KR20240050547A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20240050547A
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강태욱
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이재훈
정양호
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 기판 위에 위치하며 발광층을 포함하는 발광 소자, 그리고 발광 소자 위에 위치하는 광 제어부를 포함하고, 광 제어부는, 제1 방향으로 연장되고 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 이격되는 복수의 메인 차광 패턴, 그리고 복수의 메인 차광 패턴 사이에 위치하며, 제1 방향으로 연장되고 제2 방향을 따라 이격되는 복수의 서브 차광 패턴을 포함하고, 복수의 메인 차광 패턴은 기판의 두께 방향으로 제1 두께를 가지고, 복수의 서브 차광 패턴은 기판의 두께 방향으로 제1 두께보다 작은 제2 두께를 가진다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 개시는 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 측면 시야각을 제한하는 광 제어부를 포함하는 표시 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 영상을 표시하는 장치로서, 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode: OLED), 퀀텀닷 표시 장치(quantum dot light emitting diode, QLED), 마이크로 LED 표시 장치(Micro LED display) 등을 포함한다.
이러한 표시 장치는 휴대폰, 내비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 또는 각종 단말기 등과 같이 다양한 전자 기기들에 사용되고 있다. 또한, 표시 장치는 전자 기기 외에도 다양한 분야에 사용될 수 있으며, 최근에는 유기 발광 소자를 이용한 차량용 표시 장치에 관한 연구가 진행되고 있다.
차량용 표시 장치에는 운전자의 안전을 위하여 차량의 전면 유리로 향하는 광을 차단하여 반사 이미지를 제어하는 광 제어 필름(light control film, LCF)이 마련된다.
실시예들은 표시 장치에서 방출되는 빛이 특정 방향으로는 방출되지 않도록 차단하여 측면 시야각을 제한하는 광 제어부를 포함하는 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
실시예들은 사용자의 프라이버시가 노출되지 않도록 측면 시야각을 제한하기 위한 것이다.
또한, 차량에 사용되는 표시 장치에서 방출되는 빛이 차량의 전면 유리에 반사되면서 운전자의 시야를 방해하지 않도록 하기 위한 것이다.
실시예들은 표시 장치에 형성되는 측면 시야각을 제한하기 위한 광 제어부의 신규한 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 기판, 상기 기판 위에 위치하며 발광층을 포함하는 발광 소자, 그리고 상기 발광 소자 위에 위치하는 광 제어부를 포함하고, 상기 광 제어부는, 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 이격되는 복수의 메인 차광 패턴, 그리고 상기 복수의 메인 차광 패턴 사이에 위치하며, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향을 따라 이격되는 복수의 서브 차광 패턴을 포함하고, 상기 복수의 메인 차광 패턴은 상기 기판의 두께 방향으로 제1 두께를 가지고, 상기 복수의 서브 차광 패턴은 상기 기판의 두께 방향으로 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 가진다.
상기 제1 두께는 상기 제2 두께의 두배 이상일 수 있다.
상기 복수의 메인 차광 패턴은 제1 거리로 이격되고, 상기 복수의 서브 차광 패턴은 제2 거리로 이격되고, 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 클 수 있다.
상기 발광층의 상부 표면과 상기 서브 차광 패턴의 하부면 사이의 거리는 상기 발광층의 상부 표면과 상기 메인 차광 패턴의 하부면 사이의 거리보다 클 수 있다.
상기 복수의 서브 차광 패턴의 개수는 상기 복수의 메인 차광 패턴의 개수보다 많을 수 있다.
상기 메인 차광 패턴 및 서브 차광 패턴 중 적어도 하나는 MoTaOx, AlOx, CrOx, CuOx, MoOx, Tix, AlNdOx, CuMoOx, MoTix 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 기판, 상기 기판 위에 위치하며, 발광층을 포함하는 발광 소자, 그리고 상기 발광 소자 위에 위치하는 광 제어부를 포함하고, 상기 광 제어부는, 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 제1 거리의 간격으로 배치되는 복수의 제1 차광 패턴을 포함하는 제1 층, 상기 제1 층 위에 위치하고, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향을 따라 제2 거리의 간격으로 배치되는 복수의 제2 차광 패턴을 포함하는 제2 층, 그리고 상기 제2 층 위에 위치하고, 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향을 따라 제3 거리의 간격으로 배치되는 복수의 제3 차광 패턴을 포함하는 제3 층을 포함하고, 상기 제1 거리, 상기 제2 거리 및 상기 제3 거리 중 적어도 하나는 다르다.
일 실시예에 따른 표시 장치는, 상기 발광층 위에 위치하고, 상기 복수의 제1 차광 패턴 사이에 위치하는 제1 투명 유기막, 상기 제1 투명 유기막 위에 위치하고, 상기 복수의 제2 차광 패턴 사이에 위치하는 제2 투명 유기막, 그리고 상기 제2 투명 유기막 위에 위치하고, 상기 복수의 제3 차광 패턴 사이에 위치하는 제3 투명 유기막을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 제2 차광 패턴의 적어도 일부는 상기 복수의 제1 차광 패턴 및 상기 복수의 제3 차광 패턴 중 적어도 일부와 평면상 중첩할 수 있다.
상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 작을 수 있다.
상기 제3 거리는 상기 제1 거리와 동일할 수 있다.
상기 제2 투명 유기막의 두께는 상기 제1 투명 유기막의 두께보다 얇을 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 봉지층이 형성된 기판 위에, 제1 투명 유기막과 상기 제1 투명 유기막 사이에 배치되는 복수의 제1 차광 패턴을 포함하는 제1 층을 형성하는 단계; 상기 제1 층 위에, 제2 투명 유기막과 상기 제2 투명 유기막 사이에 배치되는 복수의 제2 차광 패턴을 포함하는 제2 층을 형성하는 단계; 그리고 상기 제2 층 위에, 제3 투명 유기막과 상기 제3 투명 유기막 사이에 배치되는 복수의 제3 차광 패턴을 포함하는 제3 층을 을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 복수의 제1 차광 패턴 사이의 제1 거리, 상기 복수의 제2 차광 패턴 사이의 제2 거리 및 상기 복수의 제3 차광 패턴 사이의 제3 거리 중 적어도 하나는 다르다.
상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 무기층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 층을 형성하는 단계는 투명 유기 물질을 도포한 후 패터닝하여 제1투명유기막을 형성하는 단계; 상기 제1 투명 유기막 상에 차광 물질을 도포하는 단계; 상기 차광 물질을 건식 식각하여 제1 차광 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 차광 패턴 사이의 빈 공간에 상기 투명 유기 물질을 채우는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 제2 차광 패턴 중 적어도 일부는 상기 복수의 제1 차광 패턴 및 상기 복수의 제3 차광 패턴 중 적어도 일부와 평면상 중첩할 수 있다.
상기 복수의 제1 차광 패턴은 상기 복수의 제3 차광 패턴과 평면상 중첩할 수 있다.
상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 작을 수 있다.
상기 제3 거리는 상기 제1 거리와 동일할 수 있다.
상기 제2 투명 유기막의 두께는 상기 제1 투명 유기막의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 측면 시야각을 제한하여 사용자의 프라이버시를 보호하는 광 제어부를 포함하는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 차량에 사용되는 표시 장치에서 방출되는 빛이 차량의 전면 유리로 제공되지 않도록 하여 차량의 전면 유리에서 빛이 반사되어 운전자의 시야를 방해하지 않도록 한다.
실시예들에 따르면, 광 제어부를 이루는 투명 유기막을 두껍게 형성하면서도 차광 패턴들의 간격을 줄일 수 있는 제조 방법을 제공한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치에 형성되는 광 제어부의 평면도이다.
도 3은 도 2의 광 제어부의 A-A'를 따라 자른 단면도이다.
도 4 내지 도 12는 일 실시예에 따른 광 제어부를 형성하는 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 13은 비교예에 따른 광 제어부에서 광 경로의 모식도 및 광 출사 시뮬레이션 도면이다.
도 14는 실시예에 따른 광 제어부에서 광 경로의 모식도 및 광 출사 시뮬레이션 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 표시 패널의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치를 다양한 각도에서 바라본 도면이다.
도 18은 실시예에 따른 표시 장치로부터 방출되는 광 경로를 나타낸 도면이다.
도 19는 비교예에 따른 표시 장치로부터 방출되는 광 경로를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐 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.
또한, 명세서 전체에서, "연결된다"라고 할 때, 이는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 경우만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 경우, 물리적으로 연결되는 경우나 전기적으로 연결되는 경우, 뿐만 아니라, 위치나 기능에 따라 상이한 명칭들로 지칭되었으나 실질적으로 일체인 각 부분이 서로 연결되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 명세서 전체에서, 배선, 층, 막, 영역, 판, 구성 요소 등의 부분이 "제1 방향 또는 제2 방향으로 연장된다"라고 할 때, 이는 해당 방향으로 곧게 뻗은 직선 형상만을 의미하는 것이 아니고, 제1 방향 또는 제2 방향을 따라 전반적으로 연장되는 구조로, 일 부분에서 꺾이거나, 지그재그 구조를 가지거나, 곡선 구조를 포함하면서 연장되는 구조도 포함한다.
표시 장치는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의되는 평면상에서 제3 방향(DR3)을 향해 영상을 표시할 수 있다. 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로 다른 방향으로 변환될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 광 제어부를 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1에서는 인접하여 위치하는 서로 다른 색(R, G, B)을 나타내는 3개의 발광 소자가 간략하게 도시되어 있으며, 각 발광 소자는 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)을 포함한다.
각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)은 발광 소자에서 빛을 방출하는 부분이며, 화소 정의층(PDL)에 의하여 구획되어 있다. 각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)은 화소 정의층(PDL)에 위치하는 오프닝(OPr, OPg, OPb)과 중첩하는 구조를 가져, 각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb) 중 적어도 일부는 화소 정의층(PDL)과 중첩하지 않고 상부로 노출되는 구조를 가질 수 있다. 실시예에 따라 각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)은 화소 정의층(PDL)의 각 오프닝(OPr, OPg, OPb)내에만 위치할 수도 있다. 도 1에서는 도시하고 있지 않지만, 화소 정의층(PDL) 및 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)의 위에는 캐소드 및 봉지층이 위치할 수 있으며, 각 발광층(EMLr, EMLg, EMLb)의 아래에는 애노드가 위치할 수 있다. 여기서, 하나의 애노드, 하나의 발광층(EMLr, EMLg, EMLb), 및 캐소드는 하나의 발광 소자를 구성할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 광 제어부(10)의 평면 구조를 도시한다.
광 제어부(10)는 복수의 차광 패턴(BL)을 포함할 수 있다. 차광 패턴(BL)들은 광 흡수 물질을 포함하여 영상 광에 대한 사용자의 시야각을 제한할 수 있다.
일 실시예에 따른 차광 패턴(BL)들은 복수의 메인 차광 패턴(BL1)과 복수의 서브 차광 패턴(BL2)을 포함할 수 있다. 메인 차광 패턴(BL1)들과 서브 차광 패턴(BL2)들은 제1 방향(DR1)으로 연장되고, 제1 방향과 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
메인 차광 패턴(BL1)들은 제2 방향(DR2)을 따라 제1 거리(W1)의 간격으로 배치될 수 있고, 메인 차광 패턴(BL1)들 사이에 복수의 서브 차광 패턴(BL2)이 제2 방향(DR2)을 따라 제2 거리(W2)의 간격으로 배치될 수 있다. 서브 차광 패턴(BL2)들 사이의 제2 거리(W2)는 메인 차광 패턴(BL1)들 사이의 제1 거리(W1)보다 작을 수 있다. 일례로, 차광 패턴(BL)들의 폭을 제외하고 고려할 때, 제1 거리(W1)는 제2 거리(W2)의 배수가 될 수 있다. 메인 차광 패턴(BL1)과 인접한 서브 차광 패턴(BL2)과의 거리는 복수의 서브 차광 패턴(BL2) 사이의 제2 거리(W2)가 될 수 있다.
차광 패턴(BL)은 차광 물질을 포함할 수 있다. 차광 물질은 광흡수 물질로 당업계에서 사용되는 광흡수 물질을 다양하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 광흡수 물질로 흑색 안료나 회색 안료 같은 어두운 색상의 안료, 어두운 색상의 염료, 알루미늄이나 은과 같은 금속, 금속산화물, 어두운 색상의 중합체 등이 사용될 수도 있다. 일 실시예에 따른 차광 패턴(BL)을 형성하는 차광 물질은 광 흡수 물질로 공정 상 얇게 증착될 수 있는 물질이면 어느 것이나 가능할 수 있다. 예를 들어, 광 흡수 물질은 MoTaOx, AlOx, CrOx, CuOx, MoOx, Tix, AlNdOx, CuMoOx, MoTix 등의 금속 산화물(metal oxide)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 차광 패턴(BL)은 MTO(MoTaOx)를 포함할 수 있다.
복수의 차광 패턴(BL)이 형성되지 않은 영역에는 투명 유기막(TOL)이 위치한다. 투명 유기막(TOL)은 발광 소자로부터 입사되는 광을 투과시켜 외부로 출사시킬 수 있으며, 투명 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 투명 유기막(TOL)은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, Polymethylmethacrylate)나 폴리스티렌(PS, Polystyrene)과 같은 일반 범용 고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 폴리이미드(PI, polyimide)와 같은 이미드계 고분자, 실록산계 고분자, 카르도계 고분자 등의 유기 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 광 제어부(10)는 평면상 제1 방향(DR1)으로 연장되고 제1 방향과 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 복수의 차광 패턴(BL)과, 차광 패턴(BL)들 사이를 채우는 투명 유기막(TOL)을 포함할 수 있고, 도 1과 같은 발광 소자를 포함하는 표시 패널의 상부에 배치될 수 있다.
도 3은 도 2의 광 제어부를 A-A' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 2와 같은 복수의 차광 패턴(BL) 및 투명 유기막(TOL)을 포함하는 광 제어부(10)의 하부에는 일례로, 도 1과 같은 배열을 가지는 발광 소자가 위치할 수 있다.
도 3을 참조하면, 투명 유기막(TOL)의 아래에는 봉지층(400)이 위치하며, 봉지층(400)은 하부 무기 봉지막(401), 유기 봉지막(402), 및 상부 무기 봉지막(403)을 포함할 수 있다. 봉지층(400)의 하부에는 발광 소자가 위치할 수 있다. 발광 소자를 포함하는 표시 패널의 일반적인 적층 구조는 이하 도 16에서 설명한다.
도 3에서는 간략하게 발광층(EMLb, EMLg)만을 도시하고 있으며, 이하, 녹색의 발광층(EMLg)을 기준으로 빛의 투과 및 차단되는 원리에 대해 설명한다.
발광 소자가 빛을 방출하는 것은 발광층(EMLg)에서 빛을 방출하는 것이며, 발광층(EMLg)에서 방출된 빛은 다양한 방향으로 방출될 수 있다. 다양한 방향으로 방출되는 빛은 발광층(EMLg)의 상부에 위치하는 차광 패턴(BL)으로 인하여 일정 각도 이상의 각도로는 전달되지 않게 된다. 그 결과 발광 표시 장치의 시야각이 제한된다.
표시 장치의 시야각은 차광 패턴(BL)과 발광층(EMLg)간의 거리, 인접하는 차광 패턴(BL)간의 거리, 투명 유기막(TOL)의 두께, 차광 패턴(BL)의 폭 및 두께 등에 따라서 정해질 수 있다. 일례로, 투명 유기막(TOL)의 두께가 증가하거나 차광 패턴(BL)들의 배치 간격이 줄어들수록 측면 시야각이 더욱 제한될 수 있고, 이에 따라 측면 차단율이 향상될 수 있다.
도 3의 참조하면, 메인 차광 패턴(BL1)들은 제1 거리(W1)의 간격으로 배치되고, 메인 차광 패턴(BL1)들 사이에 서브 차광 패턴(BL2)들이 제2 거리(W2)의 간격으로 배치될 수 있다.
메인 차광 패턴(BL1)들은 표시 장치의 두께 방향(DR3)으로 제1 두께(h1)를 가지고, 서브 차광 패턴(BL2)들은 표시 장치의 두께 방향(DR3)으로 제2 두께(h2)를 가질 수 있다. 메인 차광 패턴(BL1)들의 제1 두께(h1)는 서브 차광 패턴(BL2)들의 제2 두께(h2) 보다 두꺼울 수 있으며, 일례로, 제1 두께(h1)는 제2 두께(h2)보다 2배 이상으로 형성될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 발광층(EMLb, EMLg)의 상부 표면으로부터 서브 차광 패턴(BL2)의 하부면까지의 제3 방향(DR3)으로 수직 거리는 발광층(EMLb, EMLg)의 상부 표면으로부터 메인 차광 패턴(BL1)의 하부면까지의 제3 방향(DR3)으로 수직 거리보다 클 수 있다. 서브 차광 패턴(BL2)들과 상부 무기 봉지막(403)의 사이에는 투명 유기막(TOL)이 위치할 수 있다. 일례로, 서브 차광 패턴(BL2)들의 하부에 위치하는 투명 유기막(TOL)의 두께는 서브 차광 패턴(BL2)의 두께보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 메인 차광 패턴(BL1)들 사이에 복수의 서브 차광 패턴(BL2)이 위치함에 따라, 전체적인 차광 패턴(BL)들의 배치 간격이 줄어들어, 측면 시야각을 효과적으로 제한할 수 있다. 예를 들어, 발광층(EMLg)에서 방출되는 광(L1, L2)은 메인 차광 패턴(BL1)의 상부 경계를 지나서 측면으로 방출될 수 있었으나, 도 3에 도시된 바와 같이, 메인 차광 패턴(BL1)들 사이에 위치하는 서브 차광 패턴(BL2)에 흡수되어 외부로 전달되지 않을 수 있다. 이에 따라, 사용자의 측면 시야각이 제한될 수 있다. 구체적인 광 제어부의 광 출사 시뮬레이션 결과는 이하 도 13 및 도 14에서 서술한다.
이하, 도 4 내지 도 12를 통하여 일 실시예에 따른 광 제어부를 제조하는 방법을 상세하게 살펴본다.
측면 시야각을 제한하기 위해서는, 투명 유기막(TOL)의 두께를 증가시키거나, 차광 패턴(BL)들의 배치 간격을 줄이는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 측면 시야각을 차단하기 위한 두가지 방법, 투명 유기막의 두께를 증가시키거나, 차광 패턴의 패턴 간격을 줄이는 방법은 서로 트레이드 오프 관계에 있다. 예를 들어, 투명 유기막(TOL)이 두꺼워지면 식각 공정성이 악화되고, 이에 따라 차광 패턴(BL)들의 간격을 줄이는 미세 패터닝이 어려워진다. 한편, 차광 패턴(BL)들의 간격을 좁히는 미세 패터닝을 위해서는 노광 해상력(resolution)을 개선하기 위해 투명 유기막(TOL)의 두께를 줄이는 것이 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어부의 제조 방법은 투명 유기막(TOL)의 두께를 두껍게 하면서도 차광 패턴(BL)들의 패턴 간격을 줄일 수 있는 신규한 방법을 제공할 수 있다.
도 4 내지 도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 광 제어부를 형성하는 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 12에서는 광 제어부의 하부에 위치하는 층 중 일부만 도시하였으며, 도 4 내지 도 12에서는 봉지층(400)에 포함되는 상부 무기 봉지막(403)만 도시되어 있다.
도 4를 참고하면, 상부 무기 봉지막(403) 위에 투명 유기 물질을 도포하고, 포토리소그래피 공정을 이용하여 투명 유기 물질을 패터닝하여 제1 투명 유기막(TOLa) 패턴을 형성한다. 제1 투명 유기막(TOLa)들은 일정한 폭을 가지고, 일 방향을 따라서 길게 연장되는 구조로 형성되며, 인접하는 제1 투명 유기막(TOLa)들은 일정 거리만큼 이격되어 위치한다. 제1 투명 유기막(TOLa)들의 폭과 이격 거리는 동일할 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 투명 유기막(TOLa)의 패턴을 따라 광을 차단할 수 있는 차광 물질층(BLm)을 얇게 도포한다. 차광 물질은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 광 흡수 물질은 MoTaOx, AlOx, CrOx, CuOx, MoOx, Tix, AlNdOx, CuMoOx, MoTix 등의 금속 산화물(metal oxide)을 포함할 수 있다. 일례로, 차광 물질층(BLm)은 MTO(MoTaOx)를 포함할 수 있다.
이후 도 6에 도시된 바와 같이, 건식 식각을 이용하여, 차광 물질층(BLm)의 수평 부분을 식각하고 수직 부분만을 남긴 제1 차광 패턴(BLa)들을 형성한다.
이후, 도 5에 도시된 제1 투명 유기막(TOLa)들 사이의 간격에 대응하는 제1 차광 패턴(BLa)들 사이의 빈 공간에 투명 유기 물질을 채워 넣어, 제1 층을 완성할 수 있다. 즉, 제1 층은 일 방향을 따라서 길게 연장되고 연장 방향과 교차하는 방향을 따라 일정한 거리(제1 거리)의 간격으로 배치되는 제1 차광 패턴(BLa)들과 제1 차광 패턴(BLa)들 사이에 위치하는 제1 투명 유기막(TOLa)을 포함할 수 있다.
이후, 제1 층 위에 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx)과 같은 무기 절연 물질이나 ITO나 IZO와 같은 투명 전도성 산화물(TCO)을 전면에 얇게 도포하여 투명 무기막(TIL)을 형성할 수 있다. 투명 무기막(TIL)은 이후 제2 층의 유기막 또는 차광 패턴의 식각 공정에서 제1 층이 손상되지 않도록 방지하는 식각 정지층(Etch Stopper)의 역할을 할 수 있다.
이어서, 도 7을 참고하면, 제1 층 위에 형성된 투명 무기막(TIL) 위에 제2 층을 형성하기 위한 투명 유기 물질(TOLm)을 도포한다. 제2 층에 형성되는 투명 유기 물질(TOLm)층의 두께는 제1 층에 형성되는 제1 투명 유기막(TOLa)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제2 층에 형성된 투명 유기 물질층(TOLm)을 포토리소그래피 공정을 이용하여 패터닝하여 제2 투명 유기막(TOLb) 패턴을 형성한다. 제2 투명 유기막(TOLb)들은 일정한 폭을 가지고, 일 방향을 따라서 길게 연장되는 구조로 형성되며, 인접하는 제2 투명 유기막(TOLb)들은 일정 거리만큼 이격되어 위치한다. 제2 투명 유기막(TOLb)들의 폭과 이격 거리는 동일할 수 있다.
제2 층에 형성되는 투명 유기 물질층(TOLm)의 두께는 제1 투명 유기막(TOLa)을 형성하기 위한 제1 층의 투명 유기 물질층보다 얇게 형성되므로, 제2 층의 투명 유기 물질층은 제1 층의 투명 유기 물질층보다 미세 패터닝이 가능할 수 있다. 이에 따라, 제2 투명 유기막(TOLb)들의 배치 간격은 제1 투명 유기막(TOLa)들의 배치 간격보다 좁게 형성될 수 있다.
이어서, 제2 투명 유기막(TOLb)의 패턴을 따라 광을 차단할 수 있는 차광 물질층을 얇게 도포하고, 건식 식각하여, 차광 물질층의 수직 부분만을 남긴 복수의 제2 차광 패턴(BLb)을 형성한다. 차광 물질은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 광 흡수 물질은 MoTaOx, AlOx, CrOx, CuOx, MoOx, Tix, AlNdOx, CuMoOx, MoTix 등의 금속 산화물(metal oxide)을 포함할 수 있다. 일례로, 차광 물질층은 MTO(MoTaOx)를 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 제2 차광 패턴(BLb)의 일부는 제1 차광 패턴(BLa)과 수직 정렬되도록 평면상 중첩하여 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 8에 도시된 제2 투명 유기막(TOLb)들 사이의 간격에 대응하는 제2 차광 패턴(BLb)들 사이의 빈 공간에 투명 유기 물질을 채워 넣어, 제2 층을 완성할 수 있다. 즉, 제2 층은 일 방향을 따라서 길게 연장되고 연장 방향과 교차하는 방향을 따라 일정한 거리(제2 거리)의 간격으로 배치되는 제2 차광 패턴(BLb)들과 제2 차광 패턴(BLb)들 사이에 위치하는 제2 투명 유기막(TOLb)을 포함할 수 있다.
제2 층은 제1 층보다 얇게 형성되고, 복수의 제2 차광 패턴(BLb) 사이의 배치 간격(제2 거리)은 복수의 제1 차광 패턴(BLa) 사이의 배치 간격(제1 거리)보다 좁게 형성될 수 있다. 복수의 제2 차광 패턴(BLb)의 일부는 제1 차광 패턴(BLa)과 수직 정렬되도록 평면상 중첩하여 형성될 수 있다.
이후, 제1 층 위에 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx)과 같은 무기 절연 물질이나 ITO나 IZO와 같은 투명 전도성 산화물(TCO)을 전면에 얇게 도포하여 투명 무기막(TIL)을 형성할 수 있다. 투명 무기막(TIL)은 이후 제3 층의 유기막 또는 차광 패턴의 식각 공정에서 제2 층이 손상되지 않도록 방지하는 식각 정지층(Etch Stopper) 역할을 할 수 있다.
도 10을 참조하면, 제2 층 위에 형성된 투명 무기막(TIL) 위에 제3 층을 형성하기 위한 투명 유기 물질(TOLm)을 도포한다.
이어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 제3 층에 형성된 투명 유기 물질층(TOLm)을 포토리소그래피 공정을 이용하여 패터닝하여 제3 투명 유기막(TOLc) 패턴을 형성한다. 제3 투명 유기막(TOLc)은 일정한 폭을 가지고, 일 방향을 따라서 길게 연장되는 구조로 형성되며, 인접하는 제3 투명 유기막(TOLc)은 일정 거리만큼 이격되어 위치한다. 제3 투명 유기막(TOLc)들의 폭과 이격 거리는 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 제3 투명 유기막(TOLc)들의 배치 간격은 제1 투명 유기막(TOLa)들의 배치 간격과 동일하게 형성될 수 있다. 제3 투명 유기막(TOLc)들은 제1 투명 유기막(TOLa)들과 중첩될 수 있다. 즉, 평면상 제1 투명 유기막(TOLa) 패턴과 제3 투명 유기막(TOLc) 패턴은 동일할 수 있다.
이어서, 제3 투명 유기막(TOLc)의 패턴을 따라 광을 차단할 수 있는 차광 물질층을 얇게 도포하고, 건식 식각하여, 차광 물질층의 수직 부분만을 남긴 복수의 제3 차광 패턴(BLc)을 형성한다. 차광 물질은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 광 흡수 물질은 MoTaOx, AlOx, CrOx, CuOx, MoOx, Tix, AlNdOx, CuMoOx, MoTix 등의 금속 산화물(metal oxide)을 포함할 수 있다. 일례로, 차광 물질층은 MTO(MoTaOx)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제3 차광 패턴(BLc)들은 제1 차광 패턴(BLa)들과 수직 정렬되도록 평면상 중첩하여 형성될 수 있다.
도 12를 참고하면, 도 11에 도시된 제3 투명 유기막(TOLc)들 사이의 간격에 대응하는 제3 차광 패턴(BLc)들 사이의 빈 공간에 투명 유기 물질을 채워 넣어, 제3 층을 완성할 수 있다. 즉, 제3 층은 일 방향을 따라서 길게 연장되고 연장 방향과 교차하는 방향을 따라 일정한 거리(제3 거리)의 간격으로 배치되는 제3 차광 패턴(BLc)들과 제3 차광 패턴(BLc)들 사이에 위치하는 제3 투명 유기막(TOLc)을 포함할 수 있다.
복수의 제3 차광 패턴(BLc) 사이의 배치 간격(제3 거리)은 복수의 제1 차광 패턴(BLa) 사이의 배치 간격(제1 거리)과 동일할 수 있다. 복수의 제3 차광 패턴(BLc)은 복수의 제1 차광 패턴(BLa)과 중첩할 수 있다. 즉, 제1 차광 패턴(BLa)과 제3 차광 패턴(BLc)은 평면상 동일한 패턴일 수 있다.
이와 같이, 복수의 제1 차광 패턴(BLa), 복수의 제1 차광 패턴과 중첩하는 복수의 제2 차광 패턴(BLb), 그리고, 복수의 제1 차광 패턴과와 중첩하는 복수의 제3 차광 패턴(BLc)은 수직 정렬되어 메인 차광 패턴(BL1)을 구성할 수 있다. 복수의 제2 차광 패턴(BLb) 중 메인 차광 패턴(BL1)을 구성하지 않는 제2 차광 패턴(BLb)들은 서브 차광 패턴(BL2)을 구성할 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 광 제어부의 제조 방법에 따르면, 광 제어부를 이루는 투명 유기막을 두껍게 형성하면서도 차광 패턴들의 배치 간격을 줄일 수 있고, 이에 따라, 측면 시야각을 효율적으로 제한할 수 있다.
도 13은 비교예에 따른 광 제어부에서 광 출사 시뮬레이션 도면이고, 도 14는 실시예에 따른 광 제어부의 광 출사 시뮬레이션 도면이다.
도 13(a)는 메인 차광 패턴(BL1)만 형성된 비교예에서 광경로를 나타내는 모식도이고, 도 13(b)는 비교예에 따른 광 출사 시뮬레이션을 진행한 도면이다.
도 14(a)는 메인 차광 패턴(BL1) 사이에 서브 차광 패턴(BL2)이 배치된 실시예에서 광경로를 나타내는 모식도이고, 도 14(b)는 실시예에 따른 광 출사 시뮬레이션을 진행한 도면이다.
도 13(a)와 도 14(a)를 비교하여 참고하면, 도 13(a)에서 왼쪽 코너에서 시작한 광은 메인 광차단부(BL1)의 상부를 지나서 측면으로 발산하는 반면, 도 14(a)에서는 왼쪽 코너에서 시작한 광(L1)은 서브 차광 패턴(BL1)에 의해 막혀 더 이상 진행할 수 없다. 이에 따라, 도 14(a)에서 서브 차광 패턴(BL2)의 상부를 거쳐 측면으로 진행하는 광은 측면 출사각(θb)이 비교예의 측면 출사각(θa)보다 작을 수 있다.
도 13(b)와 도 14(b)를 비교하여 참고하면, 도 13(b)의 비교예의 측면 출사각(θa)보다 도 14(b)의 실시예의 측면 출사각(θb)이 작게 형성되고, 이에 따라 실시예에 따른 표시 장치의 측면 시야각이 비교예에 따른 표시 장치의 측면 시야각보다 좁아지므로 측면 차단율이 개선되는 점을 확인할 수 있다.
이하 도 15 및 도 16을 참고하여 일 실시예에 따른 광 제어부를 포함하는 표시 장치에 대해 살펴본다. 도 15는 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 16은 표시 패널(1)의 일 실시예에 따른 표시 패널(1)의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 기판 상에 복수의 발광 소자, 발광 소자 위에 봉지층을 포함하는 표시 패널(1), 표시 패널(1) 위에 위치하는 광 제어부(10), 광 제어부(10) 위에 위치하는 접착층(30) 및 윈도우(50)를 포함할 수 있다. 여기서 접착층(30)은 투명할 수 있으며, OCA(optical clear adhesive), OCR(optical curable resin), 또는 자외선 수지(ultraviolet resin)일 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 표시 패널(1)의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 16에 도시된 단면은 대략 하나의 화소 영역에 대응할 수 있다.
표시 패널(1)은 기본적으로 기판(SB), 기판(SB) 위에 형성된 트랜지스터(TR), 그리고 트랜지스터(TR)에 연결되어 있는 발광 소자(LED)를 포함한다. 발광 소자(LED)는 화소에 대응할 수 있다.
기판(SB)은 유리 같은 재료로 이루어질 수 있다. 기판(SB)은 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 고분자 수지를 포함하는 플렉서블 기판일 수도 있다.
기판(SB) 위에는 버퍼층(BFL)이 위치할 수 있다. 버퍼층(BFL)은 반도체층의 형성 시 기판(SB)으로부터 불순물을 차단하여 반도체층의 특성을 향상시키고, 기판(SB)의 표면을 평탄화하여 반도체층의 응력을 완화할 수 있다. 버퍼층(BFL)은 규소 질화물(SiNx), 규소 산화물(SiOx), 규소 질산화물(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있고, 단일층 또는 다중층일 수 있다. 버퍼층(BFL)은 비정질 규소(Si)를 포함할 수도 있다.
버퍼층(BFL) 위에는 트랜지스터(TR)의 반도체층(AL)이 위치할 수 있다. 반도체층(AL)은 제1 영역, 제2 영역 및 이들 영역 사이의 채널 영역을 포함할 수 있다. 반도체층(AL)은 비정질 규소, 다결정 규소 및 산화물 반도체 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 반도체층(AL)은 저온다결정규소(LTPS)를 포함하거나, 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 반도체 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 반도체층(AL)은 IGZO(Indium-Gallium-Zinc Oxide)를 포함할 수 있다.
반도체층(AL) 위에는 제1 게이트 절연층(GI1)이 위치할 수 있다. 제1 게이트 절연층(GI1)은 규소 질화물, 규소 산화물, 규소 질산화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있고, 단일층 또는 다중층일 수 있다.
제1 게이트 절연층(GI1) 위에는 트랜지스터(TR)의 게이트 전극(GE), 게이트선(GL), 커패시터(CS)의 제1 전극(C1) 등을 포함할 수 있는 제1 게이트 도전층이 위치할 수 있다. 제1 게이트 도전층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함할 수 있고, 단일층 또는 다중층일 수 있다.
제1 게이트 도전층 위에는 제2 게이트 절연층(GI2)이 위치할 수 있다. 제2 게이트 절연층(GI2)은 규소 질화물, 규소 산화물, 규소 질산화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있고, 단일층 또는 다중층일 수 있다.
제2 게이트 절연층(GI2) 위에는 커패시터(CS)의 제2 전극(C2) 등을 포함할 수 있는 제2 게이트 도전층이 위치할 수 있다. 제2 게이트 도전층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함할 수 있고, 단일층 또는 다중층일 수 있다.
제2 게이트 절연층(GI2) 및 제2 게이트 도전층 위에는 층간 절연층(ILD)이 위치할 수 있다. 층간 절연층(ILD)은 규소 질화물, 규소 산화물, 규소 질산화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있고, 단일층 또는 다중층일 수 있다.
층간 절연층(ILD) 위에는 트랜지스터(TR)의 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE), 데이터선(DL) 등을 포함할 수 있는 제1 데이터 도전층이 위치할 수 있다. 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE)은 절연층들(GI1, GI2, ILD)의 접촉 구멍들을 통해 반도체층(AL)의 제1 영역 및 제2 영역에 각각 연결될 수 있다. 제1 전극(SE) 및 제2 전극(DE) 중 하나는 소스 전극이고 다른 하나는 드레인 전극을 수 있다. 제1 데이터 도전층은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 등을 포함할 수 있고, 단일층 또는 다중층일 수 있다.
제1 데이터 도전층 위에는 제1 평탄화층(VIA1)이 위치할 수 있다. 제1 평탄화층(VIA1)은 유기 절연층일 수 있다. 예컨대, 제1 평탄화층(VIA1)은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리스티렌(polystyrene) 같은 일반 범용 고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 폴리이미드, 실록산계 고분자 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제1 평탄화층(VIA1) 위에는 전압선(VL), 연결선(CL) 등을 포함할 수 있는 제2 데이터 도전층이 위치할 수 있다. 전압선(VL)은 구동 전압, 공통 전압, 초기화 전압, 기준 전압 등의 전압을 전달할 수 있다. 연결선(CL)은 제1 평탄화층(VIA1)의 접촉 구멍을 통해 트랜지스터(TR)의 제2 전극(DE)에 연결될 수 있다. 제2 데이터 도전층은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 등을 포함할 수 있고, 단일층 또는 다중층일 수 있다.
제2 데이터 도전층 위에는 제2 평탄화층(VIA2)이 위치할 수 있다. 제2 평탄화층(VIA2)은 유기 절연층일 수 있다. 예컨대, 제2 평탄화층(VIA2)은 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌 같은 일반 범용 고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 폴리이미드, 실록산계 고분자 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제2 평탄화층(VIA2) 위에는 발광 소자(LED)의 제1 전극(E1)이 위치할 수 있다. 제1 전극(E1)은 화소 전극으로 불릴 수 있다. 제1 전극(E1)은 제2 평탄화층(VIA2)의 접촉 구멍을 통해 연결선(CL)과 연결될 수 있다. 따라서 제1 전극(E1)은 트랜지스터(TR)의 제2 전극(DE)과 전기적으로 연결되어 발광 소자의 휘도를 제어하는 데이터 신호를 인가받을 수 있다. 제1 전극(E1)이 연결되는 트랜지스터(TR)는 구동 트랜지스터(driving transistor)이거나 구동 트랜지스터와 전기적으로 연결된 트랜지스터일 수 있다. 제1 전극(E1)은 반사성 도전 물질 또는 반투과성 도전 물질로 형성될 수 있고, 투명한 도전 물질로 형성될 수도 있다. 제1 전극(E1)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 같은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 제1 전극(E1)은 리튬(Li), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au) 같은 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다.
제2 평탄화층(VIA2) 위에는 유기 절연층일 수 있는 화소 정의층(PDL)이 위치할 수 있다. 화소 정의층(PDL)은 격벽으로 불릴 수 있고, 제1 전극(E1)과 중첩하는 개구를 가질 수 있다.
제1 전극(E1) 위에는 발광 소자(LED)의 발광층(EML)이 위치할 수 있다. 제1 전극(E1) 위에는 발광층(EML) 외에도, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나가 위치할 수 있다.
발광층(EML) 위에는 발광 소자(LED)의 제2 전극(E2)이 위치할 수 있다. 제2 전극(E2)은 공통 전극으로 불릴 수 있다. 제2 전극(E2)은 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 일함수가 낮은 금속 또는 금속 합금으로 얇게 층을 형성함으로써 광 투과성을 가지도록 할 수 있다. 제2 전극(E2)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
각 화소의 제1 전극(E1), 발광층(EML) 및 제2 전극(E2)은 유기 발광 소자 같은 발광 소자(LED)를 이룬다. 제1 전극(E1)은 발광 소자의 애노드(anode)일 수 있고, 제2 전극(E2)은 발광 소자의 캐소드(cathode)일 수 있다.
제2 전극(E2) 위에는 캐핑층(CPL)이 위치할 수 있다. 캐핑층(CPL)은 굴절률 조정을 통해 광 효율을 증가시킬 수 있다. 캐핑층(CPL)은 제2 전극(E2)을 전체적으로 덮도록 위치할 수 있다. 캐핑층(CPL)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있고, 무기 절연 물질을 포함할 수도 있다.
캐핑층(CPL) 위에는 봉지층(400)이 위치할 수 있다. 봉지층(400)은 발광 소자(LED)를 봉지하여 외부로부터 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 봉지층(400)은 하나 이상의 무기막(401, 403)과 하나 이상의 유기막(402)을 포함하는 박막 봉지층일 수 있다.
표시 패널(1)의 봉지층(400) 위에 광 제어부(10)가 위치할 수 있다. 표시 패널(1)의 발광층(EML)에서 방출되는 광은 광 제어부(10) 및 윈도우(50)를 통과하여 사용자에게 시인될 수 있다. 이때 광 제어부(10)가 포함하는 차광 패턴(BL)들에 의해 윈도우(50)에 수직한 방향에 대해 상측 또는 하측으로 소정의 각도 이상으로 방출되는 광은 차단될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 봉지층(400)과 광 제어부(10) 사이에 터치 감지를 위하여 감지 절연층 및 복수의 감지 전극이 더 위치할 수 있다.
이하, 도 17 내지 도 19를 통하여 일 실시예에 따른 광 제어부를 포함하는 표시 장치의 다양한 효과에 관하여 살펴본다.
도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치를 다양한 각도에서 바라본 도면이다.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 사용자와 마주하는 방향에서는 사용자에게 영상을 표시하고, 일정 각도 이상에서는 영상이 시인되지 않을 수 있다. 이에 따라, 공공 장소에서 주변 사람들로부터 화면에 표시되는 정보를 보호하는 사생활 보호 기능을 가질 수 있다.
도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 표시 장치가 차량에 적용된 경우이다. 도 18은 실시예에 따른 표시 장치로부터 방출되는 광 경로를 나타낸 도면이고, 도 19는 비교예에 따른 표시 장치로부터 방출되는 광 경로를 나타낸 도면이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 광 제어부를 포함하는 표시 장치의 경우 자동차용 차창(일 예로, 윈드 쉴드)을 향해 방출되는 광이 표시 장치 내에서 차단될 수 있다. 따라서 표시 장치에서 방출되는 광이 자동차용 윈드 쉴드에 반사되는 것을 방지할 수 있다. 자동차용 윈드 쉴드로 향하는 광을 차단하여 반사 이미지가 생기는 것을 방지하고 운전자의 안전을 확보할 수 있다.
그러나 이러한 광 제어부를 포함하지 않는 경우, 도 19에 도시된 바와 같이 표시 장치에서 방출되는 광이 다양한 각도로 방출되면서 일부 광은 자동차용 윈드 쉴드를 향해 방출되어 사용자에게 반사 이미지로 시인되는 문제가 있을 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.
1: 표시 패널
10: 광 제어부
30: 접착층
50: 윈도우
400: 봉지층
401: 하부 무기 봉지막
402: 유기 봉지막
403: 상부 무기 봉지막
1000: 표시 장치
PDL: 화소 정의층
LED: 발광 소자
EML, EMLr, EMLg, EMLb: 발광층
BL1, BL2, BLa, BLb, BLc: 차광 패턴
TOL, TOLa, TOLb, TOLc: 투명 유기막
TIL: 투명 무기막

Claims (20)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하며 발광층을 포함하는 발광 소자, 그리고
    상기 발광 소자 위에 위치하는 광 제어부를 포함하고,
    상기 광 제어부는,
    제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 이격되는 복수의 메인 차광 패턴, 그리고
    상기 복수의 메인 차광 패턴 사이에 위치하며, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향을 따라 이격되는 복수의 서브 차광 패턴을 포함하고,
    상기 복수의 메인 차광 패턴은 상기 기판의 두께 방향으로 제1 두께를 가지고, 상기 복수의 서브 차광 패턴은 상기 기판의 두께 방향으로 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 가지는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 두께는 상기 제2 두께의 두배 이상인 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 복수의 메인 차광 패턴은 제1 거리로 이격되고, 상기 복수의 서브 차광 패턴은 제2 거리로 이격되고, 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 큰 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 발광층의 상부 표면과 상기 서브 차광 패턴의 하부면 사이의 거리는 상기 발광층의 상부 표면과 상기 메인 차광 패턴의 하부면 사이의 거리보다 큰 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 복수의 서브 차광 패턴의 개수는 상기 복수의 메인 차광 패턴의 개수보다 많은 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 메인 차광 패턴 및 상기 서브 차광 패턴 중 적어도 하나는 MoTaOx, AlOx, CrOx, CuOx, MoOx, Tix, AlNdOx, CuMoOx, MoTix 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  7. 기판,
    상기 기판 위에 위치하며, 발광층을 포함하는 발광 소자, 그리고
    상기 발광 소자 위에 위치하는 광 제어부를 포함하고,
    상기 광 제어부는,
    제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 제1 거리의 간격으로 배치되는 복수의 제1 차광 패턴을 포함하는 제1 층,
    상기 제1 층 위에 위치하고, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향을 따라 제2 거리의 간격으로 배치되는 복수의 제2 차광 패턴을 포함하는 제2 층, 그리고
    상기 제2 층 위에 위치하고, 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향을 따라 제3 거리의 간격으로 배치되는 복수의 제3 차광 패턴을 포함하는 제3 층을 포함하고,
    상기 제1 거리, 상기 제2 거리 및 상기 제3 거리 중 적어도 하나는 다른 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 발광층 위에 위치하고, 상기 복수의 제1 차광 패턴 사이에 위치하는 제1 투명 유기막,
    상기 제1 투명 유기막 위에 위치하고, 상기 복수의 제2 차광 패턴 사이에 위치하는 제2 투명 유기막, 그리고
    상기 제2 투명 유기막 위에 위치하고, 상기 복수의 제3 차광 패턴 사이에 위치하는 제3 투명 유기막을 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 복수의 제2 차광 패턴의 적어도 일부는 상기 복수의 제1 차광 패턴 및 상기 복수의 제3 차광 패턴 중 적어도 일부와 평면상 중첩하는 표시 장치.
  10. 제7항에서,
    상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 작은 표시 장치.
  11. 제7항에서,
    상기 제3 거리는 상기 제1 거리와 동일한 표시 장치.
  12. 제8항에서,
    상기 제2 투명 유기막의 두께는 상기 제1 투명 유기막의 두께보다 얇은 표시 장치.
  13. 봉지층이 형성된 기판 위에, 제1 투명 유기막과 상기 제1 투명 유기막 사이에 배치되는 복수의 제1 차광 패턴을 포함하는 제1 층을 형성하는 단계;
    상기 제1 층 위에, 제2 투명 유기막과 상기 제2 투명 유기막 사이에 배치되는 복수의 제2 차광 패턴을 포함하는 제2 층을 형성하는 단계; 그리고
    상기 제2 층 위에, 제3 투명 유기막과 상기 제3 투명 유기막 사이에 배치되는 복수의 제3 차광 패턴을 포함하는 제3 층을 을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 복수의 제1 차광 패턴 사이의 제1 거리, 상기 복수의 제2 차광 패턴 사이의 제2 거리 및 상기 복수의 제3 차광 패턴 사이의 제3 거리 중 적어도 하나는 다른
    표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 무기층을 형성하는 단계를 더 포함하는
    표시 장치의 제조 방법.
  15. 제13항에서,
    상기 제1 층을 형성하는 단계는
    투명 유기 물질을 도포한 후 패터닝하여 제1 투명 유기막을 형성하는 단계;
    상기 제1 투명 유기막 상에 차광 물질을 도포하는 단계;
    상기 차광 물질을 건식 식각하여 제1 차광 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 차광 패턴 사이의 빈 공간에 상기 투명 유기 물질을 채우는 단계를 더 포함하는
    표시 장치의 제조 방법.
  16. 제13항에서,
    상기 복수의 제2 차광 패턴 중 적어도 일부는 상기 복수의 제1 차광 패턴 및 상기 복수의 제3 차광 패턴 중 적어도 일부와 평면상 중첩하는
    표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 복수의 제1 차광 패턴은 상기 복수의 제3 차광 패턴과 평면상 중첩하는
    표시 장치의 제조 방법.
  18. 제13항에서,
    상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 작은
    표시 장치의 제조 방법.
  19. 제13항에서,
    상기 제3 거리는 상기 제1 거리와 동일한
    표시 장치의 제조 방법.
  20. 제13항에서,
    상기 제2 투명 유기막의 두께는 상기 제1 투명 유기막의 두께보다 얇게 형성되는
    표시 장치의 제조 방법.
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