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KR20220030367A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20220030367A
KR20220030367A KR1020200109228A KR20200109228A KR20220030367A KR 20220030367 A KR20220030367 A KR 20220030367A KR 1020200109228 A KR1020200109228 A KR 1020200109228A KR 20200109228 A KR20200109228 A KR 20200109228A KR 20220030367 A KR20220030367 A KR 20220030367A
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KR
South Korea
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layer
color filter
refractive index
electrode
light emitting
Prior art date
Application number
KR1020200109228A
Other languages
English (en)
Inventor
최낙초
오백민
이언주
윤해영
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
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Priority to US17/228,849 priority patent/US12029094B2/en
Priority to CN202110429332.1A priority patent/CN114122057A/zh
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Abstract

본 개시는 표시 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하고, 화소 전극, 공통 전극 및 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하는 발광 소자, 상기 발광 소자 위에 위치하는 봉지층, 상기 봉지층 위에 위치하는 감지 전극, 상기 감지 전극 위에 위치하는 차광부, 상기 발광층과 중첩하는 컬러 필터층, 및 상기 차광부 및 상기 컬러 필터층 위에 위치하는 고굴절층을 포함하고, 상기 컬러 필터층은 상기 봉지층 및 상기 차광부 위에 위치하고, 상기 컬러 필터층의 가장자리부가 상기 차광부와 중첩한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 개시는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 화면을 표시하는 장치로서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등이 있다. 이러한 표시 장치는 휴대 전화, 네비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 또는 각종 단말기 등과 같이 다양한 전자 기기들에 사용되고 있다.
표시 장치는 다층 구조로 이루어진다. 예를 들면, 표시 장치는 기판 위에 발광 소자, 터치 센서 등이 적층되어 있는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 발광 소자에서 발생한 광이 이러한 여러 층을 통과하여 표시 장치의 외부로 방출됨으로써 화면이 표시될 수 있다. 그러나, 발광 소자에서 발생한 광의 일부는 층간 계면에서 반사되는 등 외부로 방출되지 못하고 소멸될 수 있다. 이로 인해 표시 장치의 정면 출광 효율 및 표시 품질이 저하되는 문제점이 있다.
실시예들은 정면 출광 효율 및 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하고, 화소 전극, 공통 전극 및 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하는 발광 소자, 상기 발광 소자 위에 위치하는 봉지층, 상기 봉지층 위에 위치하는 감지 전극, 상기 감지 전극 위에 위치하는 차광부, 상기 발광층과 중첩하는 컬러 필터층, 및 상기 차광부 및 상기 컬러 필터층 위에 위치하는 고굴절층을 포함하고, 상기 컬러 필터층은 상기 봉지층 및 상기 차광부 위에 위치하고, 상기 컬러 필터층의 가장자리부가 상기 차광부와 중첩한다.
상기 고굴절층의 굴절률은 상기 컬러 필터층의 굴절률보다 높을 수 있다.
상기 고굴절층의 굴절률은 1.65 이상이고, 2.0 이하일 수 있다.
상기 컬러 필터층의 굴절률은 약 1.5 이상이고, 약 1.7 이하일 수 있다.
상기 컬러 필터층은 중심부가 오목한 형상을 가질 수 있다.
상기 컬러 필터층의 중심부의 높이는 가장자리부의 높이보다 낮을 수 있다.
상기 고굴절층은 유기 절연 물질 및 나노 복합체를 포함할 수 있다.
상기 고굴절층은 TiO2, Al2O3, SiO2, Al2TiO3, ZrO2, PbS, ZnS 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 컬러 필터층은 제1 색 필터 및 제2 색 필터를 포함하고, 상기 제1 색 필터와 상기 제2 색 필터는 적어도 일부 중첩할 수 있다.
상기 제1 색 필터의 가장자리는 상기 제2 색 필터의 가장자리와 중첩할 수 있다.
상기 제1 색 필터와 상기 제2 색 필터는 상기 차광부 위에서 중첩할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하고, 화소 전극, 공통 전극 및 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하는 발광 소자, 상기 발광 소자 위에 위치하고, 그루브를 포함하는 봉지층, 상기 봉지층 위에 위치하고, 상기 그루브 내를 채우도록 위치하는 컬러 필터층, 상기 컬러 필터층 위에 위치하는 감지 전극, 상기 감지 전극 위에 위치하는 차광부, 상기 차광부 및 상기 컬러 필터층 위에 위치하는 고굴절층을 포함한다.
상기 그루브는 상기 발광층과 중첩하고, 상기 차광부는 복수의 컬러 필터층과 중첩할 수 있다.
상기 컬러 필터층의 굴절률은 상기 봉지층의 굴절률보다 높을 수 있다.
상기 컬러 필터층의 굴절률은 1.65 이상이고, 2.0 이하일 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하고, 화소 전극, 공통 전극 및 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하는 발광 소자, 상기 발광 소자 위에 위치하는 봉지층, 상기 봉지층 위에 위치하는 감지 전극, 상기 감지 전극 위에 위치하는 차광부, 상기 봉지층 및 상기 차광부 위에 위치하고, 상기 발광층과 중첩하는 컬러 필터층, 및 상기 차광부 및 상기 컬러 필터층 위에 위치하는 고굴절층을 포함하고, 상기 컬러 필터층의 중심부의 높이는 가장자리부의 높이보다 낮다.
상기 고굴절층의 굴절률은 상기 컬러 필터층의 굴절률보다 높을 수 있다.
상기 고굴절층의 굴절률은 1.65 이상이고, 2.0 이하일 수 있다.
상기 고굴절층은 유기 절연 물질 및 나노 복합체를 포함할 수 있다.
상기 고굴절층은 TiO2, Al2O3, SiO2, Al2TiO3, ZrO2, PbS, ZnS 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 표시 장치의 정면 출광 효율 및 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치에서 감지부를 포함하는 부분의 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 표시 영역의 일 부분을 도시한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 의한 표시 장치의 고굴절층의 나노 복합체의 함량에 따른 굴절률을 나타낸 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 비교예에 의한 표시 장치 내에서의 광 경로를 나타낸 단면도이다.
도 5c는 일 실시예에 의한 표시 장치 내에서의 광 경로를 나타낸 단면도이다.
도 6a는 일 실시예에 의한 표시 장치의 컬러 필터층의 상부면을 3D 프로파일로 측정한 모습을 나타낸 도면이다.
도 6b는 일 실시예에 의한 표시 장치의 어느 한 화소의 컬러 필터층의 상부면을 3D 프로파일로 측정한 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9의 X-X선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 11은 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11은 XII-XII선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 13은 일 실시예에 의한 표시 장치의 회로도이다.
도 14는 일 실시예에 의한 표시 장치의 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.
이하에서 도 1 및 도 2를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치에서 감지부를 포함하는 부분의 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판(100) 및 패드부(30)를 포함한다.
기판(100)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)을 포함한다. 표시 영역(DA)은 발광 다이오드 및 트랜지스터를 포함하는 화소가 형성되어 이미지를 표시하는 영역이고, 비표시 영역(NA)은 이미지가 표시되지 않는 영역이다. 비표시 영역(NA)은 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 비표시 영역(NA)은 화소에 구동 신호를 인가하는 패드(PAD)가 형성되어 있는 패드부(30)를 포함하는 영역이다.
표시 영역(DA)에는 트랜지스터(Transistor), 발광 다이오드(light emitting diode) 등을 포함하는 복수의 화소(미도시)가 위치할 수 있다. 복수의 화소는 다양한 형태로 배열될 수 있으며, 예를 들면 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 표시 영역(DA)의 상부에는 터치를 인식할 수 있도록 복수의 감지 전극(도 2의 520, 540)을 포함하는 감지 영역(TA)이 더 위치할 수 있다.
비표시 영역(NA)에는 표시 영역(DA)에 형성된 화소에 전압, 신호 등의 구동 신호를 전달하기 위한 구동 전압선(미도시), 구동 저전압선(미도시), 패드부(30) 등이 위치할 수 있다. 또한, 비표시 영역(NA)에는 복수의 감지 배선(도 2의 512, 522)이 더 위치할 수 있다. 복수의 감지 배선(512, 522)은 복수의 감지 전극(520, 540)에 연결될 수 있다. 복수의 감지 배선(512, 522) 및 감지 전극(520, 540)에 대해서는 이하 도 2에서 더욱 설명한다.
패드부(30)는 비표시 영역(NA)의 일 부분에 위치하며, 복수의 패드(PAD)를 포함한다. 복수의 패드(PAD)를 통해 표시 영역(DA)에 연결된 복수의 전압선(미도시), 복수의 감지 배선(도 2의 512, 522) 등에 전압, 신호 등이 인가될 수 있다. 비표시 영역(NA)에는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board(FPCB), 미도시)이 부착될 수 있다. 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)은 패드부(30)와 전기적으로 연결될 수 있다. 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)과 패드부(30)는 이방성 도전 필름에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)은 구동 집적회로(Intergrated Chip, 미도시)를 포함할 수 있으며, 구동 집적회로에서 출력된 구동 신호는 패드부(30)의 복수의 패드(PAD)를 통하여 각 화소로 공급될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판(100)은 표시 영역(DA)의 상부에 복수의 감지 전극(520, 540)이 형성된 감지 영역(TA) 및 감지 영역(TA)을 둘러싸는 주변 영역(PA)을 더 포함한다. 실시예에 따라, 감지 영역(TA)은 도 1의 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)의 일부를 포함할 수 있고, 주변 영역(PA)은 도 1의 비표시 영역(NA)에서 감지 영역(TA)을 제외한 영역을 포함할 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며 감지 영역(TA)과 주변 영역(PA)의 위치는 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 감지 영역(TA)이 표시 영역(DA)의 일부를 포함할 수 있고, 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)에서 감지 영역(TA)을 제외한 영역 및 비표시 영역(NA)을 포함할 수 있다. 또는, 감지 영역(TA)이 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)을 포함할 수도 있다.
감지 영역(TA)은 복수의 감지 전극(520, 540)을 포함할 수 있다. 복수의 감지 전극(520, 540)은 복수의 제1 감지 전극(520) 및 복수의 제2 감지 전극(540)을 포함할 수 있다.
제1 감지 전극(520)과 제2 감지 전극(540)은 전기적으로 서로 분리될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 감지 전극(520)은 감지 입력 전극이고, 제2 감지 전극(540)은 감지 출력 전극일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 감지 전극(520)이 감지 출력 전극이고, 제2 감지 전극(540)이 감지 입력 전극일 수도 있다.
복수의 제1 감지 전극(520) 및 복수의 제2 감지 전극(540)은 감지 영역(TA)에서 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 분산되어 메쉬(Mesh) 형태로 배치될 수 있다. 복수의 제1 감지 전극(520)은 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치될 수 있고, 복수의 제2 감지 전극(540)도 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치될 수 있다. 복수의 제1 감지 전극(520)은 복수의 제1 감지 전극 연결부(521)에 의해 열 방향으로 서로 연결될 수 있고, 복수의 제2 감지 전극(540)은 제2 감지 전극 연결부(541)에 의해 행 방향으로 서로 연결될 수 있다.
제1 감지 전극(520)과 제2 감지 전극(540)은 서로 동일한 층에 위치할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 감지 전극(520)과 제2 감지 전극(540)은 서로 다른 층에 위치할 수도 있다. 제1 감지 전극(520)과 제2 감지 전극(540)은 마름모 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 감지 전극(520)과 제2 감지 전극(540)은 사각형, 육각형 등의 다각형이나 원형, 타원형일 수 있고, 감지 센서의 감도 향상을 위해 돌출부를 가지는 등 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 제1 감지 전극(520) 및 제2 감지 전극(540)은 투명 도전체 또는 불투명 도전체로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 제1 감지 전극(520) 및 제2 감지 전극(540)은 투명 전도성 산화물(Transparent Conductive Oxide, TCO)을 포함할 수 있으며, 투명 전도성 산화물(TCO)은 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐-아연 산화물(Indium Zinc Oxide, IZO), 산화 아연(ZnO), CNT(carbon nanotube), 및 그래핀(graphene) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제1 감지 전극(520) 및 제2 감지 전극(540)은 복수의 오프닝을 포함할 수 있다. 감지 전극(520, 540)에 형성된 오프닝은 발광 다이오드에서 방출되는 빛이 간섭 없이 전면으로 방출될 수 있도록 하는 역할을 한다.
복수의 제1 감지 전극(520)은 제1 감지 전극 연결부(521; 브릿지라고도 함)에 의하여 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 복수의 제2 감지 전극(540)은 제2 감지 전극 연결부(541)에 의하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 제1 감지 전극(520)이 제1 방향으로 연결되어 있는 경우 복수의 제2 감지 전극(540)은 이와 교차하는 제2 방향으로 연결되어 있을 수 있다. 제1 감지 전극(520)과 제2 감지 전극(540)이 동일한 층에 위치하는 경우에는 제1 감지 전극 연결부(521) 및 제2 감지 전극 연결부(541) 중 하나는 제1 감지 전극(520) 및 제2 감지 전극(540)과 동일한 층에 위치할 수 있고, 나머지 하나는 제1 감지 전극(520) 및 제2 감지 전극(540)과 다른 층에 위치할 수 있다. 그 결과 복수의 제1 감지 전극(520)과 복수의 제2 감지 전극(540)은 전기적으로 분리되어 있을 수 있다. 다른 층에 위치하는 감지 전극 연결부는 제1 감지 전극(520) 및 제2 감지 전극(540)의 상부 또는 하부 층에 위치할 수 있으며, 이하 기술하는 실시예에서는 하부층, 즉, 기판에 더 가까운 층에 감지 전극 연결부가 위치하는 실시예를 중심으로 기술한다.
주변 영역(PA)에는 복수의 제1 감지 전극(520) 및 복수의 제2 감지 전극(540)에 각각 연결되어 있는 복수의 감지 배선(512, 522)이 위치한다. 복수의 감지 배선(512, 522)은 복수의 제1 감지 배선(512)과 복수의 제2 감지 배선(522)을 포함할 수 있다. 제1 감지 배선(512)은 행 방향으로 배치된 복수의 제2 감지 전극(540)과 연결될 수 있고, 제2 감지 배선(522)은 열 방향으로 배치된 복수의 제1 감지 전극(520)과 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 감지 배선(512) 및 제2 감지 배선(522)은 도 1의 패드부(30)에 포함된 패드(PAD) 중 일부와 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 2에서는 두 개의 감지 전극(520, 540)을 사용하여 터치를 감지하는 뮤츄얼 캡(mutual-cap) 방식의 감지부를 도시하였다. 하지만 실시예에 따라서는 하나의 감지 전극만을 사용하여 터치를 감지하는 셀프 캡(self-cap) 방식의 감지부로 형성할 수도 있다.
이하에서는, 도 3을 참조하여, 표시 영역(DA)에서의 단면도를 중심으로 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 더욱 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 표시 영역의 일 부분을 도시한 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 영역(DA)은 기판(100), 반도체(131), 게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 포함하는 트랜지스터(TFT), 게이트 절연막(120), 층간 절연막(160), 하부 평탄화층(180), 화소 전극(191), 발광층(350), 격벽(370), 공통 전극(270) 및 봉지층(400)을 포함할 수 있다. 여기서, 화소 전극(191), 발광층(350) 및 공통 전극(270)은 발광 소자(LED)를 구성할 수 있다. 또한, 표시 장치는 표시 영역(DA)의 상부에 위치하는 감지 영역(TA)을 더 포함하며, 감지 영역(TA)은 감지 절연층(510), 복수의 감지 전극(520, 540), 감지 전극 연결부(541)를 포함할 수 있다. 또한, 표시 장치는 감지 영역(TA)의 상부에 위치하는 차광부(220), 컬러 필터층(230) 및 고굴절층(550)을 더 포함할 수 있다. 컬러 필터층(230)은 적색 필터(230R), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)를 포함할 수 있다.
기판(100)은 유리 등의 리지드(rigid)한 특성을 가져 휘지 않는 물질을 포함하거나 플라스틱이나 폴리이미드(Polyimid)와 같이 휘어질 수 있는 플렉서블한 물질을 포함할 수 있다. 도 3에 도시되지 않았으나, 기판(100) 위에는 기판(100)의 표면을 평탄하게 하고 불순 원소의 침투를 차단하기 위한 하부 버퍼층(미도시)이나 베리어층(미도시) 등이 더 위치할 수 있다. 이때, 기판(100) 위에 베리어층이 위치할 수 있고, 베리어층 위에 버퍼층이 위치할 수 있다. 베리어층은 무기 물질을 포함할 수 있으며, 일례로 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 배리어층(BA)은 상기 물질의 단일층 또는 다층구조일 수 있다. 버퍼층은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 버퍼층은 상기 물질의 단일층 혹은 다층구조일 수 있다.
반도체(131)는 기판(100) 위에 위치할 수 있다. 반도체(131)는 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 및 산화물 반도체 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 반도체(131)는 저온폴리실리콘(LTPS)을 포함하거나 또는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 반도체 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 반도체(131)는 IGZO(Indium-Gallium-Zinc Oxide)를 포함할 수 있다. 반도체(131)는 불순물 도핑 여부에 따라 구분되는 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 소스 영역 및 드레인 영역은 도전체에 상응하는 도전 특성을 가질 수 있다.
게이트 절연막(120)은 반도체(131) 및 기판(100)을 덮을 수 있다. 게이트 절연막(120)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 게이트 절연막(120)은 상기 물질의 단일층 또는 다층구조일 수 있다.
게이트 전극(124)은 게이트 절연막(120) 위에 위치할 수 있다. 게이트 전극(124)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있다. 게이트 전극(124)은 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 반도체(131) 중 평면상 게이트 전극(124)과 중첩하는 영역이 채널 영역일 수 있다.
층간 절연막(160)은 게이트 전극(124) 및 게이트 절연막(120)을 덮을 수 있다. 층간 절연막(160)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 층간 절연막(160)은 상기 물질의 단일층 또는 다층구조일 수 있다.
소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 층간 절연막(160) 위에 위치할 수 있다. 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 층간 절연막(160) 및 게이트 절연막(120)에 형성된 오프닝에 의해 반도체(131)의 소스 영역 및 드레인 영역에 각각 연결되어 있다. 이에 따라, 전술한 반도체(131), 게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 트랜지스터(TFT)를 구성한다. 실시예에 따라서는 트랜지스터(TFT)가 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 대신 반도체(131)의 소스 영역 및 드레인 영역만을 포함할 수도 있다.
소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있다. 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 상부층, 중간층 및 하부층을 포함하는 삼중층으로 구성될 수 있으며, 상부층 및 하부층은 티타늄(Ti)을 포함할 수 있고, 중간층은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.
하부 평탄화층(180)은 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 위에 위치할 수 있다. 하부 평탄화층(180)은 소스 전극(173), 드레인 전극(175) 및 층간 절연막(160)을 덮는다. 하부 평탄화층(180)은 트랜지스터(TFT)가 구비된 기판(100)의 표면을 평탄화하기 위한 것으로, 유기 절연막일 수 있으며, 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
화소 전극(191)은 하부 평탄화층(180) 위에 위치할 수 있다. 화소 전극(191)은 애노드 전극이라고도 하며, 투명 전도성 산화막 및 금속 물질을 포함하는 단일층 또는 이들을 포함하는 다중층으로 구성될 수 있다. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), 폴리(poly)-ITO, IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등을 포함할 수 있다. 금속 물질은 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 금(Au) 및 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다.
하부 평탄화층(180)은 드레인 전극(175)을 노출시키는 비아홀(81)(또는 오프닝이라고도 함)을 포함할 수 있다. 하부 평탄화층(180)의 비아홀(81)을 통해 드레인 전극(175)과 화소 전극(191)은 물리적, 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 발광층(350)으로 전달할 출력 전류를 인가 받을 수 있다.
화소 전극(191) 및 하부 평탄화층(180) 위에는 격벽(370)이 위치할 수 있다. 격벽(370)은 화소 정의층(Pixel Defining Layer; PDL)이라고도 하며, 화소 전극(191)의 상면 일부가 노출되는 픽셀 오프닝(351)을 포함한다. 격벽(370)은 화소 전극(191)의 상면에서 노출된 부분에 발광층(350)이 위치할 수 있도록, 발광층(350)의 형성 위치를 구획할 수 있다. 격벽(370)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 유기 절연막일 수 있다. 실시예에 따라 격벽(370)은 검은색 안료를 포함하는 검정 화소 정의층(Black Pixel Define Layer; BPDL)으로 형성될 수 있다.
발광층(350)은 격벽(370)에 의해 구획된 픽셀 오프닝(351) 내에 위치할 수 있다. 발광층(350)은 적색, 녹색, 청색의 빛을 방출하는 유기물을 포함할 수 있다. 적색, 녹색, 청색의 빛을 방출하는 발광층(350)은 저분자 또는 고분자 유기물을 포함할 수 있다. 도 3에서는 발광층(350)을 단일층으로 도시하고 있지만, 실제로는 발광층(350)의 상하에 전자 주입층, 전자 전달층, 정공 전달층, 및 정공 주입층과 같은 보조층도 포함될 수 있으며, 발광층(350)의 하부에 정공 주입층 및 정공 전달층이 위치하고, 발광층(350)의 상부에 전자 전달층 및 전자 주입층이 위치할 수 있다.
공통 전극(270)은 격벽(370) 및 발광층(350) 위에 위치할 수 있다. 공통 전극(270)은 캐소드 전극이라고도 하며, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등을 포함하는 투명 도전층으로 형성될 수 있다. 또한, 공통 전극(270)은 반투명 특성을 가질 수 있으며, 이 때에는 화소 전극(191)과 함께 마이크로 캐비티를 구성할 수 있다. 마이크로 캐비티 구조에 의하면, 양 전극 사이의 간격 및 특성에 의하여, 특정 파장의 빛이 상부로 방출되도록 하며, 그 결과 적색, 녹색 또는 청색을 표시할 수 있다.
봉지층(400)은 공통 전극(270) 위에 위치할 수 있다. 봉지층(400)은 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 봉지층(400)은 제1 무기 봉지층(410), 유기 봉지층(420) 및 제2 무기 봉지층(430)을 포함할 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 봉지층(400)을 구성하는 무기막과 유기막의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 제1 무기 봉지층(410), 유기 봉지층(420) 및 제2 무기 봉지층(430)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)의 일부에 위치할 수 있다. 실시예에 따라서는 유기 봉지층(420)은 표시 영역(DA)을 중심으로 형성되며, 제1 무기 봉지층(410) 및 제2 무기 봉지층(430)은 비표시 영역(NA)까지 형성될 수 있다. 봉지층(400)은 외부로부터 유입될 수 있는 수분이나 산소 등으로부터 발광 소자(LED)를 보호하기 위한 것으로, 제1 무기 봉지층(410) 및 제2 무기 봉지층(430)의 일 단은 직접 접촉하도록 형성할 수 있다.
봉지층(400) 위에는 버퍼층(501)이 위치할 수 있다. 버퍼층(501)은 무기 절연막으로 형성될 수 있으며, 무기 절연막에 포함되는 무기 물질은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 또는 실리콘 산화질화물 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 실시예에 따라, 버퍼층(501)은 생략될 수 있다.
버퍼층(501) 위에는 감지 전극 연결부(541), 감지 절연층(510) 및 복수의 감지 전극(520, 540)이 위치할 수 있다. 제1 감지 전극 연결부(521) 및 제2 감지 전극 연결부(541) 중 어느 하나는 복수의 감지 전극(520, 540)과 동일한 층에 위치할 수 있고, 다른 하나는 복수의 감지 전극(520, 540)과 다른 층에 위치할 수 있다. 이하에서는, 제2 감지 전극 연결부(541)가 복수의 감지 전극(520, 540)과 다른 층에 위치하는 것을 예로 들어 설명한다.
감지 전극 연결부(541), 감지 절연층(510) 및 복수의 감지 전극(520, 540)은 감지 센서를 구성할 수 있다. 감지 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전용량 방식(capacitive type), 전자기 유도 방식(electro-magnetic type), 광 감지 방식(optical type) 등의 방식으로 분류될 수 있다. 일 실시예에 따른 감지 센서는 정전 용량 방식의 센서를 사용할 수 있다.
버퍼층(501)의 위에는 감지 전극 연결부(541)가 위치할 수 있고, 감지 절연층(510)은 버퍼층(501) 및 제2 감지 전극 연결부(541) 위에 위치할 수 있다. 감지 절연층(510)은 무기 절연막일 수 있으며, 실시예에 따라서는 유기 물질을 포함할 수 있다. 무기 물질은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 또는 실리콘 산화질화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 유기 물질은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
감지 절연층(510) 위에는 복수의 감지 전극(520, 540)이 위치할 수 있다. 복수의 감지 전극(520, 540)은 복수의 제1 감지 전극(520)과 복수의 제2 감지 전극(540)을 포함할 수 있다. 제1 감지 전극(520) 및 제2 감지 전극(540)은 전기적으로 절연될 수 있다. 감지 절연층(510)은 제2 감지 전극 연결부(541)의 상면을 노출시키는 오프닝을 포함하고, 감지 절연층(510)의 오프닝을 통해 제2 감지 전극 연결부(541)는 제2 감지 전극(540)과 연결되어 인접하는 두 개의 제2 감지 전극(540)을 전기적으로 연결시킨다. 한편, 제1 감지 전극(520)을 연결시키는 제1 감지 전극 연결부(521)는 제1 감지 전극(520) 및 제2 감지 전극(540)과 동일한 층에 형성될 수 있다.
복수의 감지 전극(520, 540)은 전도성이 좋은 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 감지 전극(520, 540)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있다. 복수의 감지 전극(520, 540)은 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 이때, 복수의 감지 전극(520, 540)은 오프닝을 포함하여 발광 다이오드에서 방출되는 빛이 간섭 없이 상부로 방출되도록 할 수 있다. 실시예에 따라서 복수의 감지 전극(520, 540)은 상부층, 중간층 및 하부층을 포함하는 삼중층으로 구성될 수 있으며, 상부층 및 하부층은 티타늄(Ti)을 포함할 수 있고, 중간층은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.
복수의 감지 전극(520, 540) 위에는 차광부(220)가 위치할 수 있다. 차광부(220)는 감지 전극(520, 540)과 중첩하고 발광층(350)과는 중첩하지 않도록 위치할 수 있다. 차광부(220)는 감지 전극(520, 540)의 전체와 중첩할 수 있다. 따라서, 차광부(220)가 감지 전극(520, 540)의 상부면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 차광부(220)는 검은색 안료를 포함하는 유기 물질, 또는 검은색 안료를 포함하는 유기 물질과 무기 물질의 혼합물을 포함할 수 있다. 감지 전극(520, 540)과 차광부(220)가 발광층(350)과 중첩하지 않도록 위치함에 따라 영상을 표시할 수 있는 발광층(350)이 감지 전극(520, 540) 및 차광부(220)에 의해 방해되지 않을 수 있다.
감지 절연층(510) 위에는 컬러 필터층(230)이 위치할 수 있다. 컬러 필터층(230)은 발광층(350)과 중첩할 수 있다. 또한, 컬러 필터층(230)은 차광부(220)와 중첩할 수 있고, 감지 전극(520, 540)과 중첩할 수도 있다. 이때, 컬러 필터층(230)의 가장자리가 차광부(220)와 중첩할 수 있다. 컬러 필터층(230)은 적색 필터(230R), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)를 포함할 수 있다. 적색 필터(230R)는 적색 화소에 해당하는 발광 소자의 발광층(350)과 중첩할 수 있다. 즉, 적색 필터(230R)와 중첩하는 발광층(350)은 적색 광을 방출할 수 있다. 녹색 필터(230G)는 녹색 화소에 해당하는 발광 소자의 발광층(350)과 중첩할 수 있다. 즉, 녹색 필터(230G)와 중첩하는 발광층(350)은 녹색 광을 방출할 수 있다. 청색 필터(230B)는 청색 화소에 해당하는 발광 소자의 발광층(350)과 중첩할 수 있다. 즉, 청색 필터(230B)와 중첩하는 발광층(350)은 청색 광을 방출할 수 있다. 컬러 필터층(230)을 구성하는 적색 필터(230R), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)는 화소의 경계부에서 서로 중첩할 수 있다. 또한, 적색 필터(230R), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)는 화소의 경계부에서 차광부(220)와 중첩할 수 있다. 예를 들면, 적색 화소와 녹색 화소 사이의 경계부에서 차광부(220), 적색 필터(230R) 및 녹색 필터(230G)가 서로 중첩할 수 있다. 또한, 녹색 화소와 청색 화소 사이의 경계부에서 차광부(220), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)가 서로 중첩할 수 있다. 또한, 청색 화소와 적색 화소 사이의 경계부에서 차광부(220), 청색 필터(230B) 및 적색 필터(230R)가 서로 중첩할 수 있다.
컬러 필터층(230)을 구성하는 적색 필터(230R), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)는 각각 중심부의 높이(Hc)가 가장장리부의 높이(He)보다 낮은 형상을 가질 수 있다. 컬러 필터층(230)의 중심부는 전체적으로 유사한 높이를 가질 수 있고, 중심부와 가장자리부의 경계로부터 가장자리로 갈수록 점차적으로 높이가 높아질 수 있다. 따라서, 컬러 필터층(230)의 상부면은 중심부와 가장자리부의 경계에서 경사면이 형성될 수 있다. 컬러 필터층(230)의 중심부의 연장선과 경사면이 이루는 각(θ)은 약 1도 이상 약 15도 이하일 수 있다. 다만, 도 3에 도시되어 있는 컬러 필터층(230)의 형상은 하나의 예시에 불과하며, 다양하게 변경이 가능하다. 컬러 필터층(230)의 중심부는 감지 절연층(510) 바로 위에 위치할 수 있다. 컬러 필터층(230)의 가장자리부는 차광부(220)와 중첩할 수 있다. 또한, 컬러 필터층(230)의 가장자리부는 인접한 다른 컬러 필터층(230)의 가장자리부와 중첩할 수 있다. 즉, 인접한 서로 다른 컬러 필터층(230)이 차광부(220) 위에서 서로 중첩할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 차광부(220) 및 컬러 필터층(230)을 포함함으로써, 편광판을 생략할 수 있다. 이처럼 편광판을 사용하지 않음으로써, 제조 비용을 절감할 수 있고, 표시 장치의 두께를 감소시킬 수 있다.
실시예에 따라, 적색 필터(230R), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)를 포함하는 컬러 필터층(230)이 색변환층으로 대체되거나, 색변환층을 더 포함할 수 있다. 색변환층은 퀀텀 닷(Quantum Dot)을 포함할 수 있다.
컬러 필터층(230) 및 차광부(220) 위에는 고굴절층(550)이 위치할 수 있다. 고굴절층(550)은 컬러 필터층(230) 바로 위에 위치할 수 있다. 즉, 고굴절층(550)은 컬러 필터층(230)과 접할 수 있다. 이때, 고굴절층(550)의 하부면이 컬러 필터층(230)의 상부면과 접할 수 있다. 고굴절층(550)은 고굴절률을 갖는 광투과성 유기물을 포함할 수 있다. 고굴절층(550)은 컬러 필터층(230)보다 상대적으로 높은 굴절률을 가질 수 있다. 컬러 필터층(230)의 굴절률은 약 1.5 이상이고, 약 1.7 이하일 수 있다. 고굴절층(550)의 굴절률은 약 1.65 이상이고, 약 2.0 이하일 수 있다. 예를 들면, 적색 필터(230R)의 굴절률이 약 1.62이고, 녹색 필터(230G)의 굴절률이 약 1.57이며, 청색 필터(230B)의 굴절률이 약 1.54일 수 있다. 이때, 고굴절층(550)의 굴절률은 약 1.7 내지 약 1.75일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 적색 필터(230R), 녹색 필터(230G), 청색 필터(230B) 및 고굴절층(550)의 굴절률은 상기 수치 범위 내에서 다양하게 변경이 가능하다.
고굴절층(550)은 표시 장치의 상면을 평탄화할 수 있고, 유기 절연막으로 이루어질 수 있다. 유기 절연막은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 유기 절연 물질은 무기 절연 물질보다 내충격성, 공정 안정성이 우수한 등의 많은 장점이 있으나, 상대적으로 굴절률이 낮을 수 있다. 따라서, 일 실시예에 표시 장치에서 고굴절층(550)의 높은 굴절률을 확보하기 위해 유기 절연막을 사용하되, 그 내부에 나노 복합체를 포함할 수 있다. 일반적인 유기 절연막의 굴절률은 약 1.3 내지 약 1.7 일 수 있다. 일 실시예에 의한 고굴절층(550)은 TiO2, Al2O3, SiO2, Al2TiO3, ZrO2, PbS, ZnS 등과 같은 무기 물질의 나노 복합체를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의한 고굴절층(550)은 유기 절연 물질과 함께 나노 복합체를 포함함으로써, 고굴절층(550)의 굴절률은 약 1.65 내지 약 2.0 정도까지 증가할 수 있다.
이하에서 도 4를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 고굴절층에 포함되어 있는 나노 복합체의 함량에 따른 굴절률에 대해 설명한다.
도 4는 일 실시예에 의한 표시 장치의 고굴절층의 나노 복합체의 함량에 따른 굴절률을 나타낸 그래프이다. 도 4는 고굴절층이 아크릴 레진과 ZrO2를 포함하는 경우를 나타내고 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 아크릴 레진과 같은 유기 물질을 포함하는 고굴절층에 포함되어 있는 ZrO2와 같은 나노 복합체의 함량이 높아질수록 고굴절층의 굴절률이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 유기 절연막에 TiO2, Al2O3, SiO2, Al2TiO3, ZrO2, PbS, ZnS 등과 같은 무기 물질의 나노 복합체를 추가함으로써, 유기 절연막의 굴절률이 높아질 수 있다. 이때, 나노 복합체의 함량을 높임으로써 고굴절층의 굴절률을 향상시킬 수 있다.
도시는 생략하였으나, 고굴절층(550) 위에는 표시 장치를 보호하는 커버 윈도우가 더 위치할 수 있다. 고굴절층(550)과 커버 윈도우 사이에는 접착층이 더 위치할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 컬러 필터층(230)을 구성하는 적색 필터(230R), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)가 중심부의 높이가 가장자리부의 높이보다 낮은 형상을 가지고, 컬러 필터층(230) 위에 컬러 필터층(230)보다 높은 굴절률을 가지는 고굴절층(550)이 위치함으로써, 표시 장치의 정면 시인성 및 출광 효율을 향상시킬 수 있다. 이하에서 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에서의 광경로에 대해 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 비교예에 의한 표시 장치 내에서의 광 경로를 나타낸 단면도이고, 도 5c는 일 실시예에 의한 표시 장치 내에서의 광 경로를 나타낸 단면도이다.
발광층(350)에서 발생한 광의 대부분은 각 화소의 중심부를 통과하여 정면으로 출광할 수 있다. 예를 들면, 발광층(350)에서 발생한 적색 광이 적색 화소의 정면으로 출광할 수 있다. 또한, 발광층(350)에서 발생한 녹색 광이 녹색 화소의 정면으로 출광할 수 있다. 또한, 발광층(350)에서 발생한 청색 광이 청색 화소의 정면으로 출광할 수 있다. 다만, 발광층(350)에서 발생한 광의 일부는 각 화소의 가장자리로 입사할 수도 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 비교예에 의한 표시 장치에서는 발광층(350)에서 발생하여 각 화소의 가장자리를 통과한 광은 각 화소의 정면으로 출광하지 않을 수 있다. 비교예에 의한 표시 장치는 일 실시예에 의한 표시 장치의 색필터층(230) 및 고굴절층(550)을 포함하지 않는다. 비교예에 의한 표시 장치에서는 각 화소의 가장자리를 통과한 광이 측면으로 출광하거나, 인접한 다른 화소로 출광하게 되거나, 도시는 생략하였으나 다른 층에 반사되어 다시 표시 장치의 내부로 입사할 수도 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 다른 비교예에 의한 표시 장치는 저굴절률층(561) 및 고굴절률층(562)을 포함할 수 있다. 저굴절률층(561)은 감지 전극(520, 540) 위에 감지 전극(520, 540)과 중첩하도록 위치할 수 있다. 고굴절률층(562)은 저굴절률층(561) 위에 위치할 수 있다. 고굴절률층(562)은 기판(100) 위에 전체적으로 위치할 수 있다. 이때, 각 화소의 가장자리를 통과한 광이 저굴절층(561)과 고굴절층(562)의 계면에서 전반사됨으로써, 정면으로 빛이 집광될 수 있다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 의한 표시 장치에서는 발광층(350)에서 발생하여 컬러 필터층(230)의 가장자리로 입사한 광이 컬러 필터층(230)과 고굴절층(550) 사이의 계면을 통과할 때 광의 경로를 변경시켜 각 화소의 정면으로 출광되도록 할 수 있다. 발광층(350)에서 발생하여 각 화소의 가장자리를 통과한 광이 상대적으로 낮은 굴절률을 가지는 컬러 필터층(230)과 상대적으로 높은 굴절률을 가지는 고굴절층(550) 사이의 계면에서 광 경로가 변경되어 정면으로 집광될 수 있다. 즉, 일 실시예에 의한 표시 장치는 도 5b와 유사한 원리로 편광판의 사용을 생략하면서도 정면 출광 효율을 높일 수 있다.
이하에서는 도 6a 내지 도 12를 참조하여, 일 실시예에 의한 표시 장치의 컬러 필터층에 대해 더욱 설명한다.
도 6a는 일 실시예에 의한 표시 장치의 컬러 필터층의 상부면을 3D 프로파일로 측정한 모습을 나타낸 도면이고, 도 6b는 일 실시예에 의한 표시 장치의 어느 한 화소의 컬러 필터층의 상부면을 3D 프로파일로 측정한 모습을 나타낸 도면이다. 도 7은 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 나타낸 단면도이다. 도 9는 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9의 X-X선을 따라 나타낸 단면도이다. 도 11은 일 실시예에 의한 표시 장치의 일부를 나타낸 도면이고, 도 12는 도 11은 XII-XII선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 의한 표시 장치의 컬러 필터층의 상부면은 평탄하지 않고, 위치에 따라 상이한 높이를 가질 수 있다. 일 실시예에 의한 표시 장치는 복수의 화소(Red, Green, Blue)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(Red, Green, Blue)는 적색 화소(Red), 녹색 화소(Green) 및 청색 화소(Blue)를 포함할 수 있다. 가로 방향 또는 세로 방향으로 인접한 적색 화소(Red) 사이에는 청색 화소(Blue)가 위치할 수 있다. 대각선 방향으로 인접한 적색 화소(Red) 사이에는 녹색 화소(Green)가 위치할 수 있다. 대각선 방향으로 인접한 청색 화소(Blue) 사이에는 녹색 화소(Green)가 위치할 수 있다. 적색 화소(Red), 녹색 화소(Green) 및 청색 화소(Blue)의 크기는 서로 다를 수 있다. 예를 들면, 청색 화소(Blue)의 크기는 적색 화소(Red)의 크기와 유사할 수 있고, 녹색 화소(Green)의 크기는 청색 화소(Blue)의 크기보다 작을 수 있고, 적색 화소(Red)의 크기보다 작을 수 있다. 각 화소(Red, Green, Blue)의 중심부의 컬러 필터층이 상대적으로 높이가 낮을 수 있고, 각 화소(Red, Green, Blue) 사이의 경계부의 컬러 필터층이 상대적으로 높이가 높을 수 있다. 즉, 각 화소(Red, Green, Blue)의 가장자리부의 컬러 필터층이 상대적으로 높이가 높을 수 있다. 각 화소(Red, Green, Blue)의 중심부의 컬러 필터층은 일정한 높이를 가질 수 있고, 중심부로부터 가장자리부로 갈수록 점차적으로 컬러 필터층의 높이가 높아질 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 차광부(220)를 먼저 형성하고, 이후 녹색 필터(230G)를 형성할 수 있다. 이때, 녹색 필터(230G)의 중심부는 차광부(220)와 중첩하지 않고, 녹색 필터(230G)의 가장자리부는 차광부(220)와 중첩할 수 있다. 차광부(220)와 중첩하지 않는 녹색 필터(230G)의 중심부는 상대적으로 높이가 낮을 수 있으며, 일정한 높이를 가질 수 있다. 차광부(220)와 중첩하는 녹색 필터(230G)의 가장자리부는 상대적으로 높이가 높을 수 있으며, 녹색 필터(230G)의 중심부로부터 멀어질수록 점차적으로 높이가 높아지다가 최단부에서는 다시 낮아지는 형태를 가질 수 있다. 즉, 녹색 필터(230G)의 가장자리부는 차광부(220)와 중첩하게 되면서 중심부에 비해 상대적으로 높이가 높을 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 차광부(220) 및 녹색 필터(230G)를 형성한 이후 청색 필터(230B)를 형성할 수 있다. 이때, 청색 필터(230B)의 가장자리부는 차광부(220)와 중첩할 수 있고, 녹색 필터(230G)와 중첩할 수 있다. 즉, 차광부(220) 위에 녹색 필터(230G)가 위치하고, 녹색 필터(230G) 위에 청색 필터(230B)가 위치할 수 있다. 청색 필터(230B)의 중심부는 차광부(220) 및 녹색 필터(230G)와 중첩하지 않을 수 있다. 차광부(220) 및 녹색 필터(230G)와 중첩하지 않는 청색 필터(230B)의 중심부는 상대적으로 높이가 낮을 수 있으며, 일정한 높이를 가질 수 있다. 차광부(220) 및 녹색 필터(230G)와 중첩하는 청색 필터(230B)의 가장자리부는 상대적으로 높이가 높을 수 있으며, 청색 필터(230B)의 중심부로부터 멀어질수록 점차적으로 높이가 높아지다가 최단부에서는 다시 낮아지는 형태를 가질 수 있다. 즉, 청색 필터(230B)의 가장자리부는 차광부(220) 및 녹색 필터(230G)와 중첩하게 되면서 중심부에 비해 상대적으로 높이가 높을 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 차광부(220), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)를 형성한 이후 적색 필터(230R)를 형성할 수 있다. 이때, 적색 필터(230R)의 가장자리부는 차광부(220)와 중첩할 수 있고, 녹색 필터(230G)와 중첩할 수 있다. 즉, 차광부(220) 위에 녹색 필터(230G)가 위치하고, 녹색 필터(230G) 위에 적색 필터(230R)가 위치할 수 있다. 적색 필터(230R)의 중심부는 차광부(220) 및 녹색 필터(230G)와 중첩하지 않을 수 있다. 차광부(220) 및 녹색 필터(230G)와 중첩하지 않는 적색 필터(230R)의 중심부는 상대적으로 높이가 낮을 수 있으며, 일정한 높이를 가질 수 있다. 차광부(220) 및 녹색 필터(230G)와 중첩하는 적색 필터(230R)의 가장자리부는 상대적으로 높이가 높을 수 있으며, 적색 필터(230R)의 중심부로부터 멀어질수록 점차적으로 높이가 높아지다가 최단부에서는 다시 낮아지는 형태를 가질 수 있다. 즉, 적색 필터(230R)의 가장자리부는 차광부(220) 및 녹색 필터(230G)와 중첩하게 되면서 중심부에 비해 상대적으로 높이가 높을 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 컬러 필터층(230)과 차광부(220)의 중첩 관계를 이용하여 컬러 필터층(230)의 중심부가 오목한 형상을 가지도록 형성할 수 있다. 즉, 컬러 필터층(230)의 중심부가 상대적으로 높이가 낮고, 가장자리부가 상대적으로 높이가 높은 형상을 가질 수 있다. 이러한 컬러 필터층(230)의 형상을 형성하기 위해 다른 다양한 방법이 이용될 수도 있다. 컬러 필터층(230)의 중심부와 가장자리부의 높이차가 클수록 정면 출광율을 높이는데 유리할 수 있다. 따라서, 컬러 필터층(230)의 중심부와 가장자리부의 높이차를 더 크게 형성하기 위해 하프톤 마스크 등을 이용할 수도 있다. 하프톤 마스크를 이용하여 컬러 필터층(230)의 가장자리부의 두께를 중심부의 두께보다 두껍게 형성함으로써, 컬러 필터층(230)의 중심부가 오목한 형상을 가지도록 형성할 수 있다.
앞서 도 3에서 일 실시예에 의한 표시 장치의 각 화소에 하나의 트랜지스터가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 일 실시예에 의한 표시 장치의 각 화소는 복수의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이하에서는 도 13을 참조하여, 일 실시예에 의한 표시 장치의 하나의 화소에 포함되어 있는 복수의 트랜지스터와 각 배선의 연결 관계에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 13은 일 실시예에 의한 표시 장치의 회로도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 의한 표시 장치의 하나의 화소(PX)는 여러 배선(127, 128, 151, 152, 153, 154, 155, 171, 172, 741)들에 연결되어 있는 복수의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7), 유지 커패시터(Cst), 부스트 커패시터(Cbt) 그리고 발광 다이오드(LED)를 포함한다.
하나의 화소(PX)에는 복수의 배선(127, 128, 151, 152, 153, 154, 155, 171, 172, 741)이 연결되어 있다. 복수의 배선은 제1 초기화 전압선(127), 제2 초기화 전압선(128), 제1 스캔선(151), 제2 스캔선(152), 초기화 제어선(153), 바이패스 제어선(154), 발광 제어선(155), 데이터선(171), 구동 전압선(172) 및 공통 전압선(741)을 포함한다.
제1 스캔선(151)은 게이트 구동부(도시되지 않음)에 연결되어 제1 스캔 신호(GW)를 제2 트랜지스터(T2)에 전달한다. 제2 스캔선(152)은 제1 스캔선(151)의 신호와 동일한 타이밍에 제1 스캔선(151)에 인가되는 전압과 반대 극성의 전압이 인가될 수 있다. 예를 들면, 제1 스캔선(151)에 부극성의 전압이 인가될 때, 제2 스캔선(152)에 정극성의 전압이 인가될 수 있다. 제2 스캔선(152)은 제2 스캔 신호(GC)를 제3 트랜지스터(T3)에 전달한다.
초기화 제어선(153)은 초기화 제어 신호(GI)를 제4 트랜지스터(T4)에 전달한다. 바이패스 제어선(154)은 바이패스 신호(GB)를 제7 트랜지스터(T7)에 전달한다. 바이패스 제어선(154)은 전단의 제1 스캔선(151)으로 이루어질 수 있다. 발광 제어선(155)은 발광 제어 신호(EM)를 제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)에 전달한다.
데이터선(171)은 데이터 구동부(도시되지 않음)에서 생성되는 데이터 전압(DATA)을 전달하는 배선으로 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압(DATA)에 따라서 발광 다이오드(LED)가 발광하는 휘도가 변한다.
구동 전압선(172)은 구동 전압(ELVDD)을 인가한다. 제1 초기화 전압선(127)은 제1 초기화 전압(VINT)을 전달하고, 제2 초기화 전압선(128)은 제2 초기화 전압(AINT)을 전달한다. 공통 전압선(741)은 공통 전압(ELVSS)을 발광 다이오드(LED)의 캐소드 전극으로 인가한다. 본 실시예에서 구동 전압선(172), 제1 및 제2 초기화 전압선(127, 128) 및 공통 전압선(741)에 인가되는 전압은 각각 일정한 전압일 수 있다.
이하에서는 복수의 트랜지스터의 구조 및 연결 관계에 대하여 구체적으로 살펴본다.
구동 트랜지스터(T1)는 p형 트랜지스터 특성을 가질 수 있고, 다결정 반도체를 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 인가되는 데이터 전압(DATA)에 따라서 발광 다이오드(LED)의 애노드 전극으로 출력되는 전류의 크기를 조절하는 트랜지스터이다. 발광 다이오드(LED)의 애노드 전극으로 출력되는 구동 전류의 크기에 따라서 발광 다이오드(LED)의 밝기가 조절되므로 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압(DATA)에 따라서 발광 다이오드(LED)의 휘도를 조절할 수 있다. 이를 위하여 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극은 구동 전압(ELVDD)을 인가 받을 수 있도록 배치되어, 제5 트랜지스터(T5)를 경유하여 구동 전압선(172)과 연결되어 있다. 또한, 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극은 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극과도 연결되어 데이터 전압(DATA)도 인가 받는다. 한편, 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극은 발광 다이오드(LED)를 향하여 전류를 출력할 수 있도록 배치되어, 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 발광 다이오드(LED)의 애노드와 연결되어 있다. 또한, 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극은 제1 전극으로 인가되는 데이터 전압(DATA)을 제3 트랜지스터(T3)로 전달한다. 한편, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 유지 커패시터(Cst)의 일 전극(이하 '제2 유지 전극'이라고 함)과 연결되어 있다. 이에 유지 커패시터(Cst)에 저장된 전압에 따라서 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압이 변하고 그에 따라 구동 트랜지스터(T1)가 출력하는 구동 전류가 변경된다. 또한, 유지 커패시터(Cst)는 한 프레임 동안 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압을 일정하게 유지시키는 역할도 한다.
제2 트랜지스터(T2)는 p형 트랜지스터 특성을 가질 수 있고, 다결정 반도체를 포함할 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 데이터 전압(DATA)을 화소(PX)내로 받아들이는 트랜지스터이다. 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제1 스캔선(151) 및 부스트 커패시터(Cbt)의 일 전극(이하 '제1 부스트 전극'이라 함)과 연결되어 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극은 데이터선(171)과 연결되어 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 연결되어 있다. 제1 스캔선(151)을 통해 전달되는 제1 스캔 신호(GW) 중 부극성의 전압에 의하여 제2 트랜지스터(T2)가 턴 온 되면, 데이터선(171)을 통해 전달되는 데이터 전압(DATA)이 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극으로 전달된다.
제3 트랜지스터(T3)는 n형 트랜지스터 특성을 가질 수 있고, 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극을 전기적으로 연결한다. 그 결과 데이터 전압(DATA)이 구동 트랜지스터(T1)를 거쳐 변화된 보상 전압이 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극에 전달되도록 하는 트랜지스터이다. 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극이 제2 스캔선(152)과 연결되어 있고, 제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극이 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 연결되어 있다. 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극은 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극 및 부스트 커패시터(Cbt)의 타 전극(이하 '제2 부스트 전극'이라 함)과 연결되어 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 제2 스캔선(152)을 통해 전달받은 제2 스캔 신호(GC) 중 정극성의 전압에 의하여 턴 온 되어, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극을 연결시키고, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 인가된 전압을 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극으로 전달하여 유지 커패시터(Cst)에 저장시킨다.
제4 트랜지스터(T4)는 n형 트랜지스터 특성을 가질 수 있고, 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 제4 트랜지스터(T4)는 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극 및 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극을 초기화시키는 역할을 한다. 제4 트랜지스터(T4)의 게이트 전극은 초기화 제어선(153)과 연결되어 있고, 제4 트랜지스터(T4)의 제1 전극은 제1 초기화 전압선(127)과 연결되어 있다. 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극은 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극을 경유하여 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극 및 제2 부스트 전극에 연결되어 있다. 제4 트랜지스터(T4)는 초기화 제어선(153)을 통해 전달받은 초기화 제어 신호(GI) 중 정극성의 전압에 의하여 턴 온 되며, 이 때, 제1 초기화 전압(VINT)을 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극 및 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극에 전달한다. 이에 따라 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압 및 유지 커패시터(Cst)가 초기화된다.
제5 트랜지스터(T5)는 p형 트랜지스터 특성을 가질 수 있고, 다결정 반도체를 포함할 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)는 구동 전압(ELVDD)을 구동 트랜지스터(T1)에 전달하는 역할을 한다. 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 발광 제어선(155)과 연결되어 있고, 제5 트랜지스터(T5)의 제1 전극은 구동 전압선(172)과 연결되어 있으며, 제5 트랜지스터(T5)의 제2 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 연결되어 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 p형 트랜지스터 특성을 가질 수 있고, 다결정 반도체를 포함할 수 있다. 제6 트랜지스터(T6)는 구동 트랜지스터(T1)에서 출력되는 구동 전류를 발광 다이오드(LED)로 전달하는 역할을 한다. 제6 트랜지스터(T6)의 게이트 전극은 발광 제어선(155)과 연결되어 있고, 제6 트랜지스터(T6)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 연결되어 있으며, 제6 트랜지스터(T6)의 제2 전극은 발광 다이오드(LED)의 애노드와 연결되어 있다.
제7 트랜지스터(T7)는 p형 트랜지스터 특성을 가질 수 있고, 다결정 반도체를 포함할 수 있다. 제7 트랜지스터(T7)는 발광 다이오드(LED)의 애노드를 초기화시키는 역할을 한다. 제7 트랜지스터(T7)의 게이트 전극은 바이패스 제어선(154)과 연결되어 있고, 제7 트랜지스터(T7)의 제1 전극은 발광 다이오드(LED)의 애노드와 연결되어 있고, 제7 트랜지스터(T7)의 제2 전극은 제2 초기화 전압선(128)과 연결되어 있다. 바이패스 신호(GB) 중 부극성의 전압에 의해 제7 트랜지스터(T7)가 턴 온 되면 제2 초기화 전압(AINT)이 발광 다이오드(LED)의 애노드로 인가되어 초기화된다.
상기에서 하나의 화소(PX)가 7개의 트랜지스터(T1 내지 T7), 1개의 유지 커패시터(Cst), 1개의 부스트 커패시터(Cbt)를 포함하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 트랜지스터의 수와 커패시터의 수, 그리고 이들의 연결 관계는 다양하게 변경될 수 있다.
상기에서 구동 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 제5 트랜지스터(T5), 제6 트랜지스터(T6) 및 제7 트랜지스터(T7)는 p형 트랜지스터 특성을 가질 수 있고, 제3 트랜지스터(T3) 및 제4 트랜지스터(T4)는 n형 트랜지스터 특성을 가질 수 있다고 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 각 트랜지스터의 특성은 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 구동 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2), 제3 트랜지스터(T3), 제4 트랜지스터(T4), 제5 트랜지스터(T5), 제6 트랜지스터(T6) 및 제7 트랜지스터(T7)가 모두 p형 트랜지스터 특성을 가질 수도 있다.
본 실시예에서 구동 트랜지스터(T1)는 다결정 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 제3 트랜지스터(T3) 및 제4 트랜지스터(T4)는 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 제2 트랜지스터(T2), 제5 트랜지스터(T5), 제6 트랜지스터(T6) 및 제7 트랜지스터(T7)는 다결정 반도체를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 트랜지스터(T2), 제5 트랜지스터(T5), 제6 트랜지스터(T6) 및 제7 트랜지스터(T7) 중 적어도 어느 하나 이상이 산화물 반도체를 포함할 수도 있다. 또한, 모든 트랜지스터가 다결정 반도체를 포함할 수도 있다. 본 실시예에서는 제3 트랜지스터(T3) 및 제4 트랜지스터(T4)가 구동 트랜지스터(T1)와 서로 다른 반도체 물질을 포함하도록 함으로써 보다 안정적으로 구동할 수 있고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 스캔선(151)에 정극성의 전압이 인가될 때 제2 스캔선(152)에 부극성의 전압이 인가되고, 제1 스캔선(151)에 부극성의 전압이 인가될 때 제2 스캔선(152)에 정극성의 전압이 인가된다. 즉, 제2 스캔선(152)에 인가되는 제2 스캔 신호(GC)가 제1 스캔선(151)에 인가되는 제1 스캔 신호(GW)와 반전된 신호로 이루어지므로, 데이터 기입 후 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전압을 끌어내리게 된다. 반대로 제1 스캔 신호(GW)는 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전압을 끌어올리게 된다. 따라서, 블랙 전압을 기입할 경우 블랙 전압이 감소할 수 있다. 본 실시예에서는 부스트 커패시터(Cbt)를 제1 스캔 신호(GW)가 인가되는 제1 스캔선(151)과 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극 사이에 위치시킴으로써, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전압을 조절하여 제2 트랜지스터(T2)의 턴 온 시 구동 트랜지스터(T1)의 턴 온이 원활하게 이루어지도록 하여 데이터 전압(DATA)이 제3 트랜지스터(T3)로 잘 전달되도록 할 수 있다. 따라서, 블랙 전압을 안정적으로 출력할 수 있다. 부스트 커패시터(Cbt)의 용량이 커질수록 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전압을 더 많이 상승시킬 수 있다. 부스트 커패시터(Cbt)의 용량을 조절함으로써, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전압을 제어할 수 있다.
다음으로, 도 14를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 14에 도시된 실시예에 의한 표시 장치는 도 1 내지 도 13에 도시된 실시예에 의한 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 컬러 필터층의 위치 및 형상이 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 14는 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 의한 표시 장치는 기판(100), 반도체(131), 게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 포함하는 트랜지스터(TFT), 게이트 절연막(120), 층간 절연막(160), 하부 평탄화층(180), 화소 전극(191), 발광층(350), 격벽(370), 공통 전극(270) 및 봉지층(400)을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 의한 표시 장치는 감지 절연층(510), 복수의 감지 전극(520, 540), 감지 전극 연결부(541), 차광부(220) 및 고굴절층(550)을 더 포함할 수 있다.
앞선 실시예에서 컬러 필터층(230)은 감지 절연층(510) 위에 위치하고, 본 실시예에서 컬러 필터층(230)은 감지 절연층(510) 아래에 위치한다는 점에서 차이점이 있다. 본 실시예에서 컬러 필터층(230)은 봉지층(400) 위에 위치할 수 있다.
봉지층(400)은 제1 무기 봉지층(410) 및 유기 봉지층(420)을 포함할 수 있다. 유기 봉지층(420)은 그루브(421)를 포함할 수 있다. 그루브(421)는 유기 봉지층(420)의 상부면에 소정의 깊이를 가지도록 형성될 수 있다. 그루브(421)는 각 화소의 발광층(350)과 중첩할 수 있다. 그루브(421)의 폭은 각 화소의 발광층(350)의 폭과 유사할 수 있다. 예를 들면, 그루브(421)의 폭이 각 화소의 발광층(350)의 폭과 실질적으로 동일할 수 있다.
봉지층(400) 위에는 컬러 필터층(230)이 위치할 수 있다. 컬러 필터층(230)은 그루브(421) 내를 채우도록 형성될 수 있다. 따라서, 컬러 필터층(230)의 하부면의 형상은 그루브(421)의 형상에 의해 결정될 수 있다. 컬러 필터층(230)은 적색 필터(230R), 녹색 필터(230G) 및 청색 필터(230B)를 포함할 수 있다. 서로 인접한 컬러 필터층(230)의 가장자리는 서로 중첩할 수 있다. 앞선 실시예와 다르게 본 실시예에서 컬러 필터층(230)이 높은 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 컬러 필터층(230)의 굴절률은 약 1.65 이상이고, 약 2.0 이하일 수 있다. 컬러 필터층(230)의 굴절률은 유기 봉지층(420)의 굴절률보다 클 수 있다.
컬러 필터층(230) 위에는 버퍼층(501)이 위치할 수 있다. 버퍼층(501) 위에는 감지 전극 연결부(541), 감지 절연층(510) 및 복수의 감지 전극(520, 540)이 위치할 수 있다. 복수의 감지 전극(520, 540) 위에는 차광부(220)가 위치할 수 있다. 감지 절연층(510) 및 차광부(220) 위에는 고굴절층(550)이 위치할 수 있다. 고굴절층(550)은 고굴절률을 갖는 광투과성 유기물을 포함할 수 있다. 고굴절층(550)의 굴절률은 약 1.65 이상이고, 약 2.0 이하일 수 있다. 고굴절층(550)의 굴절률은 감지 절연층(510)의 굴절률보다 클 수 있다.
본 실시예에서는 컬러 필터층(230)이 그 하부에 위치하는 유기 봉지층(420)보다 높은 굴절률을 가지고, 고굴절층(550)이 그 하부에 위치하는 감지 절연층(510)보다 높은 굴절률을 가지는 구조를 가짐으로써, 발광층(350)으로부터 발생된 광의 경로를 변경하여 정면 출광 효율을 높일 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.
100: 기판
191: 화소 전극
220: 차광부
230: 컬러 필터층
230R: 적색 필터
230G: 녹색 필터
230B: 청색 필터
270: 공통 전극
350: 발광층
370: 격벽
400: 봉지층
410: 제1 무기 봉지층
420: 유기 봉지층
430: 제2 무기 봉지층
501: 버퍼층
510: 감지 절연층
512, 522: 감지 배서
520: 제1 감지 전극
540: 제2 감지 전극
521: 제1 감지 전극 연결부
541: 제2 감지 전극 연결부
550: 고굴절층

Claims (20)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하고, 화소 전극, 공통 전극 및 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하는 발광 소자,
    상기 발광 소자 위에 위치하는 봉지층,
    상기 봉지층 위에 위치하는 감지 전극,
    상기 감지 전극 위에 위치하는 차광부,
    상기 발광층과 중첩하는 컬러 필터층, 및
    상기 차광부 및 상기 컬러 필터층 위에 위치하는 고굴절층을 포함하고,
    상기 컬러 필터층은 상기 봉지층 및 상기 차광부 위에 위치하고,
    상기 컬러 필터층의 가장자리부가 상기 차광부와 중첩하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 고굴절층의 굴절률은 상기 컬러 필터층의 굴절률보다 높은 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 고굴절층의 굴절률은 1.65 이상이고, 2.0 이하인 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 컬러 필터층의 굴절률은 약 1.5 이상이고, 약 1.7 이하인 표시 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 컬러 필터층은 중심부가 오목한 형상을 가지는 표시 장치.
  6. 제3항에서,
    상기 컬러 필터층의 중심부의 높이는 가장자리부의 높이보다 낮은 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 고굴절층은 유기 절연 물질 및 나노 복합체를 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 고굴절층은 TiO2, Al2O3, SiO2, Al2TiO3, ZrO2, PbS, ZnS 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 컬러 필터층은 제1 색 필터 및 제2 색 필터를 포함하고,
    상기 제1 색 필터와 상기 제2 색 필터는 적어도 일부 중첩하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 색 필터의 가장자리는 상기 제2 색 필터의 가장자리와 중첩하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 색 필터와 상기 제2 색 필터는 상기 차광부 위에서 중첩하는 표시 장치.
  12. 기판,
    상기 기판 위에 위치하고, 화소 전극, 공통 전극 및 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하는 발광 소자,
    상기 발광 소자 위에 위치하고, 그루브를 포함하는 봉지층,
    상기 봉지층 위에 위치하고, 상기 그루브 내를 채우도록 위치하는 컬러 필터층,
    상기 컬러 필터층 위에 위치하는 감지 전극,
    상기 감지 전극 위에 위치하는 차광부,
    상기 차광부 및 상기 컬러 필터층 위에 위치하는 고굴절층을 포함하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 그루브는 상기 발광층과 중첩하고,
    상기 차광부는 복수의 컬러 필터층과 중첩하는 표시 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 컬러 필터층의 굴절률은 상기 봉지층의 굴절률보다 높은 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 컬러 필터층의 굴절률은 1.65 이상이고, 2.0 이하인 표시 장치.
  16. 기판,
    상기 기판 위에 위치하고, 화소 전극, 공통 전극 및 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하는 발광 소자,
    상기 발광 소자 위에 위치하는 봉지층,
    상기 봉지층 위에 위치하는 감지 전극,
    상기 감지 전극 위에 위치하는 차광부,
    상기 봉지층 및 상기 차광부 위에 위치하고, 상기 발광층과 중첩하는 컬러 필터층, 및
    상기 차광부 및 상기 컬러 필터층 위에 위치하는 고굴절층을 포함하고,
    상기 컬러 필터층의 중심부의 높이는 가장자리부의 높이보다 낮은 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 고굴절층의 굴절률은 상기 컬러 필터층의 굴절률보다 높은 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 고굴절층의 굴절률은 1.65 이상이고, 2.0 이하인 표시 장치.
  19. 제16항에서,
    상기 고굴절층은 유기 절연 물질 및 나노 복합체를 포함하는 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 고굴절층은 TiO2, Al2O3, SiO2, Al2TiO3, ZrO2, PbS, ZnS 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
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