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KR20210085125A - 블랙매트릭스의 뜯김이 방지된 표시장치 - Google Patents

블랙매트릭스의 뜯김이 방지된 표시장치 Download PDF

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KR20210085125A
KR20210085125A KR1020190177835A KR20190177835A KR20210085125A KR 20210085125 A KR20210085125 A KR 20210085125A KR 1020190177835 A KR1020190177835 A KR 1020190177835A KR 20190177835 A KR20190177835 A KR 20190177835A KR 20210085125 A KR20210085125 A KR 20210085125A
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KR
South Korea
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black matrix
display device
display
layer
black
Prior art date
Application number
KR1020190177835A
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English (en)
Inventor
이겨레
김용상
Original Assignee
엘지디스플레이 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
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Priority to CN202011436807.1A priority patent/CN113130553B/zh
Priority to CN202410304672.5A priority patent/CN117979756A/zh
Priority to US17/123,905 priority patent/US11594703B2/en
Publication of KR20210085125A publication Critical patent/KR20210085125A/ko
Priority to US18/102,038 priority patent/US20230171986A1/en

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Abstract

본 명세서는 블랙매트릭스의 핀홀발생과 뜯김을 방지할 수 있는 표시장치에 관한 것으로, 표시영역과 부착영역을 포함하는 커버윈도우, 커버윈도우의 표시영역에 형성된 적어도 하나의 표시패널, 커버윈도우의 표시영역 가장자리와 부착영역에 형성된 제1블랙매트릭스, 및 제1블랙매트릭스 상부의 부착영역에 형성되며, 상부에 접착제가 도포되는 제2블랙매트릭스, 제2블랙매트릭스와 접착제 사이의 제1열팽창률 차이가 제1블랙매트릭스와 접착제 사이의 제2열팽창률 차이 보다 작을 수 있다.

Description

블랙매트릭스의 뜯김이 방지된 표시장치{DISPLAY APPARATUS FOR PREVENTING SEPARATION OF BLACK MATRIX THEREFORM}
본 명세서는 표시장치에 관한 것으로, 특히 블랙매트릭스의 박리를 방지할 수 있는 표시장치에 관한 것이다.
평판표시장치(FPD; Fat Pane Display)는 소형화 및 경량화에 유리한 장점으로 인해서 데스크탑 컴퓨터의 모니터 뿐만 아니라, 노트북컴퓨터, PDA 등의 휴대용 컴퓨터나 휴대 전화 단말기 등에 폭넓게 이용되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel; PDP), 전계방출표시장치{Field Emission Display; FED) 및 유기전계발광 표시장치(Organic light Emitting diode Display; OLED) 등이 있다.
평판표시장치는 TV 및 컴퓨터용 모니터에 활용되는 것이 일반적이지만, 근래에는 휴대용 표시장치 및 다른 전자기기의 유저 인터페이스에도 많이 이용되고 있다. 특히, IT기술이 발전함에 따라 웨어러블 전자장치나 자동차의 계기판으로 많이 채용되고 있다.
그런데, 상기 웨어러블 전자장치나 자동차에 표시장치을 설치하기 위해서는 표시장치를 접착제를 이용하여 부착해야만 한다. 특히, 웨어러블 전자장치나 자동차에 표시장치가 부착될 때 표시패널의 외곽영역에 형성된 블랙매트릭스에 접착제를 도포한 후 이를 웨어러블 전자장치나 자동차에 부착한다. 그런데, 블랙잉크를 도포를 도포하여 블랙트릭스를 형성할 때, 블랙잉크의 점성이나 공정조건 등에 따라 잉크가 도포되지 않는 핀홀(pin hole)이 블랙매트릭스에 발생할 수 있게 되는데, 이러한 핀홀은 빛샘 등과 같은 블랙매트릭스(188)의 불량을 야기하게 되는 문제가 있었다.
본 명세서는 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 서로 열팽창률이 다른 복수의 블랙매트릭스를 형성하여 열충격에 의해 블랙매트릭스가 뜯겨 나가는 것을 방지할 수 있는 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 명세서에 따른 표시장치는 표시영역과 부착영역을 포함하는 커버윈도우, 커버윈도우의 표시영역에 형성된 적어도 하나의 표시패널, 커버윈도우의 표시영역 가장자리와 부착영역에 형성된 제1블랙매트릭스, 및 제1블랙매트릭스 상부의 부착영역에 형성되며, 상부에 접착제가 도포되는 제2블랙매트릭스로 구성되며, 제2블랙매트릭스와 접착제 사이의 제1열팽창률 차이가 제1블랙매트릭스와 접착제 사이의 제2열팽창률 차이 보다 작은 것을 특징으로 한다.
커버윈도우는 유리 또는 고분자 수지로 구성되며, 구면 또는 비구면으로 형성된다.
제1블랙매트릭스는 2층으로 이루어지며, 이때 2층의 제1블랙매트릭스의 단부는 서로 이격된다. 또한, 제2블랙매트릭스는 단층 또는 복수의 층으로 구성되며, 복수의 층의 제2블랙매트릭스의 단부는 각각 서로 이격된다.
접착제는 우레탄계 물질로 구성되고 제1블랙매트릭스는 폴리에스테르계 물질로 구성되며, 제2블랙매트릭스는 에폭시계 또는 아크릴계 물질로 구성된다.
본 명세서에서는 서로 다른 열팽창률을 가진 다수의 층으로 블랙매트릭스를 형성하되, 접착제가 도포되는 제2블랙매트릭스와 접착제 사이의 제1열팽창률 차이를 제2블랙매트릭스 하부에 배치되는 제1블랙매트릭스와 접착제 사이의 제2열팽차률 차이 보다 작게 함으로써, 신뢰성 검사의 열충격에 의해 접착제와 제2블랙매트릭스가 박리되는 것을 방지할 수 있게 된다.
더욱이, 본 명세서에서는 표시영역에 형성되는 제1블랙매트릭스를 2층으로 구성함으로써 블랙매트릭스에 핀홀이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 다수의 층으로 구성되는 제1블랙매트릭스와 다수의 층으로 구성되는 제2블랙매트릭스의 각각의 층들의 단부가 다른 층의 단부와는 이격되어 형성되므로, 제1 및 제2블랙매트릭스에 의한 단차를 최소화할 수 있게 되어 단차에 의한 기포발생 및 얼룩의 불량도 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 명세서에 따른 차량의 계기판을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 명세서의 제1실시예에 따른 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 명세서에 따른 표시패널의 구조를 나타내는 단면도이다.
4는 도 2의 A 영역 확대 단면도이다.
도 5는 본 명세서의 제2실시예에 따른 표시장치의 블랙매트릭스의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 명세서의 제1실시예에 따른 표시장치의 블랙매트릭스에 불량이 발생하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 명세서의 제3실시예에 따른 표시장치의 블랙매트릭스의 구조를 나타내는 도면이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 권리의 범위는 첨부된 청구항에 의해 결정되어야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 명세서에 대해 상세히 설명한다.
본 명세서에서는 웨어러블 전자장치나 자동차의 계기판 등에 사용될 수 있는 이형의 표시장치를 제공한다. 상기 웨어러블 전자장치나 자동차의 계기판은 기능적인 면뿐만 아니라 디자인의 요소가 중요하므로 다양한 형상으로 형성되므로, 이러한 웨어러블 전자장치나 자동차의 계기판에 적용되는 표시장치 역시 다양한 형상으로 형성되어야 한다.
예를 들어, 웨어러블 전자장치나 자동차의 계기판은 단순히 편평한 사각형상으로 형성되는 것이 아니라, 일정한 곡률을 가진 곡면의 원형이나 라운드형상 또는 전체에 걸쳐 다른 곡률을 가진 원형이나 라운드형상 등의 구면 또는 비구면으로 형성될 수 있기 때문에, 이들 웨어러블 전자장치나 자동차의 계기판에 사용되는 표시장치 역시 다양한 형상의 플렉서블(flexible) 또는 커브드(curved)가 가능한 형태로 제작된 후, 웨어러블 전자장치나 자동차에 부착되어야 한다.
이러한 표시장치는 다양한 분야에서 적용되지만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 자동차의 계기판에 적용되는 표시장치를 설명한다.
도 1은 본 명세서에 따른 차량의 계기판을 나타내는 도면이다.
차량의 계기판은 최초에 차량의 속도와 RPM과 같은 간단한 수치와 경고등 정도의 정보를 표시하였다. 그러나, 최근 들어 IT기술의 발전에 따라 정보가 디지털화되고 스마트카, 커넥티드카, 나아가 자율주행차와 같은 새로운 자동차가 등장함에 따라 차량의 다양한 정보가 표시되어야 할 필요가 있다. 예를 들어, 최근의 계기판에는 앞차와의 거리, 보행자 인식, 차량접근경고, 크루즈주행정보, 차선유지보조기능, 자율주행 등과 같은 차량의 다양한 동작 및 상황들이 표시되어야 한다.
더욱이, 차량에 보내는 시간이 증가함에 따라 차량은 단순한 이동수단이 아니라 다양한 시청각 자료를 제공하는 엔터테인먼트의 기능이 증가하고 있다. 예를 들어, 운전자뿐만 아니라 동승자를 위한 영화 및 음악 등의 제공, 게임 등의 놀거리를 제공하기도 한다.
또한, 이러한 다양한 정보를 제공하기 위한 계기판은 기구물로 이루어진 게이지와 바늘을 사용한 아날로그 계기판, 아날로그 계기판에 소형 표시장치가 삽입된 하이브리드 계기판, 계기판 전체를 디지털 표시장치로 적용한 디지털 클러스터로 점차 발전하고 있다.
아날로그 계기판은 모든 숫자나 눈금, 바늘 등이 실제 물체로 제작되어 있으므로 수정이나 변화를 주기 어려운 반면, 디지털 계기판은 운전자 및 차량의 상황이나 주행 모드 등에 따라 계기판의 화면을 다양하게 변화시킬 수 있는 점이 큰 장점이라고 할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서에 따른 계기판은 표시장치(1)로 구성되어 차량의 대쉬보드와 센터페시아에 형성된다.
이때, 표시장치(1)는 운전자의 전면에 배치되어 차량의 속도와 RPM, 각종 경고등, 차량접근경고, 크루즈주행정보, 차선유지보조기능, 자율주행 등과 같은 차량의 운행정보를 표시하여 운전자에게 제공하는 클러스터(cluster)와, 차량 전면의 중앙에 배치되어 차량 내부 및 외부의 온도 및 네비게이션 등의 차량정보를 표시하고 모바일 및 오디오 시스템과 결합하는 CID(Center Information Display), 영상과 음향, 게임 등과 같은 각종 서비스를 차량 동승자에게 제공하는 조수석 디스플레이(co-driver display)로 구성되어, 차량 내의 모든 탑승자에게 다양한 정보를 제공한다.
도면에는 클러스터, CIP, 조수석 디스플레이가 하나의 표시장치(1)로 구성될 수 있지만, 클러스터, CIP, 조수석 디스플레이가 별도로 구성되어 각각 대쉬보드와 센터페시아에 장착될 수 있다.
또한, 클러스터와 조수석 디스플레이만 하나의 표시장치로 구성되고, CIP는 별도로 구성되어 센터페시아에 장착될 수 있다. 이때, 클러스터와 조수석 디스플레이는 표시장치 제조업체에서 제공하고, 차량의 정보 및 모바일이나 오디오와 같은 외부기기와 연결되는 CIP는 차량 제조업체에서 장착하여, 차량 회사의 개성을 부각시키는 다양한 형태의 계기판을 제작할 수 있다.
표시장치(1)는 다양한 표시장치가 적용될 수 있다. 예를 들어, 액정표시장치나 유기전계발광 표시장치와 같은 평판표시장치가 본 명세서의 표시장치(1)로서 적용될 수 있다.
한편, 본 명세서의 표시장치(1)는 차량 내부의 대쉬보드와 센터페시아에 장착되므로, 차량의 종류에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 표시장치(1)는 대쉬보드와 센터페시아의 형상을 따라 곡면으로 형성될 수 있다. 이러한 요구에 맞추기 위해서는 표시장치(100)를 플렉서블(flexible) 표시장치나 커브드(curved) 표시장치로 형성해야만 한다.
또한, 차량의 표시장치(1)는 차량정보나 운행정보와 같은 단순한 정보만을 제공하는 것이 아니라 조수석 디스플레이를 통해 동승자에게 영화나 게임과 같은 고화질의 영상을 포함하는 서비스를 제공해야만 하므로, 고화질 영상의 구현이 요구된다.
더욱이, 차량의 표시장치(1)는 차량에 구비된 배터리를 통해 전원이 공급되므로, 전력소모가 최소화되어 배터리에 대한 부담을 최소화하는 것이 필요하다.
이러한 점을 감안하면, 본 명세서의 표시장치(1)로는 유기전계발광 표시장치가 적절하다. 유기전계발광 표시장치는 플렉서블 및 커브드 표시장치의 제작이 용이하고 액정표시장치와 같은 다른 평판표시장치에 비해 영상의 화질이 좋다는 장점이 있을 뿐만 아니라, 액정표시장치에 비해 전력소모가 작다는 장점이 있으므로, 차량의 계기판으로 적당하다.
도 2는 본 명세서의 제1실시예에 따른 표시장치(1)를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 제1실시예에 따른 표시장치(1)는 표시패널(100)과, 표시패널(100)의 하부에 배치되어 표시패널(100)을 지지하는 백플레이트(back plate; 180)와, 표시패널(100)의 상부에 배치되어 표시패널(100)이 부착되는 커버윈도우(cover window; 184)로 구성된다.
표시패널(100)로는 다양한 표시패널이 사용될 수 있다. 예를 들어, 액정표시패널, 유기전계발광 표시패널, 마이크로LED 표시패널 등과 같은 다양한 표시패널이 사용될 수 있다. 이후의 설명에서는 설명의 편의를 위해 표시패널(100)로서 유기전계발광 표시패널을 설명한다.
백플레이트(180)는 표시패널(100)의 배면에 배치되어 표시패널(100)을 보호한다. 표시패널(100)이 설치되는 차량의 하측에는 엔진 등과 같은 각종 부품이 설치되어 있다. 따라서, 차량의 주행시 엔진 등의 각종 부품으로부터 발생한 충격이나 이물질 등이 표시패널(100)로 인가된다. 또한, 차량의 운행시 차량에서 발생하는 충격 등이 그대로 표시패널(100)로 인가되므로, TV나 컴퓨터에 사용되는 표시패널에 비해 훨씬 거친 외부 환경에 놓이게 된다. 백플레이트(180)는 이러한 거치 외부 환경으로부터 표시패널(100)을 보호한다.
도면에는 도시하지 않았지만, 본 명세서의 표시패널은 플렉서블 또는 커브드 표시패널로 구성될 수 있으므로, 이러한 플렉서블 또는 커브드 표시패널은 플라스틱계 물질을 기판으로 사용하므로, 외부의 충격에 의해 기판이 파손될 수 있으며, 이러한 기판의 파손을 방지하기 위해 백플레이트(180)가 필요하게 된다.
백플레이트(180)는 알루미늄과 같은 금속을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니라 스테인레스 스틸(SUS)과 같은 금속을 사용할 수도 있고, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니 트릴-부타디엔-스티렌(acrylonitirile-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)과 같은 고분자 수지를 사용할 수도 있다.
전도성이 좋은 금속을 백플레이트(180)로 사용하는 경우, 백플레이트(180)는 표시패널(100)에서 발광한 열을 외부로 효율적으로 전달할 수 있게 된다. 이때, 금속으로 이루어진 백플레이트(180)는 휘어질 수 있을 정도의 얇은 두께로 형성된다.
도면에는 도시하지 않았지만, 표시패널(100)은 접착제에 의해 백플레이트(180)에 부착된다. 접착제로는 OCA(optical Clear Adhesive)와 같은 광학접착제를 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 일반적인 접착제나 점착제를 사용할 수도 있다.
커버윈도우(184)로는 휘어질 수 있는 얇은 유리가 사용될 수 있으며, 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 사이클로올레핀 고분자(cycloolefin polymer, COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), PI (Polyimide), PA (Polyaramid)와 같은 고분자 수지가 사용될 수도 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 표시장치(1)는 복수의 표시패널(100)이 커버윈도우(184)에 부착됨으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 표시패널(100)은 계기판의 클러스터(cluster), CID 또는 조수석 디스플레이(co-driver display)일 수 있다.
표시패널(100)의 가장자리영역 및 표시패널(100) 사이의 영역에는 블랙매트릭스(black matrix;188)가 형성된다. 블랙매트릭스(188)는 폴리에스테르와 같은 블랙잉크를 도포하고 경화함으로써 형성되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
블랙매트릭스(188)는 표시장치(1)가 차량 내부에 실장될 때 표시장치(1)의 가장자리영역 및 표시패널(1) 사이의 영역으로 광이 누설되는 것을 방지한다
표시패널(100)은 광학접착층(186)에 의해 커버윈도우(184)에 부착된다. 광학접착층(186)은 OCA(Optical Clear adhesive) 또는 OCR(Optical Clear Resin)과 같은 투명 접착제로 구성될 수 있다. 광학접착층(186)은 커버윈도우(184)와 표시패널(100) 사이에 도포된다.
표시패널(100)과 표시패널(100) 사이의 영역은 제작된 표시장치(1)가 세트에 부착되는 부착영역(BA)이다. 예를 들어, 본 명세서의 표시장치(1)가 차량의 계기판으로 사용되는 경우, 표시패널(100)과 표시패널(100) 사이의 영역은 차량의 대쉬보도 또는 센터페시아 등에 부착되는 부착영역(BA)이다.
표시장치(1)는 표시장치 제조업체에서 제작되어 자동차 제조업체로 공급되며, 자동차 제조업체에서 공급되는 표시장치(1)를 차량 내부에 부착한다. 표시장치(1)의 부착은 접착제에 의해 이루어진다. 이때, 표시장치(1) 부착용 접착제는 OCA 또는 OCR과 같은 광학접착제일 수 있고, PSA(Pressure Sensitive adhesive)일 수도 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 표시장치(1) 부착용 접착제는 표시패널(100)과 표시패널(100) 사이의 부착영역(BA)에 형성된 블랙매트릭스(188) 위에만 도포되어 차량의 대쉬보도 또는 센터페시아에 부착됨으로서, 표시장치(1)이 차량에 설치될 수 있다.
상기 표시장치(1) 부착용 접착제는 부착영역(BA)에 형성되지만, 차량의 대쉬보드나 센터페시아의 형상이나, 표시장치(1)의 형상 등에 따라 표시장치(1) 부착용 접착제가 부착영역(BA)뿐만 아니라 표시영역(AA)의 백플레이트(180) 후면에도 도포될 수 있다.
도 3은 본 명세서에 따른 표시패널(100)의 구조를 나타내는 단면도이다. 표시패널(100)로는 액정표시패널과 마이크로 LED 표시패널과 같이 다양한 표시패널이 적용될 수 있지만, 이하에서는 유기전계발광 표시패널을 예를 들어 설명한다. 이때, 표시패널(100)은 휘어질 수 있는(flexible)한 표시패널이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 명세서에 따른 표시패널(100)에서는 제1기판(110) 위에 버퍼층(122)이 형성되며, 버퍼층(122) 위에 구동박막트랜지스터가 배치된다.
제1기판(110)은 폴리이미드(polyimide)와 같이 투명하고 플렉서블(flexible)한 플라스틱을 사용할 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 버퍼층(122)은 무기층으로 이루어진 단일층 또는 무기층과 유기층으로 이루어진 복수의 층으로 구성될 수 있다. 이때, 무기층으로는 SiOx나 SiNx와 같은 무기물을 사용할 수 있고 유기층으로는 포토아크릴과 같은 유기물을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 버퍼층(122)을 무기층의 단일층 또는 무기층을 포함하는 복수의 층으로 형성함으로써, 유리에 비해 공기나 수분에 취약한 플라스틱을 통해 공기 및 수분 등의 불순물이 투과하는 것을 최소화하여 유기발광층이 열화되는 것을 최소화할 수 있게 된다.
구동박막트랜지스터는 버퍼층(122) 위의 화소에 형성된 반도체층(111)과, 반도체층(111)이 형성된 제1기판(110) 전체에 걸쳐 형성된 게이트절연층(124)과, 게이트절연층(124) 위에 형성된 게이트전극(112)과, 게이트전극(112)을 덮도록 제1기판(110) 전체에 걸쳐 형성된 층간절연층(126)과, 층간절연층(126)에 형성된 컨택홀(114a,116a)을 통해 각각 반도체층(111)과 접촉하는 소스전극(114) 및 드레인전극(116)으로 구성된다.
반도체층(111)은 결정질 실리콘 또는 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 산화물반도체로 형성할 수 있으며, 이때 산화물반도체층은 중앙영역의 채널층과 양측면의 도핑층으로 이루어져 소스전극(114) 및 드레인전극(116)이 도핑층과 접촉한다. 또한, 반도체층(112)은 비정질실리콘(amorphous silicon) 또는 유기반도체물질로 구성될 수도 있다.
게이트전극(112)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등과 같은 금속으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 게이트절연층(124)은 SiOx나 SiNx와 같은 무기물로 이루어진 단일층 또는 SiOx과 SiNx의 2층 구조의 무기층으로 이루어질 수 있다. 또한, 층간절연층(126)은 SiOx과 SiNx와 같은 무기물로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 소스전극(114) 및 드레인전극(116)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도면 및 상술한 설명에서는 구동 박막트랜지스터가 특정 구조로 구성되지만, 본 명세서의 구동 박막트랜지스터가 도시된 구조에 한정되는 것이 아니라, 모든 구조의 구동 박막트랜지스터가 적용될 수 있다.
구동박막트랜지스터가 형성된 제1기판(110) 전체에 걸쳐 보호층(128)이 형성되고 보호층(128) 위에는 평탄화층(129)이 형성된다.
보호층(128)은 무기물로 이루어진 단일층, 무기물과 유기물로 이루어진 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 평탄화층(129)은 포토아크릴과 같은 유기물로 구성되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
평탄화층(129) 위에는 유기발광소자(E)가 형성되어 보호층(128) 및 평탄화층(129)에 형성된 컨택홀(128a)을 통해 구동 박막트랜지스터의 드레인전극(116)과 접속된다.
유기발광소자(E)는 컨택홀(128a)을 통해 구동 박막트랜지스터의 드레인전극(116)과 접속되는 제1전극(152)과, 제1전극(152) 위에 형성된 유기발광층(154)과, 유기발광층(154) 위에 형성된 제2전극(156)으로 구성된다.
제1전극(152)은 Ca, Ba, Mg, Al, Ag 등과 같은 금속이나 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 이루어져 구동박막트랜지스터의 드레인전극(116)과 접속되어 외부로부터 화상신호가 인가된다. 이때, 제1전극(152)은 반사막으로 작용하여, 유기발광층(154)에서 발광된 광을 상부방향(즉, 제1기판(110)의 반대방향)으로 반사할 수 있다. 또한, 제1전극(152)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 금속산화물로 구성될 수도 있다.
제2전극(156)은 ITO나 IZO와 같은 투명한 금속산화물로 구성되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제2전극(156)은 Ca, Ba, Mg, Al, Ag 등과 같은 금속이나 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다. 이때, 제2전극(156)은 반사막으로 작용하여, 유기발광층(154)에서 발광된 광을 하부방향(즉, 제1기판(110)의 방향)으로 반사할 수 있다.
유기전계발광 표시패널(100)이 유기발광층(154)에서 발광된 광이 하부방향, 즉 제1기판(110)측으로 출력되는 하부발광 표시패널인 경우 제1전극(152)은 투명한 금속산화물로 구성되고 제2전극(156)은 광을 반사하는 금속이나 금속화합물로 구성되며, 유기전계발광 표시패널(100)이 유기발광층(154)에서 발광된 광이 상부방향으로 출력되는 상부발광 표시패널인 경우, 제1전극(152)이 반사막의 역할을 하는 금속이나 금속화합물로 구성되고 제2전극(156)이 투명한 금속산화물로 구성된다.
유기발광층(154)은 R,G,B화소에 형성되어 적색광을 발광하는 R-유기발광층, 녹색광을 발광하는 G-유기발광층, 청색광을 발광하는 B-유기발광층일 수 있으며, 표시장치 전체에 걸쳐 형성되어 백색광을 발광하는 백색 유기발광층일 수 있다. 유기발광층(154)이 백색 유기발광층인 경우, R,G,B 화소의 백색 유기발광층의 상부 영역에는 R,G,B 컬러필터층이 형성되어 백색 유기발광층에서 발광되는 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광으로 변환시킨다. 백색 유기발광층은 R,G,B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 유기물질이 혼합되어 형성되거나 R, G, B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 유기발광층이 적층되어 형성될 수 있다.
유기발광층은 유기발광물질이 아닌 무기발광물질, 예를 들면 퀀텀닷(quantum dot) 등을 구성된 무기발광층일 수 있다.
유기발광층(154)에는 발광층뿐만 아니라 발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층과 주입된 전자 및 정공을 유기층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층 등이 형성될 수도 있다.
평탄화층(129) 위의 화소의 경계영역에는 뱅크층(bank lyaer;132)이 형성된다. 뱅크층(132)은 일종의 격벽으로서, 각 화소를 구획하여 인접하는 화소에서 각각 출력되는 다른 컬러의 광이 서로 혼합되어 출력되는 것을 최소화할 수 있다.
발광소자(E)와 뱅크층(132)의 상부에는 제1봉지층(142)이 형성된다. 제1봉지층(142)은 SiNx와 SiX 등의 무기물로 구성되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광소자(E) 상부의 제1봉지층(142) 위에는 유기물로 이루어진 제2봉지층(144)을 형성한다. 제2봉지층(144)으로는 PCL(Particle Capping Layer), 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌,폴리아릴레이트 등의 유기물질 또는 이들의 혼합물질을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도면에 도시된 바와 같이, 제2봉지층(144)은 제1봉지층(142) 전체를 덮도록 형성되지만, 제1봉지층(142) 위에 아일랜드형상으로 형성될 수도 있다. 이러한 아일랜드 구조의 경우 아일랜드형상의 제2봉지층(144)과 제2봉지층(144) 사이가 스트레스없이 휘어질 수 있게 되어 표시패널(100)의 플렉서블한 특성을 향상시킬 수 있게 된다. 이때 사이 제2봉지층(144)은 하부의 발광소자를 완전히 덮도록 배치되는 것이 바람직하다.
제1봉지층(142) 및 제2봉지층(144) 위에는 제3봉지층(146)이 형성된다. 제3봉지층(144)은 SiNx와 SiX 등의 무기물질로 구성되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 제3봉지층(146)은 제2봉지층(144)의 상면 및 측면을 완전히 둘러 싸도록 형성되어, 제2봉지층(144)이 제1봉지층(142) 및 제3봉지층(146)에 의해 외부로부터 완전히 봉지된다.
제3봉지층(146) 위에는 투명한 충진재(148)가 도포되고 그 위에 제2기판(170)이 배치되어, 충진재(148)에 의해 제1기판(110) 및 제2기판(170)이 서로 합착된다. 충진재(148)로는 부착력이 좋고 내열성 및 내수성이 좋은 물질이라면 어떠한 물질을 사용할 수 있지만, 본 명세서에서는 에폭시계 화합물, 아크릴레이트계 화합물 또는 아크릴계 러버과 같은 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 그리고, 충진재(148)로서 광경화성 수지 또는 열경화성수지를 사용할 수도 있으며, 이 경우 접착층에 자외선과 같은 광 또는 열을 인가함으로써 충진재(148)를 경화시킨다.
충진재(148)는 제1기판(110) 및 제2기판(170)을 합착할 뿐만 아니라 유기전계발광 표시패널(100) 내부로 수분이 침투하는 것을 최소화하기 위한 봉지층의 역할도 할 수 있다. 따라서, 충진재(148)는 용어에 한정되지 않고, 접착제 또는 제4봉지층일 수 있다.
제2기판(170)은 유기전계발광 표시패널(100)을 봉지하기 위한 봉지캡(encapsulation cap)으로서, PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름 또는 PI(Polyimide)필름 등과 같은 보호필름을 사용할 수 있다.
한편, 화소와 화소 사이의 뱅크층(132)의 상면에는 설정된 폭의 스페이서(134)가 형성될 수 있다.
스페이서(134)는 마스크(FMN, Fine Metal Mask)를 이용하여 유기발광물질을 증착하여 유기발광층(154)을 형성할 때, 마스크와 뱅크층(132)의 간격을 일정하게 유지하기 위한 것이다. 따라서, 상기 스페이서(134)는 모든 화소에 형성될 필요 없이 마스크의 하중을 고려하여 적절한 화소에 형성할 수 있다. 상기 스페이서(134)는 뱅크층(132)과 동일한 물질로 형성되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 다른 물질로 형성될 수 있다. 스페이서(134)와 뱅크층(132)이 동일한 물질로 형성되는 경우, 유기물질을 도포한 후 하프톤마스크나 회절마스크 등을 이용한 식각공정에 의해 스페이서(134)와 뱅크층(132)가 1회의 공정에 의해 형성될 수 있다.도 4는 도 2의 A 영역 확대 단면도로서, 본 명세서의 제1실시예에 따른 표시장치(1)의 블랙매트릭스의 구조를 구체적으로 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 제1실시예에 따른 표시장치(1)의 블랙매트릭스(188)는 표시패널이 형성되는 표시영역(AA)과 표시패널 사이의 부착영역(BA)에 걸쳐 형성된다. 블랙매트릭스(188)는 커버윈도우(184)의 표시영역(AA) 및 부착영역(BA)에 걸쳐 형성된 제1블랙매트릭스(188a)와 제1블랙매트릭스(188a) 위에 형성된 제2블랙매트릭스(188b)로 구성된다.
이와 같이, 본 명세서의 제1실시예에 따른 표시장치(1)에서 블랙매트릭스(188)를 2층으로 형성하는 것은 잉크의 인쇄불량을 방지하기 위한 것이다.
블랙매트릭스(188)는 폴리에스테르계 블랙잉크로 구성되며, 커버윈도우(184) 위에 블랙잉크를 도포하고 경화함으로써 형성된다. 단일층의 블랙매트릭스를 형성하는 경우, 블랙잉크의 도포시 잉크의 점성이나 공정조건 등에 따라 잉크가 도포되지 않는 핀홀(pin hole)이 발생할 수 있게 되는데, 이러한 핀홀은 빛샘 등과 같은 블랙매트릭스(188)의 불량을 야기하게 된다.
이러한 핀홀을 방지하기 위한 가장 좋은 방법은 단일층의 블랙잉크를 두껍게 도포하는 것이다. 그러나, 이 경우 블랙매트릭스(188)의 두께 증가로 인해 표시장치(1)의 두께가 증가하여 제조비용이 증가할 뿐만 아니라 블랙매트릭스(188)의 단차에 의한 불량이 발생하게 된다.
본 명세서에서는 이러한 핀홀을 제거하기 위해 블랙 잉크를 2회 도포하여 블랙매트릭스(188)를 형성한다. 따라서, 이 실시예에서 제1블랙매트릭스(188a)에 핀홀이 발생하는 경우에도, 제2블랙매트릭스(188b)를 형성하기 위한 블랙잉크의 도포에 의해 제1블랙매트릭스(188a)에 발생한 핀홀이 블랙잉크에 의해 채워지므로, 전체 블랙매트릭스(188)에는 핀홀이 발생하지 않게 된다.
블랙매트릭스(188)가 단일층으로 형성되는 경우, 블랙매트릭스는 약 20㎛의 두께로 형성되어야만 핀홀에 의한 불량을 방지할 수 있다. 반면에, 본 명세서의 제1실시예에 따른 표시장치(1)에서는 제1 및 제2블랙매트릭스(188a, 188b)가 약 14-16㎛의 두께(t1)로 형성되어도 핀홀이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 본 명세서의 제1실시예와 같이 블랙매트릭스(188)를 2층으로 형성함으로써 블랙매트릭스(188)의 두께를 감소시킴과 동시에 블랙매트릭스(188)에 핀홀이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 이 실시예에서는 제1블랙매트릭스(188a)의 단부로부터 일정 거리(d1)만큼 이격되어 제2블랙매트릭스(188b)가 형성되므로, 블랙매트릭스(188)에 의한 단차가 2단계로 형성된다. 따라서, 단일층의 블랙매트릭스에 의한 단차에 비해 단차를 완화할 수 있게 되어 단차에 의한 불량을 최소화할 수 있게 된다.
도 5는 본 명세서의 제2실시예에 따른 표시장치의 블랙매트릭스(288)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 표시장치에서는 커버윈도우(280) 위의 표시영역(AA) 및 부착영역(BA)에 걸쳐 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)가 형성되고 제2블랙매트릭스(288b) 상부의 부착영역(BA)에 제3 및 제4블랙매트릭스(288c,288d)가 형성된다. 즉, 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)는 부착영역(BA)에만 형성되고 표시영역(AA)에는 형성되지 않는다.
제2블랙매트릭스(288b)는 제1블랙매트릭스(288a)의 가장자리에서 일정 거리(d1) 이격되어 제1블랙매트릭스(288a) 위에 형성되며, 제3블랙매트릭스(288c)는 제2블랙매트릭스(288b)의 가장자리에서 일정 거리(d2) 이격되어 제2블랙매트릭스(288b) 위에 형성된다. 또한, 제4블랙매트릭스(288d)는 제3블랙매트릭스(288c)의 가장자리에서 일정 거리(d3) 이격되어 제3블랙매트릭스(288c) 위에 형성된다.
이와 같이, 이 실시예의 표시장치에서 블랙매트릭스(288)를 4층 구조로 형성하는 것은, 본 명세서의 제1실시예에 따른 표시장치(1)에서 발생할 수 있는 블랙매트릭스(288)의 뜯김, 기포발생, 테두리얼룩의 불량을 방지하기 위한 것으로, 이하에서는 이에 대해 자세히 설명한다.
도 6은 본 명세서의 제1실시예에 따른 표시장치(1)의 블랙매트릭스(188)에 불량이 발생하는 것을 나타내는 도면이다. 이때, 표시장치(1)는 차량의 대쉬보드나 센터페시아에 설치되는 커브드(curved) 표시장치이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1실시예에서는 블랙매트릭스(188)가 2층 구조로 형성되어, 1층 구조의 블랙매트릭스에서 발생할 수 있는 핀홀현상을 방지함과 아울러 단차를 상대적으로 완화시킬 수 있게 된다.
그러나, 이러한 구조의 블랙매트릭스(188)의 경우, 고객사(예를 들면, 자동차 제조업체)에서 납품되는 표시장치의 신뢰성 검사를 위해 표시장치에 고온의 열충격을 인가하는 경우, 블랙매트릭스(188a, 188b)와 부착영역(BA)에 도포되는 접착제 사이의 열팽창률 차이로 인하여 블랙매트릭스(188a,188b)와 표시장치 부착용 접착제 사이에 들뜸이 발생하여, 블랙매트릭스(188)가 뜯겨 나가는 불량(S)이 발생하게 된다.
이러한 블랙매트릭스(188)의 뜯김 불량(S)을 방지하기 위해, 블랙매트릭스(188)를 3층 이상으로 형성할 수 있지만, 이 경우 3층 이상의 블랙매트릭스(188)에 의한 단차가 증가하게 되며, 이러한 단차는 표시장치(1)의 구조물에는 스트레스를 야기하여 블랙매트릭스(188) 근처의 광접착층(186)에 기포(b)가 발생하게 되는 원인이 된다. 기포(b)는 표시패널(100)로부터 출력되는 영상을 산란시켜 화질불량의 원인이 될 뿐만 아니라, 심지어 화면상에 기포(b)가 시인되는 문제가 발생하기도 한다.
또한, 블랙매트릭스(188)의 단차 증가로 인해 표시패널(100)로부터 출력되는 광의 일부가 블랙매트릭스(188)에 의해 흡수되어 블랙매트릭스(188)를 따라 화면상에 얼룩이 발생한다.
다시 도 5를 참조하면, 본 명세서의 제2실시예에서는 제1실시예에서 발생할 수 있는 상기와 같은 문제를 해결한다.
즉, 본 명세서의 제2실시예에 따른 표시장치에서는 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b) 위에 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)를 형성함으로써 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)가 뜯겨 나가는 현상을 방지한다. 즉, 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)가 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)를 덮고 있음으로써, 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)가 표시장치 부착용 접착제와의 계면에서 분리되어 뜯겨는 나가는 것을 방지할 수 있게 된다.
특히, 이 실시예에서는 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)는 표시장치의 표시영역(AA)의 가장자리영역과 부착영역(BA)에 형성하는 반면에, 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)는 부착영역(BA)에만 형성하기 때문에, 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)에 의한 단차가 표시영역(AA) 내에서는 발생하지 않고 표시장치의 표시영역(AA)의 가장자리영역과 부착영역(BA)의 경계영역에서만 발생하므로, 단차에 의한 광이 흡수되는 경우에도 화면상에는 표시되지 않게 된다.
더욱이, 이 실시예에서는 제2블랙매트릭스(288b)가 제1블랙매트릭스(288a) 로부터 일정 거리(d1) 이격되어 형성되므로, 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)에 의한 단차를 완화시킬 수 있게 되므로, 표시영역(AA) 내에서 단차에 의한 얼룩불량은 발생하지 않는다.
아울러, 제4블랙매트릭스(288d) 역시 제3블랙매트릭스(288c)로부터 일정 거리(d3) 이격되어 형성되므로, 표시영역(AA)과 부착영역(BA)에서 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)에 의한 단차를 완화시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 이 실시예에서는 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)를 제1 및 제2블랙매트릭스(288a,288b) 위에 형성하여 제1 및 제2블랙매트릭스(288a,288b)의 뜯김 불량을 방지하되, 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)의 단부를 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)의 단부로부터 일정 거리 이격되게 형성하여 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)에 의한 단차 증가를 방지할 수 있게 되므로, 단차에 의한 얼룩불량이나 기포발생을 방지할 수 있게 된다.
더욱이, 이 실시예에서는 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)가 실제 화상이 표시되는 표시영역(AA)에는 형성되지 않고 부착영역(BA)에만 형성되므로, 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)에 의한 기포발생 등의 문제가 발생하는 경우에도 화면상에는 표시되지 않는다.
제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)는 t2의 두께로 형성되고 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)는 t3의 두께로 형성된다. 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)의 두께(t2)는 약 8-12㎛, 바람직하게는 약 10㎛로 형성될 수 있다. 또한, 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)의 두께(t3)는 약 10㎛ 이상으로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이 실시예에서의 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)의 두께(t2)를 제1실시예에서는 제1 및 제2블랙매트릭스(188a,188b)의 두께(t1)와 비교하면, 제2실시예의 제1 및 제2블랙매트릭스(288a,288b)의 두께(t2)가 약 10㎛이며 제1실시예의 제1 및 제2블랙매트릭스(188a,188b)의 두께(t1)가 약 14-16㎛이므로, 제1실시예에 비해 제2실시예에서 표시영역(AA) 내의 제1 및 제2블랙매트릭스(188a,188b)의 두께를 더욱 감소시킬 수 있게 된다.
표 1은 본 명세서의 제2실시예에 따른 표시장치에 적용되는 광학접착층, 제1 및 제2블랙매트릭스(288a,288b), 제3 및 제4블랙매트릭스(288c,288d)의 재질 및 열팽창률을 나타내는 표이다.
재질 열팽창률(10-6 m/m·K)
접착제 우레탄계 50-80
제1 및 제2블랙매트릭스 폴리에스테르계 124
제3 및 제4블랙매트릭스 에폭시계 45-65
아크릴계 68-75
표 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 제2실시예에 따른 표시장치에서는 광학접착층은 우레탄계 물질을 사용하고 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)는 폴리에스테르계 물질을 사용한다. 또한, 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)는 에폭시계 또는 아크릴계 물질을 사용한다.
이때, 광학접착층을 형성하는 우레탄계 물질의 열팽창률은 50-80이고 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)를 형성하는 폴리에스테르계 물질의 열팽창률은 124이며, 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)를 형성하는 에폭시계 물질 및 아크릴계 물질의 열팽창률은 각각 46-65 및 68-75이다.
블랙매트릭스의 뜯김불량은 인접하는 층 사이의 열팽창률 차이에 기인한다. 즉, 표시장치의 신뢰성 검사를 위해 고온의 열이 인가되는 경우 인접하는 층 사이의 열팽창률 차이로 인해 들뜸이 발생하여 블랙매트릭스가 뜯겨 나간다.
본 명세서의 제1실시예의 경우 표시장치 부착용 접착제가 제2블랙매트릭스(188b)에 형성되며, 표시장치 부착용 접착제의 열팽창률은 50-80이고 제2블랙매트릭스(188b)의 열팽창률은 124이다. 따라서, 서로 인접하는 접착제와 제2블랙매트릭스(188b) 사이에는 약 44-74의 상대적으로 큰 열팽창률 차이가 발생하므로, 열의 인가시 제1 및 제2블랙매트릭스(188a, 188b)가 접착제로부터 들뜨게 되어 제1 및 제2블랙매트릭스(188a, 188b)가 뜯겨 나가게 된다.
반면에, 본 명세서의 제2실시예의 경우, 표시장치 부착용 접착제는 부착영역(BA)인 제3블랙매트릭스(288c) 및 제4블랙매트릭스(288d)가 상부에 도포되며, 이때, 표시장치 부착용 접착제의 열팽창률은 50-80이고 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)의 열패창률은 45-65(에폭시계 물질) 또는 68-75(아크릴계 물질)이다.
따라서, 서로 인접하는 접착제와 제3,4블랙매트릭스(288c, 288d) 사이에는 5-35 또는 5-25의 열팽창률 차이가 발생한다. 이 열팽창률 차이는 제1실시예의 블랙매트릭스와 접착제 사이의 열팽창률인 44-74에 비해 매우 작은 값이므로, 신뢰성검사를 위한 열충격이 인가되어도 서로 인접하는 접착제와 제3,4블랙매트릭스(288c, 288d) 사이의 작은 열팽창률 차이로 인해 접착제와 제3,4블랙매트릭스(288c, 288d)가 서로 박리되어 제3,4블랙매트릭스(288c, 288d)가 뜯겨 나가는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 명세서의 제2실시예에 따른 표시장치의 가장 중요한 특징은 부착영역(BA) 및 표시영역(AA)의 가장자리영역에 모두 형성되는 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)를 표시장치 부착용 접착제와는 열팽창률 차이가 크기만 상대적으로 계면특성이 좋고 광차단특성이 좋은 폴리에스테르계 물질로 형성하며, 부착영역(BA)에 형성되는 제3,4블랙매트릭스(288c, 288d)는 상대적으로 계면특성이 낮고 광차단특성이 낮지만 표시장치 부착용 접착제와는 열팽창률 차이가 작은 에폭시계 물질 또는 아크릴계 물질로 형성함으로써, 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)의 장점(계면특성 및 광차단특성)과 제3,4블랙매트릭스(288c, 288d)의 장점(작은 열팽창률 차이)을 모두 가질 수 있도록 하는 것이다.
따라서, 본 명세서의 제2실시예에 따른 표시장치에서는 블랙매트릭스(288)에 핀홀이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 블랙매트릭스(288)가 뜯겨져 나가는 것을 방지할 수 있으며, 더욱이 단차 증가로 인한 불량(기포발생 및 얼룩)도 방지할 수 있게 된다.
이러한 점에서 본 명세서가 도 5에 도시된 구조에 한정되는 것이 아니라 계면특성 및 광차단특성이 좋지만 열팽창률 차이가 큰 물질과 계면특성 및 광차단특성은 상대적으로 나쁘지만 열팽창률 차이가 작은 물질로 블랙매트릭스를 형성할 수 있는 다양한 구조의 블랙매트릭스를 구현할 있을 것이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 명세서의 제3실시예에 따른 표시장치의 블랙매트릭스(388)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 표시장치에서는 제1 및 제2블랙매트릭스(388a, 388b)가 계면특성 및 광차단특성이 좋지만 열팽창률 차이가 큰 물질, 즉 폴리에스테르계 물질로 구성되며, 제3블랙매트릭스(388c)는 계면특성 및 광차단특성은 상대적으로 나쁘지만 열팽창률 차이가 작은 물질, 즉 에폭시계 물질 또는 아크릴계 물질로 구성된다.
이때, 제1 및 제2블랙매트릭스(388a, 388b)는 표시영역(AA)의 가장자리영역 및 부착영역(BA)에 형성되며, 제3블랙매트릭스(388c)는 부착영역(BA)에만 형성된다.
제2실시예에서는 제2블랙매트릭스(288b) 상부의 부착영역(BA)에 2층의 블랙매트릭스(288c, 288d)가 형성되지만, 이 실시예에서는 단지 한층의 제3블랙매트릭스(388c)만이 형성된다. 따라서, 제1 및 제2블랙매트릭스(388a, 388b)의 두께(t2)는 제2실시예와 동일하지만, 제3블랙매트릭스(388c)의 두께(t4)는 제2실시예의 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)의 두께보다 동일하거나 작을 수 있다(t4≤t3).
이 구조의 제1 및 제2블랙매트릭스(388a, 388b) 및 제3블랙매트릭스(388c)도 제2실시예의 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)와 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)와 동일한 효과를 발휘하여 블랙매트릭스(388)에 핀홀이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 블랙매트릭스(388)가 뜯겨져 나가는 것을 방지할 수 있으며, 단차 증가로 인한 불량(기포발생 및 얼룩)도 방지할 수 있게 된다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 이 구조의 표시장치에서는 제1 및 제2블랙매트릭스(388a, 388b)가 계면특성 및 광차단특성이 좋지만 열팽창률 차이가 큰 물질, 즉 폴리에스테르계 물질로 구성되며, 제3-5블랙매트릭스(388c, 388d, 388e)는 계면특성 및 광차단특성은 상대적으로 나쁘지만 열팽창률 차이가 작은 물질, 즉 에폭시계 물질 또는 아크릴계 물질로 구성된다.
이때, 제1 및 제2블랙매트릭스(388a, 388b)는 표시영역(AA)의 가장자리영역 및 부착영역(BA)에 형성되며, 제3-5블랙매트릭스(388c, 388d, 388e)는 부착영역(BA)에만 형성된다.
이 구조의 제1 및 제2블랙매트릭스(388a, 388b)와 제3-5블랙매트릭스(388c, 388d, 388e)도 제2실시예의 제1 및 제2블랙매트릭스(288a, 288b)와 제3 및 제4블랙매트릭스(288c, 288d)와 동일한 효과를 발휘하여 블랙매트릭스(388)에 핀홀이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 블랙매트릭스(388)가 뜯겨져 나가는 것을 방지할 수 있으며, 단차 증가로 인한 불량(기포발생 및 얼룩)도 방지할 수 있게 된다.상술한 바와 같이, 본 명세서에서는 접착제와 열팽창률이 작은 물질로 이루어진 블랙매트릭스가 1-3층으로 구성되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 4층 이상으로 형성될 수도 있을 것이다.
본 명세서의 실시예에 따른 표시장치는, 표시영역과 부착영역을 포함하는 커버윈도우, 커버윈도우의 표시영역에 형성된 적어도 하나의 표시패널, 커버윈도우의 표시영역 가장자리와 부착영역에 형성된 제1블랙매트릭스, 제1블랙매트릭스 상부의 부착영역에 형성되며, 상부에 접착제가 도포되는 제2블랙매트릭스, 및 제2블랙매트릭스와 접착제 사이의 제1 열팽창률 차이가 제1블랙매트릭스와 접착제 사이의 제2 열팽창률 차이 보다 작을 수 있다.
본 명세서의 다른 특징에 따르면, 커버윈도우는 유리 또는 고분자 수지로 구성될 수 있다.
본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 커버윈도우는 비평면으로 형성될 수 있다.
본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 제1블랙매트릭스는 2층으로 이루어지고 2층의 제1블랙매트릭스의 단부는 서로 이격될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2블랙매트릭스는 단층으로 구성될 수도 있으며, 복수의 층으로 구성될 수도 있고 이때 복수의 층의 제2블랙매트릭스의 단부는 각각 서로 이격될 수 있다.
본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 접착제는 우레탄계 물질로 구성될 수 있다.
본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 제1블랙매트릭스는 폴리에스테르계 물질로 구성되고 상기 제2블랙매트릭스는 에폭시계 또는 아크릴계 물질로 구성될 수 있다.
본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 표시패널은 플렉서블 표시패널일 수 있다.
본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 표시패널의 하면에는 백플레이트가 부착될 수 있다.
본 명세서의 또 다른 특징에 따르면, 제1블랙매트릭스는 8-12㎛의 두께로 형성되고 제2블랙매트릭스는 10㎛ 이상의 두께로 형성될 수 있다.상술한 본 출원의 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 출원의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 표시장치 100 : 표시패널
180,280,380 : 커버윈도우 186 : 광학접착층
188,288,388: 블랙매트릭스

Claims (13)

  1. 표시영역과 부착영역을 포함하는 커버윈도우;
    상기 커버윈도우의 표시영역에 형성된 적어도 하나의 표시패널;
    상기 커버윈도우의 표시영역 가장자리와 부착영역에 형성된 제1블랙매트릭스; 상기 제1블랙매트릭스 상부의 부착영역에 형성되며, 상부에 접착제가 도포되는 제2블랙매트릭스; 및
    상기 제2블랙매트릭스와 상기 접착제 사이의 제1 열팽창률 차이가 상기 제1블랙매트릭스와 상기 접착제 사이의 제2 열팽창률 차이 보다 작은 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 커버윈도우는 유리 또는 고분자 수지로 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 커버윈도우는 구면 또는 비구면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 표시패널은 플렉서블 표시패널인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 표시패널은 플렉서블 표시패널인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 제1블랙매트릭스는 2층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 2층의 제1블랙매트릭스의 단부는 서로 이격된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2블랙매트릭스는 단층으로 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2블랙매트릭스는 복수의 층으로 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제9항에 있어서, 복수의 층의 제2블랙매트릭스의 단부는 각각 서로 이격된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 접착제는 우레탄계 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1블랙매트릭스는 폴리에스테르계 물질로 구성되고 상기 제2블랙매트릭스는 에폭시계 또는 아크릴계 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1블랙매트릭스는 8-12㎛의 두께로 형성되고 상기 제2블랙매트릭스는 10㎛ 이상의 두께로 형성되는 표시장치.
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