KR102018741B1

KR102018741B1 - 커버 윈도우를 구비하는 표시 장치

Info

Publication number: KR102018741B1
Application number: KR1020130063506A
Authority: KR
Inventors: 임상현
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2019-09-06
Also published as: TWI672224B; US20190187507A1; US11372272B2; CN104217655A; CN109686257B; US20140355227A1; TW201446523A; US10802312B2; US20210026187A1; CN104217655B; CN109686257A; US10216020B2; KR20140142418A

Abstract

커버 윈도우의 베젤 영역의 폭을 줄일 수 있는 표시 장치를 제공한다. 표시 장치는, 이미지를 표시하는 표시 영역 및 표시 영역과 접하며 표시 영역의 뒤쪽으로 구부러진 패드 영역을 포함하는 가요성 표시 패널과, 가요성 표시 패널의 전방에 위치하는 커버 윈도우를 포함한다.

Description

커버 윈도우를 구비하는 표시 장치 {DISPLAY DEVICE WITH COVER WINDOW}

본 기재는 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가요성 표시 패널과 커버 윈도우를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.

표시 장치는 이미지를 표시하는 표시 패널과, 표시 패널을 덮어 보호하는 커버 윈도우(cover window)를 포함한다. 표시 패널은 실제 이미지가 표시되는 표시 영역과, 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역으로 구분된다. 커버 윈도우는 표시 영역에 대응하는 투명 영역과, 비표시 영역에 대응하는 불투명한 베젤 영역으로 구분된다.

표시 패널의 비표시 영역은 일부의 배선이 지나가는 작은 폭의 비엠(BM, black matrix) 영역과, 모든 배선이 지나가는 큰 폭의 패드 영역을 포함한다. 패드 영역에는 집적회로 칩이 실장될 수 있으며, 패드 전극들이 위치하여 칩 온 필름(chip on film, COF) 또는 가요성 인쇄회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB)과 접속된다. 주로 비엠 영역은 표시 영역의 세 가장자리와 접하고, 패드 영역은 표시 영역의 나머지 한 가장자리와 접한다.

표시 장치를 구비한 전자 기기, 예를 들어 모바일 기기는 표시 장치 이외에 스피커, 카메라, 근접 센서, 물리적 버튼, 정전식 버튼, 및 마이크 등 많은 부품들을 구비한다. 이 부품들은 커버 윈도우의 베젤 영역 상에 또는 베젤 영역의 뒤쪽에 위치한다.

모바일 기기는 그립감 확보를 위해 패드 영역을 표시 영역의 하측에 위치시키고 있으며, 전술한 부품들을 표시 영역의 상측과 하측에 나누어 위치시키고 있다. 즉 사용자가 모바일 기기를 관찰하는 시점을 기준으로 베젤 영역을 표시 영역의 상하좌우 영역으로 구분하면, 좌우측 베젤 영역은 비엠 영역에만 대응하므로 얇은 폭을 가질 수 있다.

그러나 하측 베젤 영역은 패드 영역을 덮어야 할 뿐만 아니라 전술한 부품들 중 하나 이상을 배치해야 하므로 넓은 폭을 유지해야 한다. 상측 베젤 영역은 부품 배치를 위한 적정 폭을 확보하면 되지만, 디자인 관점에서 하측 베젤 영역과 폭을 동일하게 맞출 필요가 있으므로 불필요하게 넓은 폭을 가지게 된다.

본 기재는 베젤 영역의 폭을 줄일 수 있고, 그 결과 같은 외형 크기의 전자 기기에서 표시 영역의 크기를 확대시킬 수 있으며, 디자인의 자유도를 높일 수 있는 표시 장치를 제공하고자 한다.

본 기재의 일 실시예에 따른 표시 장치는 가요성 표시 패널과 커버 윈도우를 포함한다. 가요성 표시 패널은 이미지를 표시하는 표시 영역과, 표시 영역과 접하며 표시 영역의 뒤쪽으로 구부러진 패드 영역을 포함한다. 커버 윈도우는 가요성 표시 패널의 전방에 위치한다.

가요성 표시 패널은 표시 영역의 외측에 위치하는 비표시 영역을 포함할 수 있으며, 비표시 영역은 비엠(BM) 영역과, 패드 영역 중 표시 영역의 외측으로 노출된 노출 영역을 포함할 수 있다. 노출 영역은 표시 영역의 좌측 단부와 우측 단부 중 어느 한 단부와 접할 수 있고, 표시 영역은 노출 영역과 접하지 않는 세 가장자리에서 비엠 영역과 접할 수 있다.

커버 윈도우는 표시 영역과 마주하는 투명 영역과, 투명 영역을 둘러싸며 비표시 영역과 마주하는 불투명한 베젤 영역을 포함할 수 있다. 베젤 영역은 표시 영역의 좌우 양측에 위치하는 좌측 베젤 영역 및 우측 베젤 영역과, 표시 영역의 상하 양측에 위치하는 상측 베젤 영역 및 하측 베젤 영역을 포함할 수 있다.

좌측 베젤 영역과 우측 베젤 영역 중 어느 하나는 노출 영역과 마주하고, 다른 하나는 비엠 영역과 마주할 수 있다. 상측 베젤 영역과 하측 베젤 영역 각각은 비엠 영역과 마주하는 제1 영역과, 부품 배치를 위한 제2 영역을 포함할 수 있다.

커버 윈도우는 좌우측 외곽에 렌즈부를 형성할 수 있고, 표시 영역은 렌즈부의 곡률에 대응하여 구부러질 수 있다. 커버 윈도우는 표시 영역의 상하 양측에 위치하는 상측 베젤 영역과 하측 베젤 영역을 포함할 수 있다. 상측 베젤 영역과 하측 베젤 영역 각각은 비엠 영역과 마주하는 제1 영역과, 부품 배치를 위한 제2 영역을 포함할 수 있다.

본 기재의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치는, 평탄부 및 평탄부의 좌우 양측에 위치하는 렌즈부를 포함하는 커버 윈도우와, 커버 윈도우의 후방에 위치하는 가요성 표시 패널을 포함한다. 렌즈부는 타원의 4등분 호(弧, acr) 형태를 이루는 외측면과 내측면을 포함하고, 외곽으로 갈수록 큰 두께로 형성된다. 가요성 표시 패널은 평탄부 및 렌즈부에 대응하는 표시 영역과, 표시 영역과 접하며 표시 영역의 뒤쪽으로 구부러진 패드 영역을 포함한다.

외측면은 외측 가상 타원의 4등분 호에 대응하고, 내측면은 내측 가상 타원의 4등분 호에 대응하며, 외측 가상 타원의 곡률 변화 정도는 내측 가상 타원의 곡률 변화 정도보다 작을 수 있다. 외측 가상 타원의 장축 반경은 내측 가상 타원의 4등분 호의 길이와 같을 수 있다.

외측면의 단부와 내측면의 단부에 각각 외측 가상 타원의 장축 및 내측 가상 타원의 장축과 교차하는 제1 지점과 제2 지점이 설정되고, 평탄부의 표면에 대해 제1 지점과 제2 지점을 연결하는 가상의 선이 이루는 각도는 커버 윈도우의 재질에 따른 굴절 임계각과 같을 수 있다.

표시 영역은 내측면에 밀착될 수 있으며, 표시 영역의 좌우측 단부는 제2 지점과 일치할 수 있다. 커버 윈도우는 강화 유리, 폴리메틸메타크릴레이트, 및 폴리카보네이트 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

커버 윈도우는 표시 영역의 상하 양측에 위치하는 상측 베젤 영역과 하측 베젤 영역을 포함할 수 있고, 상측 베젤 영역과 하측 베젤 영역 각각은 비엠 영역과 마주하는 제1 영역과, 부품 배치를 위한 제2 영역을 포함할 수 있다.

커버 윈도우의 좌측 베젤 영역과 우측 베젤 영역은 각각 비엠 영역과 노출 영역에 대응하며, 그 폭을 최소화하여 전자 기기(모바일 기기)의 그립감을 높일 수 있다. 그리고 하측 베젤 영역은 종래와 달리 패드 영역을 가릴 부위가 필요하지 않으므로 부품 배치를 위한 최소한의 폭만 확보하면 된다. 즉 종래 대비 하측 베젤 영역의 폭을 줄일 수 있다. 그리고 디자인 관점에서 하측 베젤 영역과 같은 폭을 가지는 상측 베젤 영역 또한 그 폭을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 표시 장치 중 가요성 표시 패널의 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ을 따라 절개한 가요성 표시 패널의 개략 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 표시 장치의 결합 상태를 나타낸 부분 단면도이다.
도 5는 본 실시예의 커버 윈도우와 비교예의 커버 윈도우를 나타낸 정면도이다.
도 6은 도 1에 도시한 표시 장치의 변형예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 표시 장치 중 커버 윈도우의 평면도이다.
도 9는 도 7에 도시한 표시 장치의 결합 상태를 나타낸 부분 단면도이다.
도 10과 도 11은 도 7에 도시한 표시 장치 중 커버 윈도우의 부분 단면도이다.
도 12는 도 7에 도시한 표시 장치 중 커버 윈도우의 부분 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “상에” 또는 “위에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, “~ 상에” 또는 “~ 위에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 표시 장치 중 가요성 표시 패널의 사시도이다.

도 1과 도 2를 참고하면, 표시 장치(100)는 가요성 표시 패널(10)과, 가요성 표시 패널(10)의 앞면에 위치하는 커버 윈도우(30)를 포함한다. 커버 윈도우(30)는 가요성 표시 패널(10)을 덮어 외부에서 가해지는 충격과 스크레치 등으로부터 가요성 표시 패널(10)을 보호한다. 가요성 표시 패널(10)은 투명 접착층에 의해 커버 윈도우(30)에 부착될 수 있다.

가요성 표시 패널(10)은 휘어지는 표시 패널로서 가요성 기판(11)과, 가요성 기판(11) 상에 형성된 표시부(20)를 포함한다. 가요성 기판(11)은 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate)와 같은 고분자 필름으로 형성되거나, 금속 포일(metal foil)로 형성될 수 있다. 표시부(20)는 복수의 화소를 포함하며, 복수의 화소에서 방출되는 빛들을 조합하여 이미지를 표시한다.

도 3은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ을 따라 절개한 가요성 표시 패널의 개략 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 가요성 표시 패널(10)은 표시부(20)가 형성된 표시 영역(DA)과, 표시 영역(DA) 외측의 비표시 영역으로 구분된다. 비표시 영역은 다시 일부의 배선이 지나가는 비엠(BM, black matrix) 영역(BA)과, 모든 배선이 지나가며 패드 전극들이 배치되는 패드 영역(PA)으로 구분된다.

도 3에서 부호 12는 비엠 영역(BA)에 위치하는 배선을 나타내고, 부호 13은 어느 하나의 패드 전극을 나타낸다.

비엠 영역(BA)은 표시 영역(DA)의 세 가장자리와 접하며, 패드 영역(PA)은 표시 영역(DA)의 나머지 한 가장자리와 접한다. 패드 영역(PA)은 비엠 영역(BA)보다 큰 폭을 가진다. 예를 들어, 비엠 영역(BA)은 대략 1mm의 폭으로 형성될 수 있고, 패드 영역(PA)은 대략 3~5mm의 폭으로 형성될 수 있다. 패드 영역(PA)에는 집적회로 칩이 실장될 수 있다.

가요성 표시 패널(10)은 유기 발광 표시 패널일 수 있다. 이 경우 각 화소는 박막 트랜지스터와 커패시터를 포함하는 화소 회로와, 화소 회로에 의해 발광이 제어되는 유기 발광 다이오드로 구성된다. 도 3에서는 표시부(20)를 화소 회로층(21)과 유기 발광 다이오드층(22)으로 개략화하여 도시하였다. 표시부(20)는 박막 봉지층(23)으로 덮여 밀봉되며, 배선은 표시 영역(DA)의 화소 회로와 패드 영역(PA)의 패드 전극을 연결한다.

패드 영역(PA)에 배치된 패드 전극들은 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film, ACF)에 의해 가요성 인쇄회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB)(14)의 출력측 배선과 전기적 및 물리적으로 연결된다. 그리고 가요성 인쇄회로 기판(14)의 입력측 배선은 이방성 도전 필름에 의해 인쇄회로 기판(15)과 전기적 및 물리적으로 연결된다.

따라서 인쇄회로 기판(15)에서 출력된 제어 신호는 가요성 인쇄회로 기판(14)과 배선을 거쳐 표시 영역(DA) 내부의 화소 회로로 전달된다. 가요성 인쇄회로 기판(14) 대신 집적회로 칩이 실장된 칩 온 필름(chip on film, COF)이 사용될 수도 있다.

패드 영역(PA)은 표시 영역(DA)의 뒤쪽으로 접히거나 구부러진다. 즉 도 2에 도시한 바와 같이 패드 영역(PA)이 평탄한 상태에서 패드 영역(PA) 상에 벤딩 라인(bending line)(BL)이 설정되고, 벤딩 라인(BL)을 기준으로 패드 영역(PA)이 표시 영역(DA)의 뒤쪽으로 접히거나 구부러진다.

가요성 기판(11)은 휘어짐을 방해하는 외부 요인이 없을 때 쉽게 구부리고 접을 수 있으므로, 벤딩 라인(BL)에 휘어짐을 방해하는 외부 요인, 예를 들어 집적회로 칩이 위치하지 않는 이상 패드 영역(PA)은 표시 영역(DA)의 뒤쪽으로 쉽게 접히거나 구부러진다. 패드 영역(PA)이 뒤로 접힐 때 가요성 인쇄회로 기판(14)의 일부도 같이 휘어지며, 가요성 인쇄회로 기판(14)과 인쇄회로 기판(15)은 표시 영역(DA)의 뒤쪽에 위치한다.

패드 영역(PA)이 표시 영역(DA)의 뒤쪽으로 접히거나 휘어짐에 따라, 패드 영역(PA) 중 표시 영역(DA)과 접하는 최소의 영역만 표시 영역(DA)과 나란하게 위치하여 표시 영역(DA)의 외측으로 노출된다. 즉 패드 영역(PA)은 커버 윈도우(30)가 없는 상태에서 표시 영역(DA)의 외측으로 노출되어 표시 영역(DA)과 함께 관측되는 영역(노출 영역)(PA1)을 포함한다. 도 1에서 노출 영역(PA1)의 폭을 w1으로 표시하였다.

노출 영역(PA1)은 비엠 영역(BA)과 같은 대략 1mm의 폭을 가질 수 있다. 패드 영역(PA) 전체가 표시 영역(DA)의 외측에 위치하는 종래의 표시 패널과 달리 본 실시예에서는 패드 영역(PA)의 일부, 즉 전술한 노출 영역(PA1)만 표시 영역(DA)의 외측에 위치하는 결과를 나타낸다.

도 4는 도 1에 도시한 표시 장치의 결합 상태를 나타낸 부분 단면도이다.

도 1과 도 4를 참고하면, 커버 윈도우(30)는 표시 영역(DA)에 대응하는 투명 영역(31)과, 비표시 영역에 대응하는 불투명한 베젤 영역(32)을 포함한다. 이때 패드 영역(PA)은 표시 영역(DA)의 뒤쪽으로 접히거나 휘어져 있으므로 비표시 영역은 비엠 영역(BA)과 노출 영역(PA1)에 해당한다. 즉 베젤 영역(32)은 비엠 영역(BA)과 노출 영역(PA1)에 대응한다.

커버 윈도우(30)는 스크레치가 쉽게 생기지 않도록 강도가 높은 강화 유리, 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methylmethacrylate); PMMA), 및 폴리카보네이트(ploycarbonate, PC) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 커버 윈도우(30)는 가요성 표시 패널(10)과 각종 부품들을 수납하는 케이스(19)와 체결된다.

베젤 영역(32)은 표시 영역(DA)의 상측 베젤 영역(32U), 하측 베젤 영역(32D), 좌측 베젤 영역(32L), 및 우측 베젤 영역(32R)으로 구분될 수 있다.

여기서, 상하 방향은 사용자가 표시 장치(100)를 구비한 전자 기기(예를 들어 모바일 기기)를 관찰하는 시점을 기준으로 위아래 방향으로 정의될 수 있다. 다른 한편으로, 상하 방향은 전자 기기가 초기 작동할 때 화면이 정상적으로 구현되는 방향(예를 들어 글자를 표시할 때 글자가 옆으로 눕지 않고 바르게 표시되는 방향)을 기준으로 위아래 방향으로 정의될 수 있다. 좌우 방향은 상하 방향과 직교한다.

표시 장치(100)를 구비한 전자 기기는 스피커, 카메라, 근접 센서, 물리적 버튼, 정전식 버튼, 및 마이크 등 많은 부품들을 구비한다. 그리고 이 부품들은 커버 윈도우(30)의 베젤 영역(32) 상에 또는 베젤 영역(32)의 뒤쪽에 위치한다. 모바일 기기의 경우 그립감 확보를 위해 이 부품들을 상측 베젤 영역(32U)과 하측 베젤 영역(32D)에 나누어 위치시키고 있다.

본 실시예의 표시 장치(100)에서 노출 영역(PA1)은 표시 영역(32)의 좌측 단부 또는 우측 단부와 접한다. 즉 노출 영역(PA1)은 하측 베젤 영역(32D)의 뒤쪽에 위치하지 않고 좌측 베젤 영역(32L)과 우측 베젤 영역(32R) 중 어느 한 베젤 영역의 뒤쪽에 위치한다. 도 1과 도 4에서는 노출 영역(PA1)이 우측 베젤 영역(32R)의 뒤쪽에 위치하는 경우를 예로 들어 도시하였다.

따라서 좌측 베젤 영역(32L)과 우측 베젤 영역(32R)은 각각 비엠 영역(BA)과 노출 영역(PA1)에 대응하며, 그 폭을 최소화하여 전자 기기(모바일 기기)의 그립감을 높일 수 있다.

그리고 하측 베젤 영역(32D)은 종래와 달리 패드 영역을 가릴 부위가 필요하지 않으므로 부품 배치를 위한 최소한의 폭만 확보하면 된다. 즉 종래 대비 하측 베젤 영역(32D)의 폭을 줄일 수 있다. 그리고 디자인 관점에서 하측 베젤 영역(32D)과 같은 폭을 가지는 상측 베젤 영역(32U) 또한 그 폭을 줄일 수 있다.

도 5는 본 실시예의 커버 윈도우와 비교예의 커버 윈도우를 나타낸 정면도이다. (a)가 실시예의 커버 윈도우(30)를 나타내고, (b)가 비교예의 커버 윈도우(301)를 나타낸다.

도 5를 참고하면, 비교예의 경우 하측 베젤 영역(32D)은 패드 영역을 가리기 위한 영역(A10)과 부품 배치를 위한 영역(A11)을 포함한다. 그리고 디자인 관점에서 상측 베젤 영역(32U)은 하측 베젤 영역(32D)과 같은 폭을 가지는 것이 일반적이므로, 부품 배치를 위한 영역(A11) 이외에 추가 영역(A12)을 포함한다.

실시예의 경우 하측 베젤 영역(32D)은 비엠 영역(BA)을 가리기 위한 제1 영역(A1)과 부품 배치를 위한 제2 영역(A2)을 포함한다. 이때 제1 영역(A1)의 폭은 비교예의 패드 영역을 가리기 위한 영역(A10)의 폭보다 작으므로 하측 베젤 영역(32D)의 폭을 줄일 수 있다. 상측 베젤 영역(32U) 또한 비엠 영역(BA)을 가리기 위한 제1 영역(A1)과 부품 배치를 위한 제2 영역(D2)을 포함하며, 비교예의 상측 베젤 영역(32U) 대비 작은 폭을 가진다.

다시 도 1과 도 4를 참고하면, 노출 영역(PA1)을 하측 베젤 영역(32D)의 뒤쪽에 위치시키는 경우 본 실시예의 표시 장치와 같은 효과를 구현할 수 있다고 생각할 수 있다. 그러나 하측 베젤 영역(32D)의 뒤쪽에는 전술한 부품들이 위치하므로, 뒤로 휘어진 패드 영역(PA)이 이 부품들과 간섭을 일으켜 불량이 발생할 수 있고, 패드 영역(PA)을 지지하기 위한 구조물 설치가 용이하지 않다.

반면, 좌우측 베젤 영역(32L, 32R)의 뒤쪽에는 전술한 부품들이 위치하지 않으므로, 뒤로 휘어진 패드 영역(PA)은 부품들과 간섭을 일으키지 않으며, 패드 영역(PA)을 지지하기 위한 구조물 설치가 용이하다. 즉 본 실시예의 표시 장치(100)에서 패드 영역(PA)은 뒤로 접혀 노출 영역(PA1)의 폭을 최소화할 뿐만 아니라 부품들과 간섭을 일으키지 않는 위치에 설치되어 불량 발생을 억제할 수 있다.

표시 영역(DA)은 상하 방향에 따른 폭이 좌우 방향에 따른 폭보다 큰 포트레이트(potrait) 타입으로 형성되거나, 좌우 방향에 따른 폭이 상하 방향에 따른 폭보다 큰 랜드스케이프(landscape) 타입으로 형성될 수 있다. 도 1에서는 첫 번째 경우를 도시하였으며, 두 번째 경우를 도 6에 도시하였다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시한 표시 장치 중 커버 윈도우의 평면도이며, 도 9는 도 7에 도시한 표시 장치의 결합 상태를 나타낸 부분 단면도이다.

제7 내지 도 9를 참고하면, 제2 실시예의 표시 장치(200)에서 커버 윈도우(302)는 좌우측 외곽에 렌즈부(40)를 형성하고, 가요성 표시 패널(10)의 표시 영역(DA)은 렌즈부(40)에 대응하여 구부러진다. 제2 실시예의 표시 장치(100)는 좌우측 베젤 영역을 생략하여 보다 넓은 화면을 제공할 수 있다.

제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 도면 부호를 사용하며, 아래에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해 주로 설명한다.

도 7 내지 도 9를 참고하면, 커버 윈도우(302)는 평탄부(35)와 렌즈부(40)를 포함하며, 렌즈부(40)는 수직부(36)와 연결될 수 있다. 도 7과 도 9에서는 수직부(36)를 도시하였으나, 수직부(36)는 생략 가능하다. 평탄부(35)와 렌즈부(40)는 좌우 방향을 따라 나란하게 위치한다.

도 10과 도 11은 도 7에 도시한 표시 장치 중 커버 윈도우의 부분 단면도이다.

도 10과 도 11을 참고하면, 커버 윈도우(302)의 렌즈부(40)는 타원의 4등분 호(弧, arc) 형태를 이루는 외측면(41)과 내측면(42)을 포함하며, 외곽으로 갈수록 큰 두께로 형성된다. 렌즈부(40)의 외측면(41)은 가상 타원(외측 가상 타원(43))의 4등분 호에 대응하고, 내측면(42)은 다른 가상 타원(내측 가상 타원(44))의 4등분 호에 대응한다.

외측 가상 타원(43)의 곡률 변화 정도는 내측 가상 타원(44)의 곡률 변화 정도보다 작다. '곡률 변화 정도'는 단위 구간의 곡률 차이를 의미한다. 즉 가상 타원 호의 임의의 지점마다 곡률을 구할 수 있으며, 두 지점 사이(단위 구간)의 곡률 차이를 알 수 있다.

커버 윈도우(302)의 단면 상에서 외측면(41)의 단부는 외측 가상 타원(43)의 장축과 교차하는 제1 지점(P1)이 된다. 그리고 내측면(42)의 단부는 내측 가상 타원(44)의 장축과 교차하는 제2 지점(P2)이 된다. 그리고 커버 윈도우(302)의 내부에는 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2)을 연결하는 가상의 선(L10)이 설정된다. 이 가상의 선(L10)이 렌즈부(40)와 수직부(36)를 나누는 경계가 된다.

평탄부(35)의 표면 또는 외측 가상 타원(43)의 장축에 대해 가상의 선(L10)이 이루는 각도는 커버 윈도우(302)의 재질에 따른 굴절 임계각(θ)과 동일하다. 굴절 임계각(θ)은 굴절률이 큰 물질에서 작은 물질로 빛이 입사할 때, 전반사가 일어나기 시작하는 입사각이다.

밀도가 다른 두 매질의 경계면에 빛이 입사할 때 빛의 반사율은 스넬의 법칙(Snell's Law)에 따라 두 물질의 밀도 차이와 굴절률 차이 및 입사각이 클수록 커진다. 빛이 밀도가 높은 매질에서 밀도가 낮은 매질로 진행할 때 입사각을 점점 크게 하여 어떤 입사각이 되면 굴절각이 90°가 되는데, 이때의 입사각이 굴절 임계각(θ)이다. 굴절 임계각(θ)보다 큰 각도로 빛이 입사하면, 빛은 굴절 성분 없이 경계면에서 100% 반사된다.

굴절 임계각(θ)은 스넬의 법칙에 따라 아래 수식 (1)과 같이 두 물질의 굴절률(n1, n2)의 비로 나타낼 수 있다.

--- (1)

커버 윈도우(302)는 유리로 형성될 수 있으며, 유리의 굴절률(n_glass)은 1.5이다. 그리고 대기의 굴절률(n_air)는 1이다. 수식 (1)에 유리의 굴절률과 대기의 굴절률을 대입하면, 굴절 임계각(θ)은 대략 41.81°가 된다. 커버 윈도우(302)의 재질에 따라 굴절 임계각이 변하므로, 두 가상 타원(43, 44)의 곡률을 적절하게 설정하여 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2)을 연결하는 가상의 선(L10)이 굴절 임계각을 구현하도록 한다.

가요성 표시 패널(10)의 표시 영역(DA)은 커버 윈도우(302)의 평탄부(35) 및 렌즈부(40)와 마주하며, 표시 영역(DA)의 좌우측 단부는 렌즈부(40) 내측면(42)의 제2 지점(P2)과 일치한다. 즉 표시 영역(DA)은 수직부(36)와 마주하지 않는다.

표시 영역(DA) 중 평탄부(35)와 마주하는 부분에서 구현된 이미지는 평탄부(35)를 그대로 통과하여 사용자의 시야에 확보된다. 그리고 표시 영역(DA) 중 렌즈부(40)와 마주하는 부분에서 구현된 이미지는 굴절되어 사용자가 위치하는 전방을 향한다. 따라서 표시 영역(DA) 중 렌즈부(40)와 마주하는 부분에서 구현된 이미지 또한 사용자의 시야에 확보된다.

만일 표시 영역(DA)이 제2 지점(P2)을 지나 수직부(36)와 마주하는 경우, 수직부(36)와 마주하는 부분에서 구현된 이미지는 사용자의 전방으로 굴절되지 못한다. 따라서 표시 장치(200)의 전방에 위치하는 사용자는 이 부분에서 구현된 이미지를 볼 수 없다.

렌즈부(40)의 폭 또는 사용자가 관측할 수 있는 관측 영역의 폭은 외측 가상 타원(43)의 장축 반경과 동일하다. 그리고 외측 가상 타원(43)의 장축 반경은 내측 가상 타원(44)의 4등분 호의 길이와 같을 수 있다. 이 경우 렌즈부(40)의 화상 왜곡을 최소화할 수 있다.

도 12는 도 7에 도시한 표시 장치 중 커버 윈도우의 부분 단면도이다. 도 10과 도 12를 참고하여 외측 가상 타원(43)의 장축 반경(lo)이 내측 가상 타원(44)의 4등분 호의 길이와 같아지는 조건에 대해 설명한다.

도 10과 도 12를 참고하면, 렌즈부(40)는 하기 수식 (2)를 만족할 수 있다.

--- (2)

여기서, lo는 외측 가상 타원(43)의 장축 반경을 나타내고, li는 내측 가상 타원(44)의 장축 반경을 나타내며, si는 내측 가상 타원(44)의 단축 반경을 나타낸다.

한편, 하기 수식 (3)은 도 12에 도시한 각 치수들의 삼각함수 관계를 이용해 구해진 관계식이다.

--- (3)

여기서, t는 커버 윈도우(302)의 평탄부(35) 두께를 나타내고, so는 외측 가상 타원(43)의 단축 반경을 나타낸다.

수식 (2)와 수식 (3)을 정리하면 하기 수식 (4) 및 수식 (5)와 같다.

--- (4)

--- (5)

위의 수식 (2)와 (3)에 의해 외측 가상 타원(43)의 장축 반경(lo)과 단축 반경(so) 및 평탄부(35)의 두께(t)가 주어지면, 내측 가상 타원(44)의 장축 반경(li)과 단축 반경(si)을 구할 수 있다. 반대로, 내측 가상 타원(44)의 장축 반경(li)과 단축 반경(si) 및 평탄부(35)의 두께(t)가 주어진 경우에도 수식 (2)와 (3)을 이용하여 외측 가상 타원(43)의 장축 반경(lo)과 단축 반경(so)을 구할 수 있다.

수식 (2) 내지 (5)에 표기된 굴절 임계각(θ)은 커버 윈도우(302)가 유리인 경우이므로, 커버 윈도우(302)의 재질에 따라 굴절 임계각(θ)을 다르게 하여 계산할 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(302)가 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 형성되는 경우, 굴절 임계각(θ)은 대략 42.16°이고, 커버 윈도우(302)가 폴리카보네이트(PC)로 형성되는 경우, 굴절 임계각은 대략 39.09°이다.

다시 도 7 내지 도 9를 참고하면, 제2 실시예의 표시 장치(200)는 커버 윈도우(302)에 전술한 렌즈부(40)를 형성함에 따라 커버 윈도우(302)의 좌측 단부에서 우측 단부에 이르는 영역 전체에서 이미지를 표시할 수 있다.

즉 제2 실시예에서 커버 윈도우(302)는 상측 베젤 영역(32U)과 하측 베젤 영역(32D)만 포함하며, 제1 실시예의 좌우측 베젤 영역을 생략할 수 있다. 따라서 제2 실시예의 표시 장치(200)는 제1 실시예보다 넓은 화면을 제공할 수 있다. 상측 베젤 영역(32U)과 하측 베젤 영역(32D)의 폭은 전술한 제1 실시예와 동일하다.

패드 영역(PA)은 커버 윈도우(302)의 좌측 단부 또는 우측 단부의 뒤쪽에 위치하며, 표시 영역(DA)의 뒤로 접히거나 구부러진다. 패드 영역(PA)이 뒤로 접힐 때 가요성 인쇄회로 기판(14)의 일부도 같이 휘어지며, 가요성 인쇄회로 기판(14)과 인쇄회로 기판(15)은 표시 영역(DA)의 뒤쪽에 위치한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

100, 200: 표시 장치 10: 가요성 표시 패널
20: 표시부 DA: 표시 영역
BA: 비엠 영역 PA: 패드 영역
30, 301, 302: 커버 윈도우 31: 투명 영역
32: 베젤 영역 35: 평탄부
36: 수직부 40: 렌즈부

Claims

이미지를 표시하는 표시 영역과, 표시 영역과 접하며 표시 영역의 뒤쪽으로 구부러진 패드 영역을 포함하는 가요성 표시 패널; 및
상기 가요성 표시 패널의 전방에 위치하는 커버 윈도우
를 포함하고,
상기 커버 윈도우는 렌즈부를 포함하며,
상기 렌즈부는 상기 커버 윈도우의 중심부 대비 두꺼운 영역을 포함하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 가요성 표시 패널은 상기 표시 영역의 외측에 위치하는 비표시 영역을 포함하며,
상기 비표시 영역은 비엠(BM) 영역과, 상기 패드 영역 중 상기 표시 영역의 외측으로 노출된 노출 영역을 포함하는 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 노출 영역은 상기 표시 영역의 좌측 단부와 우측 단부 중 어느 한 단부와 접하며,
상기 표시 영역은 상기 노출 영역과 접하지 않는 세 가장자리에서 상기 비엠 영역과 접하는 표시 장치.
제3항에 있어서,
상기 커버 윈도우는 상기 표시 영역과 마주하는 투명 영역과, 투명 영역을 둘러싸며 상기 비표시 영역과 마주하는 불투명한 베젤 영역을 포함하는 표시 장치.
제4항에 있어서,
상기 베젤 영역은 상기 표시 영역의 좌우 양측에 위치하는 좌측 베젤 영역 및 우측 베젤 영역과, 상기 표시 영역의 상하 양측에 위치하는 상측 베젤 영역 및 하측 베젤 영역을 포함하는 표시 장치.
제5항에 있어서,
상기 좌측 베젤 영역과 우측 베젤 영역 중 어느 하나는 상기 노출 영역과 마주하고, 다른 하나는 상기 비엠 영역과 마주하는 표시 장치.
제5항에 있어서,
상기 상측 베젤 영역과 상기 하측 베젤 영역 각각은 상기 비엠 영역과 마주하는 제1 영역과, 부품 배치를 위한 제2 영역을 포함하는 표시 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 커버 윈도우는 상기 표시 영역의 상하 양측에 위치하는 상측 베젤 영역과 하측 베젤 영역을 포함하며,
상기 상측 베젤 영역과 상기 하측 베젤 영역 각각은 상기 비엠 영역과 마주하는 제1 영역과, 부품 배치를 위한 제2 영역을 포함하는 표시 장치.
평탄부와, 평탄부의 좌우 양측에 위치하는 렌즈부를 포함하는 커버 윈도우; 및
상기 커버 윈도우의 후방에 위치하는 가요성 표시 패널
을 포함하며,
상기 렌즈부는 타원의 4등분 호(弧, acr) 형태를 이루는 외측면과 내측면을 포함하고, 외곽으로 갈수록 큰 두께로 형성되며,
상기 가요성 표시 패널은 상기 평탄부 및 상기 렌즈부에 대응하는 표시 영역과, 표시 영역과 접하며 표시 영역의 뒤쪽으로 구부러진 패드 영역을 포함하는 표시 장치.
제10항에 있어서,
상기 외측면은 외측 가상 타원의 4등분 호에 대응하고,
상기 내측면은 내측 가상 타원의 4등분 호에 대응하며,
상기 외측 가상 타원의 곡률 변화 정도는 상기 내측 가상 타원의 곡률 변화 정도보다 작은 표시 장치.
제11항에 있어서,
상기 외측 가상 타원의 장축 반경은 상기 내측 가상 타원의 4등분 호의 길이와 동일한 표시 장치.
제11항에 있어서,
상기 외측면의 단부와 상기 내측면의 단부에 각각 상기 외측 가상 타원의 장축 및 상기 내측 가상 타원의 장축과 교차하는 제1 지점과 제2 지점이 설정되고,
상기 평탄부의 표면에 대해 상기 제1 지점과 상기 제2 지점을 연결하는 가상의 선이 이루는 각도는 상기 커버 윈도우의 재질에 따른 굴절 임계각과 동일한 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 표시 영역은 상기 내측면에 밀착되며,
상기 표시 영역의 좌우측 단부는 상기 제2 지점과 일치하는 표시 장치.
제10항에 있어서,
상기 커버 윈도우는 강화 유리, 폴리메틸메타크릴레이트, 및 폴리카보네이트 중 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가요성 표시 패널은 상기 표시 영역의 외측에 위치하는 비표시 영역을 포함하며,
상기 비표시 영역은 비엠(BM) 영역과, 상기 패드 영역 중 상기 표시 영역의 외측으로 노출된 노출 영역을 포함하는 표시 장치.
제16항에 있어서,
상기 노출 영역은 상기 표시 영역의 좌측 단부와 우측 단부 중 어느 한 단부와 접하며,
상기 표시 영역은 상기 노출 영역과 접하지 않는 세 가장자리에서 상기 비엠 영역과 접하는 표시 장치.
제17항에 있어서,
상기 커버 윈도우는 상기 표시 영역의 상하 양측에 위치하는 상측 베젤 영역과 하측 베젤 영역을 포함하며,
상기 상측 베젤 영역과 상기 하측 베젤 영역 각각은 상기 비엠 영역과 마주하는 제1 영역과, 부품 배치를 위한 제2 영역을 포함하는 표시 장치.