하여 덮일 수 있다. 구체적으로, 제1 메탈전극(ML1)은 제1 무기절연층(401a)에 의하여 덮일 수 있다. 제2 메탈전극(ML2)은 트렌치(TC) 내에 위치하도록 트렌치(TC)의 저면 상에 위치하며, 절연층(401)이 포함하는 관통홀(TH)을 통하여 제1 메탈전극(ML1)과 연결될 수 있다. 제2 메탈전극(ML2)이 트레ˆŸ 내에 위치하는 경우, 차광물질층(BM)은 제2 메탈전극(ML2)을 덮을 수 있다.
제1 메탈전극(ML1) 및 제2 메탈전극(ML2)과 같은 감지전극의 적층 구조 및 재료는 센싱감도를 고려하여 결정될 수 있다. 제1 메탈전극(ML1) 및 제2 메탈전극(ML2)은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 메탈전극(ML1) 및 제2 메탈전극(ML2)은 3층구조일 수 있으며, 일 예로 Ti/Al/Ti 구조일 수 있다. 제1 메탈전극(ML1) 및 제2 메탈전극(ML2)은 기판(100)의 수직인 방향에서 바라볼 시, 메쉬구조일 수 있다.
감지전극들의 적층 구조 및 재료는 센싱감도를 고려하여 결정될 수 있다. RC 딜레이가 센싱감도에 영향을 미칠 수 있는데, 금속층을 포함하는 감지전극들은 투명 도전층 대비 저항이 작기 때문에 RC 값이 감소된다, 따라서 감지전극들 사이에 정의된 커패시터의 충전시간이 감소된다. 커패시턴스는 감지전극들과 대향전극(160) 사이에 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 컬러필터층 근방을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 6에 대한 설명 중 상술한 설명과 동일하거나 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 6에 도시된 것과 같이, 디스플레이 장치는 기판(100)과, 기판(100) 상부에 위치하는 복수개의 화소전극(140)들과, 복수개의 화소전극(140)들 각각 상부에 위치하는 발광층(EML, 또는 중간층(150))과, 발광층 상부에 위치하며 복수개의 화소전극(140)들에 대응하며 일체(一體)인 대향전극(160)과, 대향전극(160) 상에 위치하며 복수개의 화소전극(140)들 사이에 대응하는 트렌치(TC)를 포함하는 절연층(401)과, 절연층(401) 상에 위치하며 제1 파장대역의 광을 통과시키며 가장자리가 트렌치(TC)의 내에 위치하는 제1 컬러필터층(410)을 포함할 수 있다.
디스플레이 장치는, 절연층(401) 상에 위치하며 제1 파장대역과 상이한 제2 파장대역의 광을 통과시키며, 제1 컬러필터층(410)에 인접하며, 가장자리가 트렌치(TC) 내에 위치하는 제2 컬러필터층(420)을 더 포함할 수 있다. 즉, 제1 컬러필터층(410)와 제2 컬러필터층(420)는 인접하며, 제1 컬러필터층(410)의 가장자리 중 일 변과 제2 컬러필터층(420)의 가장자리 중 일 변은 트렌치(TC) 내에서 직접 접촉할 수 있다.
디스플레이 장치는 제1 컬러필터층(410)의 가장자리와 제2 컬러필터층(420)의 가장자리가 만나는 경계 상에 위치하는 차광물질층(BM)을 더 포함할 수 있다. 또한, 차광물질층(BM)은 제1 컬러필터층(410)의 가장자리와 제3 컬러필터층(430)의 가장자리가 만나는 경계 상에 위치할 수 있다. 즉, 도 4 및 도 5와 달리, 차광물질층(BM)은 컬러필터층(410, 420, 430) 상에 위치할 수 있으며, 각각의 컬러필터층(410, 420, 430)이 서로 접촉하는 경계 상에 위치할 수 있다.
이처럼, 차광물질층(BM)이 컬러필터층(410, 420, 430) 상에 위치함으로써, 차광물질층(BM)의 두께에 의한 컬러필터층(410, 420, 430)의 상면의 곡률의 형성이 방지될 수 있다.
디스플레이 장치는, 절연층(401) 상에 위치하며, 제1 파장대역 및 상기 제2 파장대역과 상이한 제3 파장대역의 광을 통과시키며, 제1 컬러필터층(410)에 인접하며, 가장자리가 트렌치(TC) 내에 위치하는 제3 컬러필터층(430)을 더 포함할 수 있다. 즉, 제1 컬러필터층(410)와 제3 컬러필터층(430)는 인접하며, 제1 컬러필터층(410)의 가장자리 중 다른 일 변과 제3 컬러필터층(430)의 가장자리 중 일 변은 트렌치(TC) 내에서 직접 접촉할 수 있다.
도 7은 도 1의 디스플레이 장치의 컬러필터층 근방을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 7에 대한 설명 중 상술한 설명과 동일하거나 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 7에 도시된 것과 같이, 디스플레이 장치는 절연층(401) 상에 추가 유기절연층(402)을 더 포함할 수 있다. 앞서 살펴본 디스플레이 장치들의 트렌치(TC')와 달리, 도 7의 디스플레이 장치는 절연층(401)에 트렌치(TC')가 형성되지 않고, 추가 유기절연층(402)에 절연층(401)을 노출시키는 개구가 형성될 수 있다. 이때, 추가 유기절연층(402)은 절연층(401)과 달리 아크릴, BCB(Benzocyclobutene) 또는 HMDSO(hexamethyldisiloxane) 등 유기물을 포함할 수 있다. 차광물질층(BM)은 추가 유기절연층(402)에 포함된 개구에 위치할 수 있다. 추가 유기절연층(402)은 낮은 온도의 공정으로 형성될 수 있는 유기물을 사용할 수 있으며, 고열에 의하여 발생할 수 있는 기 형성된 다른 구성요소들의 손상을 방지하기 위함이다.
다시 말해, 도 4 내지 도 6의 디스플레이 장치는 절연층(401)에 트렌치(TC')를 형성한 후, 형성된 트렌치(TC')에 차광물질층(BM)을 형성하는 공정을 통하여 제조되고, 반대로 도 7의 디스플레이 장치는 절연층(401) 상에 사전 설정된 형상으로 차광물질층(BM)이 형성된 후, 차광물질층(BM) 사이에 추가 유기절연층(402)이 패터닝을 통하여 형성될 수 있다. 추가 유기절연층(402)은 복수개의 화소개구에 대응하는 복수개의 추가 서브유기절연층들로 이루어질 수 있다. 즉, 복수개의 추가 서브유기절연층들 각각은 제1 컬러필터층(410) 내지 제3 컬러필터층(430) 중 어느 하나에 대응할 수 있다.
제1 컬러필터층(410) 내지 제3 컬러필터층(430)은 추가 유기절연층(402) 상에 위치할 수 있으며, 제1 컬러필터층(410) 내지 제3 컬러필터층(430)의 가장자리는 차광물질층(BM) 상에 위치하며, 차광물질층(BM)을 따라 형성될 수 있다. 또한, 제1 컬러필터층(410)의 가장자리 중 일 변은 제2 컬러필터층(420)의 가장자리 중 일 변과 차광물질층(BM) 상에서 인접하며, 제1 컬러필터층(410)의 가장자리 중 다른 일 변은 제3 컬러필터층(430)의 가장자리 중 일 변과 차광물질층(BM) 상에서 인접할 수 있다.
기판(100)의 수직인 방향에서 바라볼 시, 복수개의 추가 절연층(402)들의 각각의 내부에 화소개구가 포함될 수 있다. 또한, 기판(100)의 수직인 방향에서 바라볼시, 제1 컬러필터층(410) 내부에 복수개의 추가 절연층(402)들 중 하나의 추가 절연층(402)이 포함될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 절연층(401)은 제2 무기봉지층(330)으로 대체될 수 있음은 물론이다.
도 8은 도 1의 디스플레이 장치의 컬러필터층 근방을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 8에 대한 설명 중 상술한 설명과 동일하거나 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
앞서 살펴본 디스플레이 장치들의 트렌치(TC, TC')와 달리, 도 8의 디스플레이 장치는 절연층(401)에 트렌치가 형성되지 않고, 차광물질층(BM)에 트렌치(TC'')가 형성될 수 있다. 즉, 차광물질층(BM)은 트렌치(TC'')를 포함하며, 제1 컬러필터의 가장자리는 트렌치(TC'') 내에 위치할 수 있다.
또한, 제1 컬러필터와 인접한 제2 컬러필터의 가장자리 역시 트렌치(TC'') 내에 위치할 수 있다. 차광물질층(BM)에 포함된 트렌치(TC'')에서, 제1 컬러필터의 가장자리 중 일 변과 제2 컬러필터의 가장자리 중 일 변은 인접하여 접촉할 수 있다.
또한, 제1 컬러필터와 인접한 제3 컬러필터의 가장자리 역시 트렌치(TC'') 내에 위치할 수 있다. 차광물질층(BM)에 포함된 트렌치(TC'')에서, 제1 컬러필터의 가장자리 중 다른 일 변과 제3 컬러필터의 가장자리 중 일 변은 인접하여 접촉할 수 있다.
이와 같이 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 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 기판 101: 버퍼
102: 게이트절연막 103: 층간절연막
104: 유기절연막 105: 화소정의막
110: 반도체층 120: 게이트층
130: 도전층 140: 화소전극
150: 중간층 160: 대향전극
TFE: 박막보호층 310: 제1 무기봉지층
320: 유기봉지층 330: 제2 무기봉지층
200: 격벽 80: 스페이서
401: 절연층 402: 추가 절연층
BM: 차광물질층 TC, TC', TC'': 트렌치

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 위치하는 복수개의 화소전극들;
    상기 복수개의 화소전극들 각각 상에 위치하는 발광층;
    상기 발광층 상에 위치하며, 상기 복수개의 화소전극들에 대응하며 일체(一體)인 대향전극;
    상기 대향전극 상에 위치하며, 상기 복수개의 화소전극들 사이에 대응하는 트렌치를 포함하는, 절연층;
    상기 트렌치 내부에 위치한 차광물질층; 및
    상기 절연층 상에 위치하며, 특정 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는, 컬러필터층;
    을 포함하는, 디스플레이 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 차광물질층의 두께는 상기 트렌치의 깊이와 동일한, 디스플레이 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 트렌치 외측의 상면과 상기 차광물질층의 상면은 연속면을 형성하는, 디스플레이 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 대향전극과 상기 절연층 사이에 배치되고, 제1 무기봉지층과, 상기 제1 무기봉지층 상에 위치하며 상기 절연층과 동일한 물질을 포함하는 제2 무기봉지층과, 상기 제1 무기봉지층과 상기 제2 무기봉지층 사이에 개재되는 유기봉지층을 포함하는, 박막봉지층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 절연층의 두께는 상기 제2 무기봉지층의 두께보다 큰, 디스플레이 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 트렌치의 깊이는 상기 제2 무기봉지층의 두께보다 큰, 디스플레이 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 무기봉지층 상에 위치하며 상기 절연층에 의해 덮인 제1 메탈전극; 및
    상기 트렌치 내에 위치하도록 상기 트렌치의 저면 상에 위치하며, 상기 절연층이 포함하는 관통홀을 통하여 상기 제2 메탈전극과 연결되는 제2 메탈전극;
    을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 차광물질층은 상기 제2 메탈전극을 덮는, 디스플레이 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 트렌치의 깊이는 1.4 ㎛ 이상 1.5 ㎛ 이하인, 디스플레이 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 컬러필터층은 제1 파장대역의 광을 통과시키는 제1 컬러필터층을 포함하고,
    상기 기판의 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 제1 화소개구의 면적은 상기 제1 컬러필터의 면적보다 작은, 디스플레이 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 차광물질층은 상기 제1 컬러필터의 가장자리를 따라 위치하는, 디스플레이 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 위치하며, 상기 기판 상부에 위치하는 복수개의 화소전극들 각각의 중앙부를 노출시키는 화소개구들을 갖는, 화소정의막; 및
    상기 화소정의막 상에 위치하는 스페이서;
    를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 스페이서는 상기 트렌치 내에 위치하는, 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 트렌치는 상기 화소정의막과 중첩하는, 디스플레이 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 상기 트렌치의 폭은 상기 화소개구들 사이의 거리보다 작은, 디스플레이 장치.
  16. 기판;
    상기 기판 상부에 위치하는 복수개의 화소전극들;
    상기 복수개의 화소전극들 각각 상부에 위치하는 발광층;
    상기 발광층 상부에 위치하며, 상기 복수개의 화소전극들에 대응하며 일체(一體)인 대향전극;
    상기 대향전극 상에 위치하며, 상기 복수개의 화소전극들 사이에 대응하는 트렌치를 포함하는, 절연층; 및
    상기 절연층 상에 위치하며, 제1 파장대역의 광을 통과시키며, 가장자리가 상기 트렌치의 내에 위치하는, 제1 컬러필터층;
    을 포함하는, 디스플레이 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 절연층 상에 위치하며, 상기 제1 파장대역과 상이한 제2 파장대역의 광을 통과시키며, 상기 제1 컬러필터층에 인접하며, 가장자리가 상기 트렌치 내에 위치하는, 제2 컬러필터층을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 컬러필터층의 가장자리와 상기 제2 컬러필터층의 가장자리가 만나는 경계 상에 위치하는, 차광물질층을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 절연층 상에 위치하며, 상기 제1 파장대역 및 상기 제2 파장대역과 상이한 제3 파장대역의 광을 통과시키며, 상기 제1 컬러필터층에 인접하며, 가장자리가 상기 트렌치 내에 위치하는, 제3 컬러필터층을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 차광물질층은, 상기 제1 컬러필터층의 가장자리와 상기 제3 컬러필터층의 가장자리가 만나는 경계 상에 위치하는, 디스플레이 장치.
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