KR20200044247A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20200044247A
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양성진
유춘기
박현식
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역 및 주변 영역을 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 위치하며 복수의 화소를 포함하는 표시부, 상기 표시부 상에 위치하는 제2 기판, 그리고 상기 제2 기판 상에 위치하는 무기막을 포함하고, 상기 무기막은, 상기 제2 기판 상에 위치하며 개구부를 포함하는 제1 보조 무기막, 그리고 상기 제1 보조 무기막 상에 위치하는 제2 보조 무기막을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 개시는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치 중 헤드 마운티드 표시 장치(Head Mounted Display, HMD)는 사용자의 머리에 장착되어 사용자에게 영상을 표시하는 장치이다. 헤드 마운티드 표시 장치는 가상 현실(Virtual Reality, VR) 또는 증강 현실(Augmented Reality, AR)을 제공하는 시각화 장치로 부각되고 있다.
헤드 마운티드 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 그리고 표시 패널과 사용자 사이에 위치하는 광학부를 포함한다. 광학부는 표시 패널의 영상을 확대하여 사용자에게 전달한다.
광학부를 이용하여 표시 패널의 영상을 확대하는 경우 영상이 그물처럼 보이거나 화소 영역 사이의 비화소 영역이 흑색으로 시인되는 스크린 도어 현상(Screen Door Effect, SDE, 격자 현상)이 발생하고 표시 품질 및 문자의 가독성이 저하된다.
실시예들은 표시 품질이 향상된 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역 및 주변 영역을 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 위치하며 복수의 화소를 포함하는 표시부, 상기 표시부 상에 위치하는 제2 기판, 그리고 상기 제2 기판 상에 위치하는 무기막을 포함하고, 상기 무기막은, 상기 제2 기판 상에 위치하며 개구부를 포함하는 제1 보조 무기막, 그리고 상기 제1 보조 무기막 상에 위치하는 제2 보조 무기막을 포함한다.
상기 제2 보조 무기막은 상기 표시 영역과 중첩하는 면형 형태일 수 있다.
상기 개구부와 중첩하는 상기 제2 보조 무기막은 상기 제2 기판과 접촉할 수 있다.
상기 개구부의 평면 형상은 원형일 수 있다.
상기 무기막은, 상기 표시부를 향하는 상기 제2 기판의 일면과 마주하는 타면 상에 위치할 수 있다.
상기 무기막은 오목부 및 볼록부를 포함할 수 있다.
상기 오목부는 상기 개구부와 중첩할 수 있다.
상기 오목부의 평면 형상은 원형일 수 있다.
상기 오목부의 지름은, 인접한 2 개의 오목부의 중심 사이의 거리의 55 % 내지 85 %일 수 있다.
인접한 상기 오목부의 중심 사이의 거리는 5 μm 내지 10 μm일 수 있다.
상기 오목부의 일면과 상기 볼록부의 일면 사이의 높이는 5000 Å 내지 7000 Å일 수 있다.
상기 무기막은 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역과 중첩할 수 있다.
상기 무기막은 상기 표시 영역과 중첩하는 제1 오목부, 그리고 상기 주변 영역과 중첩하는 제2 오목부를 포함할 수 있다.
상기 제1 오목부의 지름과 상기 제2 오목부의 지름은 실질적으로 동일할 수 있다.
인접한 2 개의 제1 오목부의 중심 사이의 거리는 제1 피치이고, 인접한 2 개의 제2 오복부의 중심 사이의 거리는 제2 피치일 수 있다.
상기 제1 피치와 상기 제2 피치가 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 하우징, 상기 하우징에 실장된 표시 패널, 그리고 상기 표시 패널과 중첩하는 광학부를 포함하고, 상기 표시 패널은, 표시 영역 및 주변 영역을 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 위치하며 복수의 화소를 포함하는 표시부, 그리고 상기 표시부 상에 위치하며 오목부 및 볼록부를 포함하는 무기막을 포함하며, 상기 무기막은 적어도 2개의 층을 포함한다.
상기 표시 장치는 상기 무기막과 상기 표시부 사이에 위치하는 제2 기판 또는 봉지층을 포함할 수 있다.
상기 무기막은, 상기 표시부 위에 위치하며 개구부를 포함하는 제1 보조 무기막, 그리고 상기 제1 보조 무기막 위에 위치하는 제2 보조 무기막을 포함할 수 있다.
상기 무기막은 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역과 중첩할 수 있다.
상기 봉지층은, 제1 봉지 무기막, 상기 제1 봉지 무기막과 중첩하는 제2 봉지 무기막, 그리고 상기 제1 봉지 무기막 및 상기 제2 봉지 무기막 사이에 위치하는 봉지 유기막을 포함할 수 있다.
상기 무기막은 상기 제2 봉지 무기막 상에 위치할 수 있다.
실시예들에 따르면 균일한 표면을 가지는 무기막을 제공할 수 있으며, 이를 통해 표시 장치의 표시 품질이 향상될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 패널의 개략적인 평면도이다.
도 4a는 무기막이 제거된 상태에서 사용자에게 시인되는 형태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4b는 무기막을 포함하는 상태에서 사용자에 시인되는 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5, 도 6, 및 도 7 각각은 일 실시예에 따른 표시 패널의 개략적인 평면도이다.
도 8, 도 9 및 도 10 각각은 일 실시예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시부가 포함하는 일 화소의 회로도이다.
도 12 및 도 13 각각은 사용자에 시인되는 표시 영역을 나타낸 이미지이다.
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 1a 및 도 1b를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 도면이다. 설명의 편의를 위해 표시 장치가 사용자에 장착된 상태를 도시한다.
도 1a에 도시된 바와 같이 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 사용자(U)의 머리에 장착되어 사용자(U)의 안구(좌안, 우안)에 영상을 표시한다. 또한 도 1b를 참조하면 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 표시 패널(10)과 중첩하는 광학부(20), 그리고 표시 패널(10) 및 광학부(20)가 실장되는 하우징(30)을 포함한다.
표시 패널(10)은 하우징(30)에 실장되며 영상을 표시한다. 표시 패널(10)은 사용자(U)의 좌안과 우안 각각에 대응하는 복수의 표시 패널(10)을 포함할 수 있다. 본 명세서는 좌안과 우안 각각에 대응하는 표시 패널(10)이 분리된 형태를 도시하였으나 이에 제한되지 않으며, 좌안과 우안 각각에 대응하는 표시 패널이 서로 연결되어 일체형을 이룰 수 있다.
표시 패널(10)은 발광 표시 패널일 수 있으며, 이에 제한되지 않고 액정 표시 패널일 수도 있다.
광학부(20)는 표시 패널(10)과 중첩하며 사용자(U)와 표시 패널(10) 사이에 위치한다. 광학부(20)는 표시 패널(10)이 표시하는 영상을 사용자(U)의 안구 방향으로 굴절시킨다. 표시 장치(1)는 좌안과 우안 각각에 대응하는 복수의 광학부(20)를 포함할 수 있다.
일 예로 광학부(20)는 표시 패널(10)을 향해 볼록한 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 광학부(20)는 볼록 렌즈에 의한 왜곡을 보정하는 오목 렌즈를 포함할 수 있다. 이때 오목 렌즈는 비구면 렌즈일 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
하우징(30)은 표시 패널(10) 및 광학부(20)를 실장한 상태에서 사용자(U)의 머리에 장착될 수 있다면 어떠한 형상으로도 만들어질 수 있다. 하우징(30)은 다양한 형상을 가질 수 있으며 일 예로 안경 형상 또는 헬멧 형상 등을 가질 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 4b를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 패널의 구조에 대해 설명한다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 표시 패널의 개략적인 평면도이며, 도 4a는 표시 패널에서 무기막이 제거된 상태에서 사용자에 시인되는 패턴 형태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4b는 무기막을 포함하는 상태에서 사용자에 시인되는 패턴 형태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
우선 도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 패널(10)은 제1 기판(111) 상에 위치하며 복수의 화소를 포함하는 표시부(120), 표시부(120)를 덮는 제2 기판(112), 제1 기판(111)과 제2 기판(112)을 결합시키는 실링부(130), 그리고 제2 기판(112) 위에 위치하는 무기막(140)을 포함한다.
일 실시예에 따른 제1 기판(111)은 복수의 화소와 중첩하는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)을 둘러싸는 주변 영역(PA)을 포함한다. 주변 영역(PA)은 제1 기판(111)의 가장자리와 중첩할 수 있으며 표시 영역(DA) 외측에 위치할 수 있다.
제1 기판(111)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등을 포함하는 절연성 기판이거나 스테인리스 강 등을 포함하는 금속성 기판일 수 있다. 제1 기판(111)은 실시예에 따라 플랫하거나 플렉서블할 수 있다.
표시부(120)는 복수의 화소를 포함할 수 있다. 일 화소는 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터에 연결된 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터에 연결된 발광 다이오드는 도 10을 참조하여 후술하기로 한다. 일 실시예에 따른 표시부(120)는 박막 트랜지스터와 발광 다이오드를 포함하는 실시예에 제한되지 않고 박막 트랜지스터와 액정층을 포함할 수도 있다.
제2 기판(112)은 표시부(120) 상에 위치하는 봉지 기판일 수 있다. 제2 기판(112)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등을 포함하는 절연성 기판이거나 스테인리스 강 등을 포함하는 금속성 기판일 수 있다. 제2 기판(112)은 연성 또는 가요성을 가지는 투명 수지 기판이거나 평판형 기판일 수 있다.
무기막(140)은 제2 기판(112) 상에 위치할 수 있다. 무기막(140)은 제2 기판(112)의 외측에 위치할 수 있다. 무기막(140)은 표시부(120)를 향하는 제2 기판(112)의 일면과 마주하는 타면 상에 위치할 수 있다. 제1 기판(111)을 기준으로 D3 방향을 따라 표시부(120), 제2 기판(112) 및 무기막(140)이 차례로 적층될 수 있다.
무기막(140)은 제1 기판(111) 및 제2 기판(112)과 중첩할 수 있다. 특히 무기막(140)은 표시 영역(DA)과 중첩할 수 있다.
무기막(140)은 적어도 2개의 층을 포함할 수 있다. 무기막(140)은 다층 구조를 포함할 수 있으며 일 예로 무기막(140)은 제1 보조 무기막(141) 및 제2 보조 무기막(142)을 포함할 수 있다. 본 명세서는 무기막(140)이 이중층 구조로 이루어지는 실시예를 설명하였으나 이에 제한되지 않는 복수층 구조를 포함할 수 있음은 물론이다.
무기막(140)은 어떠한 무기 물질도 포함할 수 있으며 일 예로 질화규소, 산화규소 등을 포함할 수 있다. 제1 보조 무기막(141) 및 제2 보조 무기막(142)은 서로 다른 무기 물질을 포함하거나 동일한 무기 물질을 포함할 수 있다. 동일한 무기 물질을 포함하는 경우에도 제1 보조 무기막(141)과 제2 보조 무기막(142)은 각각의 층을 구분할 수 있으며 이에 제한되지 않고 제1 보조 무기막(141)과 제2 보조 무기막(142)은 구분되지 않고 하나의 층으로 보일 수도 있다.
제1 보조 무기막(141)은 개구부(OP)를 포함할 수 있다. 개구부(OP)는 제1 보조 무기막(141)을 두께 방향(D3 방향)을 따라 완전히 관통할 수 있다. 개구부(OP)는 두께 방향(D3 방향)을 따라 제1 보조 무기막(141)이 제거된 영역을 지칭할 수 있다.
개구부(OP)는 일 예로 평면 형태가 원형일 수 있다. 그러나 개구부(OP)의 평면 형태는 이에 제한되지 않으며 삼각형, 사각형, 다각형, 또는 타원형 등 어떠한 형태도 가능할 수 있다.
복수의 개구부(OP)를 포함하는 제1 보조 무기막(141) 위에 제2 보조 무기막(142)이 위치할 수 있다. 제2 보조 무기막(142)은 제2 기판(112) 상에 면형으로 위치할 수 있다. 제2 보조 무기막(142)은 제1 보조 무기막(141)을 완전히 덮을 수 있으며 제1 보조 무기막(141)이 포함하는 개구부(OP)와도 중첩할 수 있다.
제2 보조 무기막(142)은 제1 보조 무기막(141)이 가지는 형태에 따라 단차를 가질 수 있다. 개구부(OP)와 중첩하는 영역에서 제2 보조 무기막(142)은 제2 기판(112) 상에 위치하고, 개구부(OP)와 중첩하지 않는 나머지 영역에서 제2 보조 무기막(142)은 제1 보조 무기막(141) 위에 위치할 수 있다. 개구부(OP)와 중첩하는 영역에서 제2 보조 무기막(142)은 제2 기판(112)과 직접 접촉할 수 있다.
무기막(140)은 개구부(OP)와 중첩하는 오목부(140a), 그리고 볼록부(140b)를 포함할 수 있다. 오목부(140a)는 개구부(OP)와 중첩하며 제2 보조 무기막(141)과 중첩한다. 볼록부(140b)는 제1 보조 무기막(141) 및 제2 보조 무기막(142)과 중첩한다.
오목부(140a)는 제1 보조 무기막(141)이 포함하는 개구부(OP)의 형상과 동일한 형상을 가질 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 오목부(140a)의 평면 형태는 일 예로 원형일 수 있다. 그러나 오목부(140a)의 평면 형태는 이에 제한되지 않으며 삼각형, 사각형, 다각형, 또는 타원형 등 어떠한 형태도 가능할 수 있다.
본 명세서에서는 인접한 두 개의 오목부(140a)에서 각 오목부(140a)의 중심(C1) 사이의 거리를 피치(P1)라고 한다. 일 실시예에 따른 피치(P1)는 약 5 μm 내지 약 10 μm일 수 있다. 피치(P1)가 약 5 μm 미만이거나 약 10 μm 초과인 경우 무기막(140)을 관통하는 광이 효과적으로 회절 또는 산란되지 않을 수 있다.
하나의 오목부(140a)의 지름(h1)은 피치(P1)의 약 55% 내지 약 85%일 수 있으며 일 예로 약 65% 내지 약 75%일 수 있다. 오목부(140a)의 지름(h1)이 피치(P1)의 약 55% 미만이거나 약 85% 초과인 경우 무기막(140)을 관통하는 광이 효과적으로 회절 또는 산란 또는 산란되지 않을 수 있다.
오목부(140a)와 볼록부(140b) 사이의 높이 차이(t1)는 약 5000 Å 내지 약 7000 Å일 수 있다. 구체적으로 오목부(140a)의 상면과 볼록부(140b)의 상면 사이의 높이는 약 5000 Å 내지 약 7000 Å일 수 있다. 일 예로 제1 보조 무기막(141)은 약 6000 Å의 두께를 가지고 제2 보조 무기막(142)은 약 2000 Å의 두께를 가지는 경우, 오목부(140a)와 볼록부(140b) 사이의 높이 차이는 약 6000 Å일 수 있다. 오목부(140a)의 일면과 볼록부(140b)의 일면 사이의 높이(t1)가 상기 수치 범위를 만족시키는 범위 내에서, 제1 보조 무기막(141)과 제2 보조 무기막(142) 각각의 두께는 변할 수 있으며 전술한 예시에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예와 같이 무기막(140)이 제2 기판(112) 상에 위치하는 경우 표시부(120)에서 방출된 광(L1)은 회절 또는 산란 또는 굴절될 수 있다. 이에 대해 도 2에 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한다.
도 4a는 제2 기판(112) 상에 별도의 무기막이 위치하지 않는 경우이다. 도 4a에 도시된 바와 같이 표시부(120)가 포함하는 하나의 화소는 광의 방출을 통해 사용자에 의해 하나의 화소(PX1)로 시인될 수 있다.
그러나 일 실시예와 같이 제2 기판(112) 상에 위치하는 무기막(140)을 포함하는 경우 표시부(120)에서 방출되는 광(L1)은 사용자에게 그대로 전달될 뿐만 아니라 도 2에 도시된 점선과 같이 회절될 수 있다. 표시부(120)에서 방출된 광의 회절에 따르면 도 4b에 도시된 바와 같이 일 화소(PX1)를 중심으로 복수의 가상 화소(PX1')가 사용자에 의해 시인될 수 있다. 복수의 가상 화소(PX1')는 일 화소(PX1)가 복제된 것과 같은 효과를 가질 수 있다. 이에 따르면 표시부(120)가 가지는 실제 해상도에 비해 고해상도의 영상을 제공하는 것이 가능할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 광학부(20)를 포함하므로 표시부(120)로부터 제공되는 영상이 확대될 수 있다. 이때 그물과 같은 형태가 시인되거나 화소 영역 사이의 비화소 영역이 흑색으로 시인되는 스크린 도어 현상이 발생할 수 있다. 일 실시예에 따라 일 화소(PX1)가 복제된 것과 같이 복수의 가상 화소(PX1')가 시인되는 경우, 실제 화소(PX1) 사이에서 흑색으로 시인되는 영역에 추가 화소가 위치하는 것과 같이 시인되면서 스크린 도어 현상을 저감시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 무기막(140)은 전술한 바와 같이 화소가 복제되는 효과를 이루기 위해 많은 수의 오목부(140a) 및 볼록부(140b)를 포함할 수 있다.
제1 보조 무기막(141)은 무기 물질을 적층하고 개구부(OP)를 형성하는 제조 공정을 통해 제조될 수 있다. 개구부(OP)를 형성하는 공정에서 제1 보조 무기막(141)의 일부가 탈막되거나 개구부(OP)의 가장자리가 매끈하지 못하게 형성되는 문제가 발생할 수 있다. 불균일한 표면 또는 형태를 가지는 개구부(OP)를 포함하는 경우 광 회절이 효과적으로 발생하지 않으며 스크린 도어 현상을 저감시키지 못할 수 있다.
일 실시예에 따른 무기막(140)은 개구부(OP)를 포함하는 제1 보조 무기막(141) 위에 균일하게 적층된 제2 보조 무기막(142)을 포함할 수 있다. 제2 보조 무기막(142)은 제1 보조 무기막(141)의 균일하지 못한 표면을 매끄럽게 할 수 있으므로 무기막(140) 표면은 균일도가 향상될 수 있다. 이에 따르면 무기막(140)을 통과하여 방출되는 광은 균일하게 회절(또는 산란 또는 굴절)될 수 있으며 화소를 복제하는 것과 같은 효과를 통해 스크린 도어 현상을 개선할 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 패널은 표시 품질이 향상될 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 11을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 패널에 대해 설명한다. 도 5, 도 6 및 도 7 각각은 일 실시예에 따른 무기막의 개략적인 평면도이고, 도 8, 도 9 및 도 10 각각은 일 실시예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이며, 도 11은 일 실시예에 따른 일 화소의 회로도이다. 전술한 실시예에서 설명한 구성요소에 대한 설명은 생략할 수 있다.
우선 도 5를 참조하면 무기막(140)은 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)과 중첩할 수 있다.
무기막(140)이 포함하는 오목부(140a) 및 볼록부(140b)는 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)과 중첩할 수 있다. 오목부(140a)는 표시 영역(DA)과 중첩하는 제1 오목부(140a-1), 그리고 주변 영역(PA)과 중첩하는 제2 오목부(140a-2)를 포함할 수 있다. 도 5에는 도시되지 않았으나 앞서 설명한 바와 같이 오목부(140a)는 제1 보조 막의 개구부, 및 제2 보조 무기막과 중첩할 수 있으며, 볼록부(140b)는 제1 보조 무기막 및 제2 보조 무기막과 중첩할 수 있다.
오목부(140a)의 평면 형태는 일 예로 원형일 수 있다. 그러나 오목부(140a)의 평면 형태는 이에 제한되지 않으며 삼각형, 사각형, 다각형, 또는 타원형 등 어떠한 형태도 가능할 수 있다.
본 명세서에서는 인접한 두 개의 오목부(140a)에서 각 오목부(140a)의 중심 사이의 거리를 피치라고 지칭한다.
도 5를 참조하면 표시 영역(DA)과 중첩하는 인접한 두 개의 제1 오목부(140a-1)를 기준으로, 각각의 제1 오목부(140a-1)의 중심(C1) 사이의 거리는 제1 피치(P1)이다. 주변 영역(PA)에 위치하는 인접한 두 개의 제2 오목부(140a-2)를 기준으로, 각각의 제2 오목부(140a-2)의 중심(C2) 사이의 거리는 제2 피치(P2)이다.
일 실시예에 따른 제1 피치(P1)와 제2 피치(P2)는 실질적으로 동일할 수 있다. 표시 영역(DA)과 중첩하는 복수의 제1 오목부(140a-1)의 중심 사이의 거리는, 주변 영역(PA)과 중첩하는 복수의 제2 오목부(140a-2)의 중심 사이의 거리와 실질적으로 동일할 수 있다. 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)에 걸쳐, 복수의 오목부(140a) 사이의 간격은 실질적으로 동일할 수 있다. 이때 복수의 오목부(140a) 사이의 간격 또는 거리는 인접한 오목부(140a) 사이의 최소 직선 거리를 지칭한다.
제1 피치(P1) 및 제2 피치(P2) 각각은 약 5 μm 내지 약 10 μm일 수 있다. 제1 피치(P1) 및 제2 피치(P2)가 약 5 μm 미만이거나 약 10 μm 초과인 경우 무기막(140)을 관통하는 광이 효과적으로 회절 또는 산란 또는 굴절되지 않을 수 있다.
표시 영역(PA)에 위치하는 제1 오목부(140a-1)의 지름(h1)은 주변 영역(PA)과 중첩하는 제2 오목부(140a-2)의 지름(h2)과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 표시 영역(DA)과 중첩하는 제1 오목부(140a-1)와 주변 영역(PA)과 중첩하는 제2 오목부(140a-2)의 평면 크기는 실질적으로 동일할 수 있다. 표시 영역(DA)과 주변 영역(PA)과 중첩하는 복수의 오목부(140a)는 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있다.
표시 영역(DA)과 중첩하는 제1 오목부(140a-1)의 지름(h1)은 제1 피치(P1)의 약 55% 내지 약 85%일 수 있으며 일 예로 약 65% 내지 약 75%일 수 있다. 주변 영역(PA)에 위치하는 제2 오목부(140a-2)의 지름(h2)은 제2 피치(P2)의 약 55% 내지 약 85%일 수 있으며 일 예로 약 65% 내지 약 75%일 수 있다. 제1 오목부(140a-1) 및 제2 오목부(140a-2)는 상기 범위 내에서 실질적으로 동일한 지름을 가질 수 있다. 제1 오목부(140a-1) 및 제2 오목부(140a-2)의 지름(h1, h2)이 피치의 55% 미만이거나 85% 초과인 경우 표시부(120)에서 방출되는 광이 효과적으로 회절 또는 산란 또는 굴절되지 않을 수 있다.
본 명세서는 무기막이 포함하는 오목부가 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)에 걸쳐 동일한 간격, 동일한 크기로 배열된 실시예를 설명하였으나 이에 제한되는 것은 아니다. 표시 영역(DA)과 중첩하는 제1 오목부(140a-1)와, 주변 영역(PA)과 중첩하는 제2 오목부(140a-2)는 크기가 상이하거나 간격이 상이하게 변형될 수 있다.
다음 도 6을 참조하면, 무기막(140)은 오목부(140a)와 볼록부(140b)를 포함할 수 있다.
이때 인접한 3개의 오목부(140a)의 중심(C)을 연결하면 가상의 삼각형(V1)을 형성할 수 있다. 이때 상기 가상의 삼각형(V1)은 일 예로 정삼각형이거나 이등변 삼각형일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 일 실시예에 따라 D1 방향과 평행한 가상의 제1선(L1)에 대해 복수의 오목부(140a)의 중심(C)을 지나는 가상의 제2선(L2)은 기울어질 수 있다. 제1선(L1)과 제2선(L2) 사이의 제1 각도(θ1)는 약 3도(°) 내지 약 30 도(°)일 수 있다.
이때 가상의 제2선(L2)은 복수의 오목부의 중심을 지나는 복수의 가상의 선 중 가상의 제1선(L1)과 가장 작은 각도로 기울어진 선일 수 있다. 가상의 제1선(L1)은 D1 방향과 평행할 수 있으며, 제1 기판의 일 가장자리와 실질적으로 평행한 선일 수 있다.
다음 도 7을 참조하면 무기막(140)은 오목부(140a) 및 볼록부(140b)를 포함할 수 있다.
인접한 4 개의 오목부(140a)의 중심(C)을 연결하면 가상의 사각형(V2)을 형성할 수 있다. 가상의 사각형(V2)은 4 개의 모서리가 90도 (°)일 수 있으며 일 예로 정사각형이거나 직사각형일 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에 따라 D1 방향과 평행한 가상의 제1선(L1)에 대해 복수의 오목부(140a)의 중심(C)을 지나는 가상의 제2선(L2)은 기울어질 수 있다. 제1선(L1)과 제2선(L2) 사이의 제2 각도(θ2)는 약 3도(°) 내지 약 30 도(°)일 수 있다.
이때 가상의 제2선(L2)은 복수의 오목부(140a)의 중심을 지나는 복수의 가상의 선 중 가상의 제1선(L1)에 대해 가장 작은 각도로 기울어진 선일 수 있다. 가상의 제1선(L1)은 D1 방향과 평행할 수 있다. 일 예로 가상의 제1선(L1)은 기판의 일 가장자리와 실질적으로 평행할 수 있다.
다음 도 8을 참조하면 일 실시예에 따른 표시 패널(10)은 제1 기판(111), 제1 기판(111) 위에 위치하는 표시부(120), 표시부(120)를 덮는 봉지층(113), 그리고 봉지층(113) 상에 위치하는 무기막(140)을 포함한다. 표시 패널(10)은 실시예에 따라 평판형 표시 패널이거나 벤딩, 폴딩 또는 롤링이 가능한 플렉서블 표시 패널일 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 기판(111)은 복수의 화소와 중첩하는 표시 영역(DA), 및 표시 영역(DA)을 둘러싸는 주변 영역(PA)을 포함한다. 주변 영역(PA)은 제1 기판(111)의 가장자리와 중첩할 수 있으며 표시 영역(DA) 외측에 위치한다.
제1 기판(111)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등을 포함하는 절연성 기판이거나 스테인리스 강 등을 포함하는 금속성 기판일 수 있다. 제1 기판(111)은 실시예에 따라 플랫하거나 플렉서블할 수 있다.
표시부(120)는 복수의 화소를 포함할 수 있다. 일 화소는 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터에 연결된 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터와, 이에 연결된 발광 다이오드는 도 11을 참조하여 후술하기로 한다. 일 실시예에 따른 표시부(120)은 박막 트랜지스터와 발광 다이오드를 포함하는 실시예에 제한되지 않고 박막 트랜지스터와 액정층을 포함할 수도 있다.
봉지층(113)은 유기막 및 무기막이 교번하여 적층된 구조를 포함할 수 있다. 일 예로 봉지층(113)은 제1 무기막과 제2 무기막 사이에 제1 유기막이 적층된 구조를 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 봉지층(113)은 표시부(120)에 산소 또는 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 9를 참조하여 일 실시예에 따른 봉지층(113)을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
봉지층(113)은 하나 이상의 무기막과 하나 이상의 유기막이 적층된 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 봉지층(113)은 제1 봉지 무기막(113a), 봉지 유기막(113b) 및 제2 봉지 무기막(113b)을 포함할 수 있다. 봉지층(113)에서 제1 봉지 무기막(113a) 및 제2 봉지 무기막(113b)은 주로 수분 등의 침투를 방지하고, 봉지 유기막(113b)은 주로 봉지층(113)의 표면, 특히 봉지층(113)의 상부면을 평탄화할 수 있다.
제1 봉지 무기막(113a) 및 제2 봉지 무기막(113c)은 규소 산화물, 규소 질화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 봉지 유기막(113b)은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 페릴렌계 수지 등의 유기 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 무기막(140)은 봉지층(113) 위에 위치할 수 있다. 일 예로 봉지층(113)의 제2 봉지 무기막(113b) 상에 위치할 수 있으며 이에 제한되지 않고 봉지층(113)의 최상층이 유기막인 경우 유기막 위에 위치할 수도 있다.
무기막(140)은 전술한 바와 동일하므로 이하에서는 구체적인 설명을 생략한다.
다음 도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 제1 보조 무기막(141)은 불규칙한 형태의 홈(A)을 포함할 수 있다.
무기 물질을 봉지층(113)(또는 제2 기판) 상에 적층하고 상기 무기 물질을 패터닝하여 제1 보조 무기막(141)이 형성될 수 있다. 개구부(OP)를 형성하기 위해 무기 물질을 패터닝하는 공정에서 무기 물질의 일부는 뜯겨져 나갈 수 있으며, 제1 보조 무기막(141)은 도 10에 도시된 바와 같이 홈(A)을 포함할 수 있다.
제2 보조 무기막(142)은 제1 보조 무기막(141) 위에 위치한다. 제2 보조 무기막(141)은 제1 보조 무기막(141)이 포함하는 개구부(OP) 및 홈(A)과 모두 중첩하는 형태를 가질 수 있다. 제2 보조 무기막(142)은 홈(A)을 채우는 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 무기막(140)은 불균일한 표면을 가지는 제1 보조 무기막(141)을 포함하더라도 홈(A)을 채우는 제2 보조 무기막(142)에 의해 매끈한 표면을 가지는 무기막(140)을 제공할 수 있다.
이하에서는 도 11을 참조하여 표시 패널이 포함하는 일 화소에 대해 살펴본다.
도 11에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 패널에 포함되는 일 화소(PX)는 신호선(121, 171, 172), 신호선(121, 171, 172)에 연결되어 있는 트랜지스터(T1, T2), 스토리지 커패시터(storage capacitor, Cst) 및 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 포함한다.
트랜지스터(T1, T2)는 스위칭 트랜지스터(switching transistor)(T1), 구동 트랜지스터(driving transistor)(T2)를 포함할 수 있다.
신호선(121, 171, 172)은 스캔 신호(Sn)를 전달하는 스캔선(121), 스캔선(121)과 교차하며 데이터 신호(Dm)를 전달하는 데이터선(171), 그리고 구동 전압(ELVDD)을 전달하며 데이터선(171)과 실질적으로 평행한 형태를 가지는 구동 전압선(172)을 포함한다.
스위칭 트랜지스터(T1)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가진다. 제어 단자는 스캔선(121)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 트랜지스터(T2)에 연결되어 있다. 스위칭 트랜지스터(T1)는 스캔선(121)에 인가되는 스캔 신호(Sn)에 응답하여 데이터선(171)에 인가되는 데이터 신호(Dm)를 구동 트랜지스터(T2)에 전달한다.
구동 트랜지스터(T2) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가진다. 제어 단자는 스위칭 트랜지스터(T1)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선(172)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 발광 다이오드(LED)에 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(T2)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 구동 전류(Id)를 전달한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(T2)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(T2)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴 오프(turn off)된 뒤에도 이를 유지한다.
발광 다이오드(LED)는 구동 트랜지스터(T2)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode), 공통 전압(ELVSS)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 포함한다. 발광 다이오드(LED)는 구동 트랜지스터(T2)의 구동 전류(Id)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
스위칭 트랜지스터(T1) 및 구동 트랜지스터(T2)는 n 채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET) 또는 p 채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다.
본 명세서는 2 개의 트랜지스터와 1 개의 커패시터를 포함하는 일 화소의 구조를 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 트랜지스터의 수와 커패시터의 수는 다양하게 변경 가능하다.
이하에서는 도 12 및 도 13을 참조하여 실시예에 따른 무기막을 포함하는 표시 장치의 이미지에 대해 살펴본다.
도 12는 단일층 구조의 무기막을 포함하는 표시 패널을 통과한 일부 화소 영역에 대한 이미지이며, 도 13은 전술한 실시예와 같이 제1 보조 무기막 및 제2 보조 무기막을 포함하는 표시 패널을 통과한 일부 화소 영역에 대한 이미지이다.
스크린 도어 현상에 대한 개선 여부를 판단하는 SDE INDEX를 기준으로 도 12의 실시예에 따른 경우 적색 화소를 기준으로 약 0.2 정도 감소함을 확인하였다.
일 실시예에 따라 이중층으로 형성된 무기막을 포함하는 경우 무기막에 의한 스크린 도어 현상의 저감이 우수함을 알 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: 주변 영역
111: 제1 기판
120: 표시부
112: 제2 기판
140: 무기막
141: 제1 보조 무기막
142: 제2 보조 무기막

Claims (22)


  1. 표시 영역 및 주변 영역을 포함하는 제1 기판,
    상기 제1 기판 상에 위치하며 복수의 화소를 포함하는 표시부,
    상기 표시부 상에 위치하는 제2 기판, 그리고
    상기 제2 기판 상에 위치하는 무기막을 포함하고,
    상기 무기막은,
    상기 제2 기판 상에 위치하며 개구부를 포함하는 제1 보조 무기막, 그리고
    상기 제1 보조 무기막 상에 위치하는 제2 보조 무기막을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 보조 무기막은 상기 표시 영역과 중첩하는 면형 형태인 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 개구부와 중첩하는 상기 제2 보조 무기막은 상기 제2 기판과 접촉하는 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 개구부의 평면 형상은 원형인 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 무기막은,
    상기 표시부를 향하는 상기 제2 기판의 일면과 마주하는 타면 상에 위치하는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 무기막은 오목부 및 볼록부를 포함하는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 오목부는 상기 개구부와 중첩하는 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 오목부의 평면 형상은 원형인 표시 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 오목부의 지름은,
    인접한 2 개의 오목부의 중심 사이의 거리의 55 % 내지 85 %인 표시 장치.
  10. 제6항에서,
    인접한 상기 오목부의 중심 사이의 거리는 5 μm 내지 10 μm인 표시 장치.
  11. 제6항에서,
    상기 오목부의 일면과 상기 볼록부의 일면 사이의 높이는 5000 Å 내지 7000 Å인 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 무기막은 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역과 중첩하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 무기막은
    상기 표시 영역과 중첩하는 제1 오목부, 그리고
    상기 주변 영역과 중첩하는 제2 오목부를 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 오목부의 지름과 상기 제2 오목부의 지름은 실질적으로 동일한 표시 장치.
  15. 제13항에서,
    인접한 2 개의 제1 오목부의 중심 사이의 거리는 제1 피치이고,
    인접한 2 개의 제2 오복부의 중심 사이의 거리는 제2 피치인 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 피치와 상기 제2 피치가 실질적으로 동일한 표시 장치.
  17. 하우징,
    상기 하우징에 실장된 표시 패널, 그리고
    상기 표시 패널과 중첩하는 광학부를 포함하고,
    상기 표시 패널은,
    표시 영역 및 주변 영역을 포함하는 제1 기판,
    상기 제1 기판 상에 위치하며 복수의 화소를 포함하는 표시부, 그리고
    상기 표시부 상에 위치하며 오목부 및 볼록부를 포함하는 무기막을 포함하며,
    상기 무기막은 적어도 2개의 층을 포함하는 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 표시 장치는 상기 무기막과 상기 표시부 사이에 위치하는 제2 기판 또는 봉지층을 포함하는 표시 장치.
  19. 제17항에서,
    상기 무기막은,
    상기 표시부 위에 위치하며 개구부를 포함하는 제1 보조 무기막, 그리고
    상기 제1 보조 무기막 위에 위치하는 제2 보조 무기막을 포함하는 표시 장치.
  20. 제17항에서,
    상기 무기막은 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역과 중첩하는 표시 장치.
  21. 제18항에서,
    상기 봉지층은,
    제1 봉지 무기막,
    상기 제1 봉지 무기막과 중첩하는 제2 봉지 무기막, 그리고
    상기 제1 봉지 무기막 및 상기 제2 봉지 무기막 사이에 위치하는 봉지 유기막을 포함하는 표시 장치.
  22. 제21항에서,
    상기 무기막은 상기 제2 봉지 무기막 상에 위치하는 표시 장치.
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