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KR20240149473A - 표시 장치와 그의 제조 방법 - Google Patents

표시 장치와 그의 제조 방법 Download PDF

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KR20240149473A
KR20240149473A KR1020230044724A KR20230044724A KR20240149473A KR 20240149473 A KR20240149473 A KR 20240149473A KR 1020230044724 A KR1020230044724 A KR 1020230044724A KR 20230044724 A KR20230044724 A KR 20230044724A KR 20240149473 A KR20240149473 A KR 20240149473A
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KR
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layer
display device
light
window
viewing angle
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KR1020230044724A
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신현억
이동민
이주현
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 영역과 비표시 영역으로 구획되는 표시패널, 상기 표시패널 상부에 배치되고, 표시패널과 면하는 일면에 복수의 홈이 형성되는 윈도우 및 상기 복수의 홈의 내부에 형성되는 시야각 제어부재를 포함하고, 상기 시야각 제어부재는 상기 복수의 홈의 측벽에 형성되고, 상기 윈도우의 중심측으로 갈수록 얇아지도록 형성될 수 있다.

Description

표시 장치와 그의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 장치와 그의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 발광 소자를 이용하여 영상을 표시한다. 표시 장치는 빠른 응답 속도를 가지며, 휘도 및 시야각이 크고, 동시에 낮은 소비 전력으로 구동되는 장점이 있다.
표시장치는 사용자가 원하는 영상 정보를 표시하는 것이다. 사용자가 다양한 각도 방향에서 표시장치의 화상을 볼 수 있도록 하기 위해 넓은 시야각을 갖도록 개발되는 것이 일반적이다. 그러나, 표시장치가 적용되는 개별 제품마다 시야각이 넓은 경우 오히려 제품의 특성에 악영향을 미치는 경우가 발생할 수 있어, 좁은 시야각을 요구하기도 한다.
예를 들어, 차량의 네비게이션 시스템의 경우 표시장치의 시야각이 넓은 경우, 야간 운행시 차량의 전면 유리창(Wind Shield)에 빛이 반사되어 운전자의 안전운행에 악영향을 줄 수 있다. 또한, 컴퓨터나 휴대폰의 경우, 사용자가 프라이버시가 노출되는 것을 원하지 않는 경우에도 표시장치의 시야각이 넓은 것이 오히려 사용자의 요구와 상반된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 측면광을 제거하여 프라이버시 기능을 제공하는 표시장치 및 표시장치 제공방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 영역과 비표시 영역으로 구획되는 표시패널, 상기 표시패널 상부에 배치되고, 표시패널과 면하는 일면에 복수의 홈이 형성되는 윈도우 및 상기 복수의 홈의 내부에 형성되는 시야각 제어부재를 포함하고, 상기 시야각 제어부재는 상기 복수의 홈의 측벽에 형성되고, 상기 윈도우의 중심측으로 갈수록 얇아지도록 형성될 수 있다.
상기 흡광벽은 CuMgAlOx으로 형성될 수 있다.
상기 시야각 제어부재는 상기 흡광벽으로 둘러싸인 홈의 내부에 채워지는 충진재를 더 포함하고, 상기 충진재는 상기 윈도우의 중심측으로 갈수록 더 넓게 형성될 수 있다.
상기 충진재는 실리카(SiO2) 및 실록산(siloxane)계 물질로 형성될 수 있다.
상기 표시장치는 상기 윈도우의 시야각 제어부재가 배치되지 않은 일면에 보호층이 더 배치될 수 있다.
상기 보호층은 투명 산화막으로 형성될 수 있다.
상기 흡광벽은 상기 홈의 측면에 형성되는 제1 흡광벽과 상기 홈의 바닥에 형성되는 제2 흡광벽을 포함하고, 상기 제2 흡광벽은 상기 제1 흡광벽보다 얇게 형성될 수 있다.
상기 시야각 제어부재는 상기 흡광벽으로 둘러싸인 홈의 내부에 공기로 채워질 수 있다.
상기 표시장치는 상기 표시패널과 상기 윈도우 사이에 터치 감지층을 더 포함하고, 상기 시야각 제어부재는 상기 터치 감지층과 마주보게 배치될 수 있다.
상기 터치 감지층은 터치 전극을 포함하고, 상기 시야각 제어 패턴의 적어도 일부는 상기 터치 전극과 중첩할 수 있따.
상기 표시 패널은, 기판, 상기 기판 상에 배치되고, 화소 전극, 발광층, 및 공통 전극을 포함하는 화소와, 상기 화소를 정의하는 화소 정의막을 포함하는 발광 소자층 및 상기 발광 소자층 상에 배치되는 박막봉지층을 포함할 수 있다.
상기 시야각 제어부재는 상기 박막봉지층과 마주보게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 제조방법은 윈도우의 일면에 하드마스크와 포토레지스트 마스크를 이용하여 복수의 홈을 형성하는 단계, 상기 복수의 홈의 측면에 흡광벽을 형성하는 단계, 상기 흡광벽으로 둘러싸인 홈의 내부에 충진재로 충진하는 단계 및 상기 윈도우의 일면을 표시패널 상에 배치하는 단계를 포함하고 상기 윈도우의 중심측으로 갈수록 얇아지도록 형성될 수 있다.
상기 표시장치 제조방법은 상기 흡광벽을 산화 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 하드 마스크는 투명 산화막으로 형성될 수 있다.
상기 흡광벽을 형성하는 단계에서, 상기 홈이 형성된 윈도우의 일면에 CuMgAl를 증착하고, 증착된 CuMgAl를 비등방성 에칭할 수 있다.
상기 충진재는 실리카(SiO2) 및 실록산(siloxane)계 물질로 형성될 수 있다.
상기 충진재는 상기 윈도우의 중심측으로 갈수록 더 넓게 형성될 수 있다.
상기 표시 패널은, 기판, 상기 기판 상에 배치되고, 화소 전극, 발광층, 및 공통 전극을 포함하는 화소와, 상기 화소를 정의하는 화소 정의막을 포함하는 발광 소자층 및 상기 발광 소자층 상에 배치되는 박막봉지층을 포함할 수 있다.
상기 표시장치 제조방법은 상기 표시 패널 상에 터치 감지층을 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 표시장치의 윈도우의 일면에 정의된 홈에 시야각 제어부재를 형성하여, 터치패널과 윈도우 사이에 시야각 제어필름을 삽입하는 구조에 비하여 표시장치의 두께를 줄일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 표시장치의 윈도우의 일면에 직접 시야각 제어부재를 형성함으로 후속 열공정에 의해 표시패널층에 열손상을 가하지 않는다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 표시 유닛의 일 예를 상세히 보여주는 일 예시도면이다.
도 5는 도 3의 터치 센서층의 일 예를 상세히 보여주는 일 예시도면이다.
도 6은 도 4의 서브 화소들과 도 5의 제1 터치 금속층의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ'의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 B영역의 확대도이다.
도 9는 도 7에서 시야각 제어부재와 광의 진행방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 다른 실시예에 따른 도 7의 B영역의 확대도이다.
도 12는 광 파장에 대하여 실리카(SiO2) 및 실록산(siloxane)계 물질의 투과율 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 2의 I-I'의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 6의 Ⅱ-Ⅱ'의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치가 적용된 일 예이다
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "위(on)", "상(on)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위"에 놓여질 수 있다. 또한 도면을 기준으로 다른 소자의 "좌측"에 위치하는 것으로 기술된 소자는 시점에 따라 다른 소자의 "우측"에 위치할 수도 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이 경우 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
명세서 전체를 통하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
본 명세서에서, “상부”, “탑”, “상면”은 표시 패널(100)을 기준으로 상부 방향, 즉 Z축 방향을 가리키고, “하부”, “바텀”, “하면”은 표시 패널(100)을 기준으로 하부 방향, 즉 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다. 또한, “좌”, “우”, “상”, “하”는 표시 패널(100)을 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, “좌”는 X축 방향의 반대 방향, “우”는 X축 방향, “상”은 Y축 방향, “하”는 Y축 방향의 반대 방향을 가리킨다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(10)는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치로서, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 및 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다. 표시 장치(10)는 유기 발광 표시 장치, 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 전계방출 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, 전기 습윤 표시 장치, 양자점 발광 표시 장치, 및 마이크로 LED 표시 장치 중 어느 하나일 수 있다. 이하에서는, 표시 장치(10)가 유기 발광 표시 장치인 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 윈도우(WM), 표시 패널(100), 표시 구동 회로(250), 회로 보드(300), 및 터치 구동 회로(400)를 포함한다.
윈도우(WM)는 표시 패널(100)을 커버하여 외부의 충격으로부터 상기 표시 패널(100)을 보호한다. 이 실시예에서는, 상기 윈도우(WM)는 광 투과성을 갖는 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다.
표시 패널(100)은 메인 영역(MA)과 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 돌출된 돌출 영역(PA)을 포함할 수 있다.
메인 영역(MA)은 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)의 장변을 갖는 직사각형 형태의 평면으로 형성될 수 있다. 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변이 만나는 코너(corner)는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 표시 장치(10)의 평면 형태는 사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 메인 영역(MA)은 평탄하게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 좌우측 끝단에 형성된 곡면부를 포함할 수 있다. 이 경우, 곡면부는 일정한 곡률을 갖거나 변화하는 곡률을 가질 수 있다.
메인 영역(MA)은 화소들이 형성되어 영상을 표시하는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 주변 영역인 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)에는 화소들 뿐만 아니라, 화소들에 접속되는 스캔 라인들, 데이터 라인들, 및 전원 라인이 배치될 수 있다. 메인 영역(MA)이 곡면부를 포함하는 경우, 표시 영역(DA)은 곡면부에 배치될 수 있다. 이 경우, 곡면부에서도 표시 패널(100)의 영상이 보일 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 바깥쪽에서부터 표시 패널(100)의 가장자리까지의 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)에는 스캔 라인들에 스캔 신호들을 인가하기 위한 스캔 구동부, 및 데이터 라인들과 표시 구동 회로(250)를 연결하는 링크 라인들이 배치될 수 있다.
돌출 영역(PA)은 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 돌출될 수 있다. 예를 들어, 돌출 영역(PA)은 도 2와 같이 메인 영역(MA)의 하측으로부터 돌출될 수 있다. 돌출 영역(PA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 메인 영역(MA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이보다 작을 수 있다.
돌출 영역(PA)은 벤딩 영역(BA)과 패드 영역(PDA)을 포함할 수 있다. 이 경우, 패드 영역(PDA)은 벤딩 영역(BA)의 일 측에 배치되고, 메인 영역(MA)은 벤딩 영역(BA)의 타 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 패드 영역(PDA)은 벤딩 영역(BA)의 하 측에 배치되고, 메인 영역(MA)은 벤딩 영역(BA)의 상 측에 배치될 수 있다.
표시 패널(100)은 구부러지거나, 휘어지거나, 벤딩되거나, 접히거나, 말릴 수 있도록 유연하게 형성될 수 있다. 그러므로, 표시 패널(100)은 벤딩 영역(BA)에서 두께 방향(Z축 방향)으로 벤딩될 수 있다. 이 경우, 표시 패널(100)이 벤딩되기 전에 표시 패널(100)의 패드 영역(PDA)의 일면은 상부를 향하고 있으나, 표시 패널(100)이 벤딩된 후에는 표시 패널(100)의 패드 영역(PDA)의 일면은 하부로 향하게 된다. 이로 인해, 패드 영역(PDA)은 메인 영역(MA)의 하부에 배치되므로, 메인 영역(MA)과 중첩될 수 있다.
표시 패널(100)의 패드 영역(PDA)에는 표시 구동 회로(250)와 회로 보드(300)와 전기적으로 연결되는 패드들이 배치될 수 있다.
표시 구동 회로(250)는 표시 패널(100)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력한다. 예를 들어, 표시 구동 회로(250)는 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급할 수 있다. 또한, 표시 구동 회로(250)는 전원 라인에 전원 전압을 공급하며, 스캔 구동부에 스캔 제어 신호들을 공급할 수 있다. 표시 구동 회로(250)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성되어 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 패드 영역(PDA)에서 표시 패널(100) 상에 장착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동 회로(250)는 회로 보드(300) 상에 장착될 수 있다.
패드들은 표시 구동 회로(250)에 전기적으로 연결되는 표시 패드들과 터치 라인들에 전기적으로 연결되는 터치 패드들을 포함할 수 있다.
회로 보드(300)는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 패드들 상에 부착될 수 있다. 이로 인해, 회로 보드(300)의 리드 라인들은 패드들에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드(300)는 연성 인쇄 회로 보드(flexible prinited circuit board), 인쇄 회로 보드(printed circuit board) 또는 칩온 필름(chip on film)과 같은 연성 필름(flexible film)일 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 표시 패널(100)의 터치 센서층(TSL)의 터치 전극들에 연결될 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 터치 센서층(TSL)의 터치 전극들에 구동 신호들을 인가하고 터치 전극들의 정전 용량 값들을 측정한다. 구동 신호는 복수의 구동 펄스들을 갖는 신호일 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 정전 용량 값들에 따라 터치 입력 여부를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 터치가 입력된 터치 좌표들을 산출할 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 회로 보드(300) 상에 배치될 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 집적회로(IC)로 형성되어 회로 보드(300) 상에 장착될 수 있다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(100)은 기판(SUB1), 기판(SUB1) 상에 배치된 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 박막 봉지층(TFEL), 터치 센서층(TSL) 및 윈도우(WM)를 포함할 수 있다.
기판(SUB1)은 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 고분자 물질의 예로는 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terepthalate: PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 또는, 기판(SUB1)은 금속 재질의 물질을 포함할 수도 있다.
기판(SUB1)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 기판(SUB1)이 플렉서블 기판인 경우, 폴리이미드(PI)로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 기판(SUB1) 상에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)에는 화소들 각각의 박막 트랜지스터들 뿐만 아니라, 스캔 라인들, 데이터 라인들, 전원 라인들, 스캔 제어 라인들, 및 패드들과 데이터 라인들을 연결하는 라우팅 라인들 등이 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터들 각각은 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 스캔 구동부(110)가 도 4와 같이 표시 패널(100)의 비표시 영역(NDA)에 형성되는 경우, 스캔 구동부(110)는 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 박막 트랜지스터층(TFTL)의 화소들 각각의 박막 트랜지스터들, 스캔 라인들, 데이터 라인들, 및 전원 라인들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 스캔 제어 라인들과 링크 라인들은 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL) 상에는 발광 소자층(EML)이 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 화소들과 화소들을 정의하는 화소 정의막을 포함할 수 있다. 발광층은 유기 물질을 포함하는 유기 발광층일 수 있다. 이 경우, 발광층은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 발광층(organic light emitting layer), 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 박막 트랜지스터를 통해 제1 전극에 소정의 전압이 인가되고, 제2 전극에 캐소드 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기 발광층으로 이동되며, 유기 발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다. 발광 소자층(EML)의 화소들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
발광 소자층(EML) 상에는 박막 봉지층(TFEL)이 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 박막 봉지층(TFEL)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 박막 봉지층(TFEL)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호하는 역할을 한다. 이를 위해, 박막 봉지층(TFEL)은 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 또는 폴리이미드 수지(polyimide resin)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
박막 봉지층(TFEL)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA) 모두에 배치될 수 있다. 구체적으로, 박막 봉지층(TFEL)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)의 발광 소자층(EML)을 덮으며, 비표시 영역(NDA)의 박막 트랜지스터층(TFTL)을 덮도록 배치될 수 있다.
박막 봉지층(TFEL) 상에는 터치 센서층(TSL)이 배치될 수 있다. 터치 센서층(TSL)이 박막 봉지층(TFEL) 상에 바로 배치됨으로써, 터치 센서층(TSL)을 포함하는 별도의 터치 패널이 박막 봉지층(TFEL) 상에 부착되는 경우보다 표시 장치(10)의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.
터치 센서층(TSL)은 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 전극들과 패드들과 터치 전극들을 연결하는 터치 라인들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서층(TSL)은 자기 정전 용량(self-capacitance) 방식 또는 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
터치 센서층(TSL)의 터치 전극들은 도 5와 같이 표시 영역(DA)에 중첩하는 터치 센서 영역(TSA)에 배치될 수 있다. 터치 센서층(TSL)의 터치 라인들은 도 5와 같이 비표시 영역(NDA)에 중첩하는 터치 주변 영역(TPA)에 배치될 수 있다.
터치 센서층(TSL) 상에는 윈도우(WM)가 배치될 수 있다.
윈도우(WM)는 표시장치(10)의 전면을 제공할 수 있다. 윈도우(WM)는 유리, 사파이어, 플라스틱 등으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서 윈도우(WM)의 하면에는 제1 방향(x)으로 배열되며 제1 방향(x)과 수직한 제2 방향(y)으로 연장된 복수의 홈들이 정의될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 홈들은 제2 방향(y)으로 배열되며 제1 방향(x)으로 연장될 수 있다. 또한, 복수의 홈 각각에는 시야각 제어부재(LCU)가 배치될 수 있다. 시야각 제어부재(LCU)는 흡광기능을 갖는 물질로 형성된다. 흡광기능을 갖는 물질은 흡광부재는 접착성과 흡광성이 우수한 CuMgAlOx일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
윈도우(WM)의 하면에 정의된 홈은 표시 영역(DA)에 중첩하게 배치될 수 있다. 따라서 시야각 제어부재(LCU)는 표시 영역(DA)에 중첩하게 배치될 수 있다.
윈도우(WM)의 하면에 정의된 홈들에 배치되는 시야각 제어부재(LCU)의해, 표시 패널(100)로부터 제공된 광의 진행 방향이 제어될 수 있다. 이에 대해서는 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
윈도우(WM)와 표시패널(100)은 OCA(optically clear adhesive) 필름과 같은 투명 접착 부재에 의해 부착될 수 있다.
도 4는 도 3의 표시 유닛의 일 예를 상세히 보여주는 일 예시도면이다.
도 4에서는 설명의 편의를 위해 표시 영역(DA)의 화소(P)들, 스캔 라인(SL)들, 데이터 라인(DL)들, 전원 라인(PL), 스캔 제어 라인(SCL)들, 스캔 구동부(110), 표시 구동 회로(250), 및 표시 패드들(DP) 만을 도시하였다.
도 4를 참조하면, 스캔 라인(SL)들, 데이터 라인(DL)들, 전원 라인(PL), 및 화소(P)들은 표시 영역(DA)에 배치된다. 스캔 라인(SL)들은 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 형성되고, 데이터 라인(DL)들은 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 나란하게 형성될 수 있다. 전원 라인(PL)은 제2 방향(Y축 방향)으로 데이터 라인(DL)들과 나란하게 형성된 적어도 하나의 라인과 상기 적어도 하나의 라인으로부터 제1 방향(X축 방향)으로 분지된 복수의 라인들을 포함할 수 있다.
화소(P)들 각각은 스캔 라인(SL)들 중 적어도 어느 하나, 데이터 라인(DL)들 중 어느 하나, 및 전원 라인(PL)에 접속될 수 있다. 화소(P)들 각각은 구동 트랜지스터와 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터들, 유기 발광 다이오드, 및 커패시터를 포함할 수 있다. 화소(P)들 각각은 스캔 라인(SL)으로부터 스캔 신호가 인가되는 경우 데이터 라인(DL)의 데이터 전압을 인가받으며, 게이트 전극에 인가된 데이터 전압에 따라 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급함으로써 발광할 수 있다.
스캔 구동부(110)는 적어도 하나의 스캔 제어 라인(SCL)을 통해 표시 구동 회로(250)에 연결된다. 그러므로, 스캔 구동부(110)는 표시 구동 회로(250)의 스캔 제어 신호를 입력 받을 수 있다. 스캔 구동부(110)는 스캔 제어 신호에 따라 스캔 신호들을 생성하여 스캔 라인(SL)들에 공급한다.
도 5에서는 스캔 구동부(110)가 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스캔 구동부(110)는 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽과 우측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 형성될 수 있다.
표시 구동 회로(250)는 표시 패드들(DP)에 접속되어 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호들을 입력 받는다. 표시 구동 회로(250)는 디지털 비디오 데이터를 아날로그 정극성/부극성 데이터 전압들로 변환하여 링크 라인(LL)들을 통해 데이터 라인(DL)들에 공급한다. 또한, 표시 구동 회로(250)는 스캔 제어 라인(SCL)을 통해 스캔 구동부(110)를 제어하기 위한 스캔 제어 신호를 생성하여 공급한다. 스캔 구동부(110)의 스캔 신호들에 의해 데이터 전압들이 공급될 화소(P)들이 선택되며, 선택된 화소(P)들에 데이터 전압들이 공급된다. 표시 구동 회로(250)는 집적회로(IC)로 형성되어 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 기판(SUB1) 상에 부착될 수 있다.
도 5는 도 3의 터치 센서층의 일 예를 상세히 보여주는 일 예시도면이다.
도 5에서는 설명의 편의를 위해 터치 전극들(TE, RE), 터치 라인들(TL, RL), 및 터치 패드(TP)들만을 도시하였다.
도 5를 참조하면, 터치 센서층(TSL)은 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 센서 영역(TSA)과 터치 센서 영역(TSA)의 주변에 배치되는 터치 주변 영역(TPA)을 포함한다. 터치 센서 영역(TSA)은 표시 영역(DA)에 중첩하고, 터치 주변 영역(TPA)은 비표시 영역(NDA)에 중첩할 수 있다.
터치 전극들(TE, RE)은 터치 센서 영역(TSA)에 배치될 수 있다. 터치 전극들(TE, RE)은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결되는 감지 전극(RE)들과 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결되는 구동 전극(TE)들을 포함할 수 있다. 또한, 도 5에서는 감지 전극(RE)들과 구동 전극(TE)들이 다이아몬드 형태의 평면 형태로 형성되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
감지 전극(RE)들과 구동 전극(TE)들이 그들의 교차 영역들에서 서로 단락(short circuit)되는 것을 방지하기 위해, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 구동 전극(TE)들은 연결 전극(BE)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 하나의 층에 배치되고, 연결 전극(BE)은 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들과 다른 층에 배치될 수 있다. 또한, 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결된 감지 전극(RE)들과 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된 구동 전극(TE)들은 서로 전기적으로 절연된다.
터치 라인들(TL, RL)은 터치 주변 영역(TPA)에 배치될 수 있다. 터치 라인들(TL, RL)은 감지 전극(RE)들에 연결되는 감지 라인(RL)들과 구동 전극(TE)들에 연결되는 제1 구동 라인(TL1)들과 제2 구동 라인(TL2)들을 포함할 수 있다.
터치 센서 영역(TSA)의 우측에 배치된 감지 전극(RE)들은 감지 라인(RL)들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(x축 방향)으로 전기적으로 연결된 감지 전극(RE)들 중 우측 끝에 배치된 감지 전극은 감지 라인(RL)에 연결될 수 있다. 감지 라인(RL)들은 제1 터치 패드들(TP1)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 터치 구동 회로(400)는 감지 전극(RE)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 센서 영역(TSA)의 하측에 배치된 구동 전극(TE)들은 제1 구동 라인(TL1)들에 연결되고, 터치 센서 영역(TSA)의 상측에 배치된 구동 전극(TE)들은 제2 구동 라인(TL2)들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된 구동 전극(TE)들 중 하측 끝에 배치된 구동 전극(TE)은 제1 구동 라인(TL1)에 연결되며, 상측 끝에 배치된 구동 전극(TE)은 제2 구동 라인(TL2)에 연결될 수 있다. 제2 구동 라인(TL2)들은 터치 센서 영역(TSA)의 좌측 바깥쪽을 경유하여 터치 센서 영역(TSA)의 상측에서 구동 전극(TE)들에 연결될 수 있다. 제1 구동 라인(TL1)들과 제2 구동 라인(TL2)들은 제2 터치 패드들(TP2)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 터치 구동 회로(400)는 구동 전극(TE)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 전극들(TE, RE)은 상호 정전 용량 방식 또는 자기 정전 용량 방식으로 구동될 수 있다. 먼저, 터치 전극들(TE, RE)이 상호 정전 용량 방식으로 구동되는 경우, 제1 구동 라인(TL1)들과 제2 구동 라인(TL2)들을 통해 구동 전극(TE)들에 구동 신호들을 공급하여, 감지 전극(RE)들과 구동 전극(TE)들의 교차 영역들에 형성된 상호 정전 용량들을 충전한다. 그리고 나서, 감지 라인(RL)들을 통해 감지 전극(RE)들의 차지 변화량들을 측정하며, 감지 전극(RE)들의 차지 변화량들에 따라 터치 입력 여부를 판단한다. 구동 신호는 복수의 구동 펄스들을 갖는 신호일 수 있다.
두 번째로, 터치 전극들(TE, RE)이 자기 정전 용량 방식으로 구동되는 경우, 제1 구동 라인(TL1)들, 제2 구동 라인(TL2)들, 및 감지 라인(RL)들을 통해 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들 모두에 구동 신호들을 공급하여, 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들의 자기 정전 용량들을 충전한다. 그리고 나서, 제1 구동 라인(TL1)들, 제2 구동 라인(TL2)들, 및 감지 라인(RL)들을 통해 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들의 자기 정전 용량들의 차지 변화량들을 측정하며, 자기 정전 용량들의 차지 변화량들에 따라 터치 입력 여부를 판단한다.
구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 및 연결 전극(BE)들은 도 5와 같이 메쉬 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들을 포함하는 터치 센서층(TSL)이 도 3과 같이 박막 봉지층(TFEL) 상에 바로 형성되는 경우, 발광 소자층(EML)의 제2 전극과 터치 센서층(TSL)의 구동 전극(TE)들 또는 감지 전극(RE)들 사이의 거리가 가깝기 때문에, 발광 소자층(EML)의 제2 전극과 터치 센서층(TSL)의 구동 전극(TE) 또는 감지 전극(RE) 사이에 기생 정전 용량(parasitic capacitance)이 매우 크게 형성될 수 있다. 그러므로, 상기 기생 정전 용량을 줄이기 위해 구동 전극(TE)들과 감지 전극(RE)들은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 산화물 도전층의 비패턴 전극으로 형성되는 것보다 도 5와 같이 메쉬 형태의 전극으로 형성되는 것이 바람직하다.
감지 라인(RL)들 중 가장 외곽에 배치된 감지 라인(RL)의 바깥쪽에는 제1 가드 라인(GL1)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 가드 라인(GL1)의 바깥쪽에는 제1 접지 라인(GRL1)이 배치될 수 있다. 즉, 감지 라인(RL)들 중 우측 끝에 배치된 감지 라인(RL)의 우측에는 제1 가드 라인(GL1)이 배치되고, 제1 가드 라인(GL1)의 우측에는 제1 접지 라인(GRL1)이 배치될 수 있다.
감지 라인(RL)들 중 가장 안쪽에 배치된 감지 라인(RL)과 제1 구동 라인(TL1)들 중 우측 끝에 배치된 제1 구동 라인(TL1) 사이에는 제2 가드 라인(GL2)이 배치될 수 있다. 또한, 제2 가드 라인(GL2)은 제1 구동 라인(TL1)들 중 우측 끝에 배치된 제1 구동 라인(TL1)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치될 수 있다. 나아가, 제3 가드 라인(GL3)은 감지 라인(RL)들 중 가장 안쪽에 배치된 감지 라인(RL)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치될 수 있다. 제2 접지 라인(GRL2)은 제1 터치 패드들(TP1) 중 가장 좌측에 배치된 제1 터치 패드와 제2 터치 패드들(TP2) 중에 가장 우측에 배치된 제2 터치 패드에 연결될 수 있다.
제2 구동 라인(TL2)들 중 가장 외곽에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 바깥쪽에는 제4 가드 라인(GL4)이 배치될 수 있다. 또한, 제4 가드 라인(GL4)의 바깥쪽에는 제3 접지 라인(GRL3)이 배치될 수 있다. 즉, 제2 구동 라인(TL2)들 중 좌측과 상측 끝에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 좌측과 상측에는 제4 가드 라인(GL4)이 배치되고, 제4 가드 라인(GL4)의 좌측과 상측에는 제3 접지 라인(GRL3)이 배치될 수 있다.
제2 구동 라인(TL2)들 중에 가장 안쪽에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 안쪽에는 제5 가드 라인(GL5)이 배치될 수 있다. 즉, 제5 가드 라인(GL5)은 제2 구동 라인(TL2)들 중에 우측 끝에 배치된 제2 구동 라인(TL2)과 터치 전극들(TE, RE) 사이에 배치될 수 있다.
도 5에 도시된 실시예에 의하면, 제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제3 접지 라인(GRL3)은 표시 패널(100)의 상측, 좌측, 및 우측에서 가장 외곽에 배치된다. 또한, 제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제3 접지 라인(GRL3)에는 접지 전압이 인가된다. 이로 인해, 외부로부터 정전기가 인가되는 경우, 정전기는 제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제3 접지 라인(GRL3)으로 방전될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 실시예에 의하면, 제1 가드 라인(GL1)은 가장 외곽에 배치되는 감지 라인(RL)과 제1 접지 라인(GRL1) 사이에 배치되므로, 가장 외곽에 배치되는 감지 라인(RL)이 제1 접지 라인(GRL1)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제2 가드 라인(GL2)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 가장 외곽에 배치되는 제1 구동 라인(TL1) 사이에 배치된다. 이로 인해, 제2 가드 라인(GL2)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 가장 외곽에 배치되는 제1 구동 라인(TL1)이 전압 변화에 따른 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제3 가드 라인(GL3)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치되므로, 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)이 제2 접지 라인(GRL2)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제4 가드 라인(GL4)은 가장 외곽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 제3 접지 라인(GRL3) 사이에 배치되므로, 제2 구동 라인(TL2)이 제3 접지 라인(GRL3)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제5 가드 라인(GL5)은 가장 안쪽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 터치 전극들(TE, RE) 사이에 배치되므로, 가장 안쪽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 터치 전극들(TE, RE)이 서로 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다.
터치 전극들(TE, RE)이 상호 정전 용량 방식으로 구동되는 경우, 제1 가드 라인(GL1), 제2 가드 라인(GL2), 제3 가드 라인(GL3), 제4 가드 라인(GL4), 및 제5 가드 라인(GL5)에는 접지 전압이 인가될 수 있다. 또한, 터치 전극들(TE, RE)이 자기 정전 용량 방식으로 구동되는 경우, 제1 가드 라인(GL1), 제2 가드 라인(GL2), 제3 가드 라인(GL3), 제4 가드 라인(GL4), 및 제5 가드 라인(GL5)에는 제1 구동 라인(TL1)들, 제2 구동 라인(TL2)들, 및 감지 라인(RL)들에 인가되는 구동 신호들과 동일한 구동 신호들이 인가될 수 있다.
도 6은 도 4의 서브 화소들과 도 5의 제1 터치 금속층의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 6을 참조하면, 서브 화소들은 제1 서브 화소(RP)들, 제2 서브 화소(GP)들, 및 제3 서브 화소(BP)들을 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(RP)들 각각은 제1 색을 표시하며, 제2 서브 화소(GP)들 각각은 제2 색을 표시하고, 제3 서브 화소(BP)들 각각은 제3 색을 표시할 수 있다. 제1 색은 적색이고, 제2 색은 녹색이며, 제3 색은 청색일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
표시 패널(100)은 화소(P) 단위로 백색 계조 표현을 할 수 있다. 하나의 제1 서브 화소(RP), 두 개의 제2 서브 화소(GP)들, 및 하나의 제3 서브 화소(BP)는 하나의 화소(P)로 정의될 수 있다. 또한, 하나의 화소(P)로 정의되는 제1 서브 화소(RP), 제2 서브 화소(GP)들, 및 제3 서브 화소(BP)는 도 6과 같이 마름모 형태로 배치될 수 있다.
표시 패널(100)에서 제1 서브 화소(RP)들의 개수와 제3 서브 화소(BP)들의 개수는 동일할 수 있다. 표시 패널(100)에서 제2 서브 화소(GP)들의 개수는 제1 서브 화소(RP)들의 개수의 두 배이고, 제3 서브 화소(BP)들의 개수의 두 배일 수 있다. 또한, 표시 패널(100)에서 제2 서브 화소(GP)들의 개수는 제1 서브 화소(RP)들의 개수와 제3 서브 화소(BP)들의 개수의 합과 동일할 수 있다.
도 6에서는 제1 서브 화소(RP)들, 제2 서브 화소(GP)들, 및 제3 서브 화소(BP)들이 평면 상에서 바라볼 때 마름모 형태로 형성된 것을 예시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 서브 화소(RP)들, 제2 서브 화소(GP)들, 및 제3 서브 화소(BP)들은 평면 상에서 바라볼 때 직사각형 또는 정사각형 형태로 형성될 수도 있으며, 사각형 이외에 다른 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수도 있다. 또한, 제1 서브 화소(RP)의 형태, 제2 서브 화소(GP)의 형태, 및 제3 서브 화소(BP)의 형태는 서로 상이할 수 있다.
도 6에서는 평면 상에서 바라볼 때 제1 서브 화소(RP)의 크기, 제2 서브 화소(GP)의 크기, 및 제3 서브 화소(BP)의 크기가 서로 동일한 것을 예시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 평면 상에서 바라볼 때 제1 서브 화소(RP)의 크기, 제2 서브 화소(GP)의 크기, 및 제3 서브 화소(BP)의 크기는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 평면 상에서 바라볼 때 제1 서브 화소(RP)의 크기는 제2 서브 화소(GP)의 크기보다 클 수 있으며, 제3 서브 화소(BP)의 크기는 제2 서브 화소(GP)의 크기보다 클 수 있다. 또한, 평면 상에서 바라볼 때 제1 서브 화소(RP)의 크기는 제3 서브 화소(BP)의 크기와 실질적으로 동일하거나 제3 서브 화소(BP)의 크기보다 작을 수 있다.
도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ’의 일 예를 보여주는 단면도이고, 도 8은 도 7의 B영역의 확대도이다. 그리고, 도 9는 도 7에서 시야각 제어부재와 광의 진행방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 기판(SUB1) 상에는 박막 트랜지스터층(TFTL)이 형성된다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 박막 트랜지스터(120)들, 게이트 절연층(130), 층간 절연층(140), 보호층(150), 및 평탄화층(160)을 포함한다.
기판(SUB1)의 일면 상에는 제1 버퍼층(BF1)이 형성될 수 있다. 제1 버퍼층(BF1)은 투습에 취약한 기판(SUB1)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(120)들과 발광 소자층(EML)의 유기 발광층(172)을 보호하기 위해 기판(SUB1)의 일면 상에 형성될 수 있다. 제1 버퍼층(BF1)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 버퍼층(BF1)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 제1 버퍼층(BF1)은 생략될 수 있다.
제1 버퍼층(BF1) 상에는 박막 트랜지스터(120)가 형성된다. 박막 트랜지스터(120)는 액티브층(121), 게이트 전극(122), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 포함한다. 도 7에서는 박막 트랜지스터(120)가 게이트 전극(122)이 액티브층(121)의 상부에 위치하는 상부 게이트(탑 게이트, top gate) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 박막 트랜지스터(120)들은 게이트 전극(122)이 액티브층(121)의 하부에 위치하는 하부 게이트(보텀 게이트, bottom gate) 방식 또는 게이트 전극(122)이 액티브층(121)의 상부와 하부에 모두 위치하는 더블 게이트(double gate) 방식으로 형성될 수 있다.
제1 버퍼층(BF1) 상에는 액티브층(121)이 형성된다. 액티브층(121)은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 저온 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 산화물 반도체는 인듐, 아연, 갈륨, 주석, 티타늄, 알루미늄, 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg) 등을 함유하는 이성분계 화합물(ABx), 삼성분계 화합물(ABxCy), 사성분계 화합물(ABxCyDz)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액티브층(121)은 ITZO(인듐, 주석, 티타늄을 포함하는 산화물)나 IGZO(인듐, 갈륨, 주석을 포함하는 산화물)를 포함할 수 있다. 버퍼층과 액티브층(121) 사이에는 액티브층(121)으로 입사되는 외부광을 차단하기 위한 차광층이 형성될 수 있다.
액티브층(121) 상에는 게이트 절연층(130)이 형성될 수 있다. 게이트 절연층(130)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
게이트 절연층(130) 상에는 게이트 전극(122)과 게이트 라인이 형성될 수 있다. 게이트 전극(122)과 게이트 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(122)과 게이트 라인 상에는 층간 절연층(140)이 형성될 수 있다. 층간 절연층(140)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
층간 절연층(140) 상에는 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)이 형성될 수 있다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124) 각각은 게이트 절연층(130)과 층간 절연층(140)을 관통하는 콘택홀을 통해 액티브층(121)에 접속될 수 있다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
소스 전극(213)과 드레인 전극(124) 상에는 박막 트랜지스터(120)를 절연하기 위한 보호층(150)이 형성될 수 있다. 보호층(150)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
보호층(150) 상에는 박막 트랜지스터(120)로 인한 단차를 평탄하게 하기 위한 평탄화층(160)이 형성될 수 있다. 평탄화층(160)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL) 상에는 발광 소자층(EML)이 형성된다. 발광 소자층(EML)은 발광 소자(170)들과 화소 정의층(180)을 포함한다.
발광 소자(170)들과 화소 정의층(180)은 평탄화층(160) 상에 형성된다. 발광 소자(170)들 각각은 제1 전극(171), 유기 발광층(172), 및 제2 전극(173)을 포함할 수 있다.
제1 전극(171)은 평탄화층(160) 상에 형성될 수 있다. 제1 전극(171)은 보호층(150)과 평탄화층(160)을 관통하는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)에 접속된다.
유기 발광층(172)을 기준으로 제2 전극(173) 방향으로 발광하는 상부 발광(top emission) 구조에서 제1 전극(171)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. APC 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금이다.
유기 발광층(172)을 기준으로 제1 전극(171) 방향으로 발광하는 하부 발광(bottom) 구조에서 제1 전극(171)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 전극(171)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
화소 정의층(180)은 서브 화소들(RP, GP, BP)을 정의하는 화소 정의막으로 역할을 하기 위해 평탄화층(160) 상에서 제1 전극(171)을 구획하도록 형성될 수 있다. 화소 정의층(180)은 제1 전극(171)의 가장자리를 덮도록 형성될 수 있다. 화소 정의층(180)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
서브 화소들(RP, GP, BP) 각각은 제1 전극(171), 유기 발광층(172), 및 제2 전극(173)이 순차적으로 적층되어 제1 전극(171)으로부터의 정공과 제2 전극(173)으로부터의 전자가 유기 발광층(172)에서 서로 결합되어 발광하는 영역을 나타낸다. 서브 화소들(RP, GP, BP) 각각은 발광 소자(170)를 포함할 수 있다.
제1 전극(171)과 화소 정의층(180) 상에는 유기 발광층(172)이 형성된다. 유기 발광층(172)은 유기 물질을 포함하여 소정의 색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 유기 발광층(172)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 물질층, 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 서브 화소(RP)의 유기 발광층(172)은 제1 색의 광을 발광하고, 제2 서브 화소(GP)의 유기 발광층(172)은 제2 색의 광을 발광하며, 제3 서브 화소(BP)의 유기 발광층(172)은 제3 색의 광을 발광할 수 있다. 제1 색은 적색이고, 제2 색은 녹색이며, 제3 색은 청색일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또는, 서브 화소들(RP, GP, BP) 각각의 유기 발광층(172)은 백색 광을 발광할 수 있으며, 이 경우 제1 서브 화소(RP)는 제1 색의 컬러필터층과 중첩하고, 제2 서브 화소(GP)는 제2 색의 컬러필터층과 중첩하며, 제3 서브 화소(BP)는 제3 색의 컬러필터층과 중첩할 수 있다.
제2 전극(173)은 유기 발광층(172) 상에 형성된다. 제2 전극(173)은 유기 발광층(172)을 덮도록 형성될 수 있다. 제2 전극(173)은 서브 화소들(RP, GP, BP)에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 제2 전극(173) 상에는 캡핑층(capping layer)이 형성될 수 있다.
상부 발광 구조에서 제2 전극(173)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 제2 전극(173)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
하부 발광 구조에서 제2 전극(173)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. APC 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금이다.
발광 소자층(EML) 상에는 박막 봉지층(TFEL)이 형성된다. 박막 봉지층(TFEL)은 봉지층(190)을 포함한다.
봉지층(190)은 제2 전극(173) 상에 배치된다. 봉지층(190)은 유기 발광층(172)과 제2 전극(173)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하기 위해 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 또한, 봉지층(190)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호하기 위해 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 봉지층(190)은 제2 전극(173) 상에 배치된 제1 무기막, 제1 무기막 상에 배치된 유기막, 유기막 상에 배치된 제2 무기막을 포함할 수 있다. 제1 무기막과 제2 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 유기막은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
박막 봉지층(TFEL) 상에는 제2 버퍼층(BF2)이 형성된다. 제2 버퍼층(BF2)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 버퍼층(BF2)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 제2 버퍼층(BF2)은 생략될 수 있다.
제2 버퍼층(BF2) 상에는 터치 센서층(TSL)이 형성된다. 터치 센서층(TSL)은 도 5와 같이 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 연결 전극(BE)들, 제1 구동 라인(TL1)들, 제2 구동 라인(TL2)들, 감지 라인들(RL), 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3)을 포함할 수 있다. 도 7에서는 설명의 편의를 위해 터치 센서층(TSL)의 구동 전극(TE), 감지 전극(RE), 및 연결 전극(BE) 만을 예시하였다.
제2 버퍼층(BF2) 상에는 제2 버퍼층(BF2) 상에는 연결 전극(BE)이 배치될 수 있다. 연결 전극(BE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
연결 전극(BE) 상에는 제1 터치 절연막(TINS1)이 배치된다. 제1 터치 절연막(TINS1)은 무기막, 예를 들어 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질산화물, 티타늄 산화물 또는 알루미늄 산화물로 형성될 수 있다. 또는, 제1 터치 절연막(TINS1)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE)이 배치될 수 있다. 또한, 구동 전극(TE)과 감지 전극(RE)뿐만 아니라, 제1 구동 라인(TL1)들, 제2 구동 라인(TL2)들, 감지 라인들(RL), 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3)이 배치될 수 있다. 즉, 연결 전극(BE)들을 제외한 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 제1 구동 라인들(TL1), 제2 구동 라인들(TL2), 감지 라인들(RL), 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3)은 동일한 층에 배치되며, 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 구동 전극(TE)들, 감지 전극(RE)들, 제1 구동 라인들(TL1), 제2 구동 라인들(TL2), 감지 라인들(RL), 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)로 형성될 수 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 도 5에 도시된 연결 전극(BE)들이 형성될 수 있다. 연결 전극(BE)들 각각은 터치 절연막(TINS)을 관통하는 터치 터치 콘택홀(TCNT)을 통해 구동 전극(TE)들에 접속될 수 있다. 연결 전극(BE)들에 의해 제2 방향(Y축 방향)으로 배치된 구동 전극(TE)들은 전기적으로 연결될 수 있다. 연결 전극(BE)들은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)로 형성될 수 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
구동 전극(TE)과 감지 전극(RE) 상에는 제2 터치 절연막(TINS2)이 형성된다. 제2 터치 절연막(TINS2)은 구동 전극(TE), 감지 전극(RE), 및 연결 전극(BE1)으로 인해 형성된 단차를 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 제2 터치 절연막(TINS2)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
윈도우(WM)는 터치 센서층(TSL) 상에 배치된다.
전술한 바와 같이, 윈도우(WM)의 하면에는 제1 방향(x)으로 배열되며 제1 방향(x)과 수직한 제2 방향(y)으로 연장된 복수의 홈(re)들이 정의될 수 있다. 복수의 홈(re) 각각에는 시야각 제어부재(LCU)가 배치될 수 있다. 따라서, 복수의 시야각 제어부재(LCU)는 제1 방향(X 축)으로 일정 간격으로 배치된다. 홈(re)의 폭(W1)은 2㎛ 내지 4㎛의범위에서 형성될 수 있으며, 바람직하게는 대략 3㎛로 형성되는 것이 바람직하다.
복수의 홈(re) 각각의 내측벽이 이루는 각도는 약 90도 일 수 있다. 따라서, 발광 소자층(EML)의 광 중에서 표시 패널(100)의 상부 방향(Z축 방향)으로 진행하는 광의 손실을 용이하게 방지할 수 있다.
시야각 제어부재(LCU)의 높이(d1)가 높을수록 서브 화소들(RP, GP, BP)의 광 중에서 시야각 제어부재(LCU)의 후술되는 흡광벽(LCW)에 흡광되는 광의 비율이 높아질 수 있다. 그러므로, 서브 화소들(RP, GP, BP)의 측광의 흡광 효율을 높이기 위해서 시야각 제어부재(LCU)의 높이(d1)는 5㎛ 내지 10㎛의 범위에서 형성될 수 있으며, 대략 6㎛로 형성되는 것이 바람직하다. 시야각 제어부재(LCU)의 높이는 시야각 제어부재(LCU)의 하부 면에서 상부 면까지의 거리를 의미한다.
또한, 시야각 제어부재(LCU)의 개수가 많을수록 서브 화소들(RP, GP, BP)의 측광의 흡광 효율을 높일 수 있다. 그러나, 서브 화소들(RP, GP, BP) 상에 시야각 제어부재(LCU)의 개수가 많을수록, 시야각 제어부재(LCU)의 흡광벽(LCW)의 두께에 의해 서브 화소들(RP, GP, BP)의 상부 방향(Z방향)으로 진행하는 광의 비율이 낮아질 수 있다. 따라서, 시야각 제어부재(LCU)의 이격 거리(d2)는 8~10㎛의 범위로 형성될 될 수 있다. 시야각 제어부재(LCU)의 이격 거리(d2)와 시야각 제어부재(LCU)의 높이(d1)은 서로 동일한 치수로 형성될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 여기서, 시야각 제어 부재(LCW)의 이격 거리는 제1 시야각 제어 부재(LCW)의 중심축에서 제1 시야각 제어 부재(LCW)과 이웃한 제2 시야각 제어 부재(LCW)의 중심축까지의 거리일 수 있다.
시야각 제어부재(LCU)의 상하부면은 광투과성을 가질 수 있다.
시야각 제어부재(LCU)은 흡광벽(LCW)과 충진재(LCF)를 포함할 수 있다.
흡광벽(LCW)은 윈도우 하면(WMB)의 홈(re) 내의 측벽에 배치된다. 따라서, 윈도우 하면(WMB)에 정의된 홈(re)들의 형상에 기반하여, 흡광벽(LCW)이 형성되고, 종국에는 표시면을 통해 출력되는 광의 진행 방향이 제어될 수 있다. 흡광벽(LCW)과 광의 진행방향에 대하여는 도 9를 참조하여 후술한다.
윈도우(WM) 일면에서의 흡광벽(LCW)의 폭(W2)은 0.15㎛ 내지 0.5㎛의 범위에서 형성될 수 있으며, 바람직하게는 0.3㎛로 형성될 수 있다. 흡광벽(LCW)은 윈도우(WM) 상부로 갈수록 얇아지도록 형성될 수 있다. 흡광벽(LCW)은 CuMgAlOx 단일층 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 저반사 흡광 기능을 가지며 윈도우(WM)의 측벽에 접착성을 갖는 물질이면 가능하다. CuMgAlOx의 경우 낮은 반사율과 높은 흡광 기능을 뿐만 아니라 윈도우(WM) 홈(re)의 측벽에 접착성있게 형성되므로 별도의 접착재를 필요로 하지 않는다. 따라서 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 시야각 제어부재(LCU)는 충진재(LCF)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 홈(re)의 내벽에는 흡광벽(LCW)이 배치되고 복수의 홈(re)은 충진재(LCF)에 의해 충진될 수 있다. 충진재(LCF)는 윈도우(WM)의 중심측으로 갈수록 더 넓어진다. 충진재(LCF)는 투명한 산화막 예를 들어, 실리카(SiO2) 및 실록산(siloxane)계 물질로 형성될 수 있다.
시야각 제어부재(LCU)는 터치 센서층(TSL) 상에 배치될 수 있다. 시야각 제어부재(LCU)의 적어도 일부는 제3 방향(z) 즉 두께방향에서 터치 전극(TE, RE)과 중첩할 수 있다.
윈도우(WM)의 하면(WMB)에는 시야각 제어부재(LCU)가 배치되지 않은 영역에 보호층(PRL)이 더 배치될 수 있다.
보호층(PRL)은 윈도우(WM)와 터치 센서층(TSL) 사이에 배치될 수 있다.
보호층(PRL)은 투명한 IZO 또는 IGZO으로 형성될 수 있다. 보호층(PRL)은 생략될 수 있다.
도 9는 도 7의 유기 발광층으로부터 출력된 광의 진행을 보여주는 표시 패널의 부분 확대 단면도이다.
도 9를 참조하면, 유기 발광층(172)으로부터 출력된 광은 제3 방향(Z)을 따라 출력될 수 있다. 이하에서, 유기 발광층(172)으로부터 출력된 광은 출력광이라 설명된다. 이러한 출력광은 제3 방향(Z)과 평행한 방향으로만 출력되는 것이 아닌, 다양한 방향으로 출력될 수 있다.
또한, 이하에서, 유기 발광층(172)으로부터 흡광벽(LCW)으로 전달되는 광은 제1 광(L1)으로 설명된다. 여기서, 제1 광(L1)은, 제3 방향(Z)에서 제1 방향(X)으로 소정 각도 이상 기울어져 유기 발광층(172)으로부터 출력되는 광을 의미한다. 또한, 유기 발광층(172)으로부터 흡광벽(LCW) 사이를 통과하여 외부로 전달되는 광은 제2 광(L2)으로 설명된다. 제2 광(L2)은 발광 소자층(EML)으로부터 제3 방향(Z)에서 제1 방향(X)으로 소정 각도미만으로 기울어져 출력되는 광을 의미한다.
앞서 상술된 바와 같이, 흡광벽(LCW)은 일정 간격으로 제1 방향(X)을 따라 배열될 수 있다. 유기 발광층(172)으로부터 제1 광(L1)이 출력될 경우, 제1 광(L1)은 흡광벽(LCW)에 전달될 수 있다. 이 경우, 흡광벽(LCW)에 전달된 제1 광(L1)은 흡광벽(LCW)에 의해 흡수될 수 있다. 즉, 흡광벽(LCW)의 제1 광(L1)의 진행을 차단한다. 그 결과, 제1 광(L1)은 표시면을 통해 외부로 전달되지 못한다.
이와 반대로, 유기 발광층(172)으로부터 제2 광(L2)이 출력될 경우, 제2 광(L2)은 흡광벽(LCW) 사이를 통과할 수 있다. 즉, 제2 광(L2)은 표시면을 통해 외부로 전달될 수 있다.
상술된 바와 같이, 흡광벽(LCW)에 의해 표시장치(DD)의 표시면을 통해 출력되는 광의 진행 방향이 일정해질 수 있다. 즉, 표시면을 통해 표시되는 영상이 표시면과 대향하지 않는 다른 방향에서 비춰지지 않을 수 있다.
일 예로서, 차량 내부에 표시장치가 탑재될 수 있다. 이 경우, 표시장치는 표시면이 사용자에 의해 시인되도록 차량 내부에 배치될 수 있다. 종래의 경우, 유기 발광층(172)으로부터 출력된 광이 표시면을 통해 다양한 방향으로 출력됨에 따라, 영상이 차량 앞 유리창에 비춰진다. 일 실시예에 따르면, 시야각 제어부재(LCU)에 의해, 유기 발광층(172)으로부터 출력된 광이 일정한 방향으로 표시면을 통해 출력될 수 있다. 그 결과, 영상이 차량 앞 유리창에 비춰지는 것이 방지될 수 있다.
도 10 및 도 11은 다른 실시예에 따른 도 7의 B영역의 확대도이다.
도 10에 도시된 윈도우(WM)는 도 8에 도시된 윈도우(WM)와 비교하여 흡광벽(LCW)의 구성만이 달라졌을 뿐, 나머지 구성들은 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 나머지 구성들에 대한 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 흡광벽(LCW)은 홈(re)의 측면에 형성되는 제1 흡광벽(LCW-1)과 홈(re)의 바닥면에 형성되는 제2 흡광벽(LCW-2)을 포함할 수 있다. 제2 흡광벽(LCW-2)의 두께는 제1 흡광벽(LCW-1)의 두께보다 얇게 형성된다. 따라서, 제2 흡광벽(LCW-2)은 빛을 완전히 흡수하지 않고 통과시킬 수 있다. 다만, 흡광벽(LCW) 공정시 홈(re) 내부의 바닥면에 형성되는 제2 흡광벽(LCW-2)을 제거하지 않아도 되므로, 공정에 유리하다.
도 11에 도시된 윈도우(WM)는 도 10에 도시된 윈도우(WM)와 비교하여 시야각 제어부재(LCU)의 폭(W1)이 좁아지고, 시야각 제어부재(LCU)의 충진재가 생략된다는 점에서 상이하고, 나머지 구성들은 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 나머지 구성들에 대한 설명은 생략한다.
흡광벽(LCW)과 충진재(LCF)의 구성만이 달라졌을 뿐, 나머지 구성들은 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 나머지 구성들에 대한 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 시야각 제어부재(LCU)의 폭(W11)은 윈도우 홈(re)의 폭과 동일하고 1~2㎛ 일 수 있다. 시야각 제어부재(LCU)의 흡광벽(LCW)의 폭(W2)에 의해 윈도우 홈(re)의 개구부(W3)가 매우 좁아지게 될 수 있다. 이러한 경우 윈도우 홈(re) 내에 충진재는 생략될 수 있다.
도 12는 광 파장에 대하여 실리카(SiO2) 및 실록산(siloxane)계 물질의 투과율 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 가시광선 전 파장에 대하여 실리카(SiO2) 및 실록산(siloxane)계의 투과율이 거의 100% 인 것을 확인할 수 있다. 따라서, 도 8의 윈도우 홈(re)의 흡광벽(LCW)을 제외한 영역을 투명한 실리카(SiO2) 및 실록산(siloxane)계 물질의 충진재(LCF)로 충진하는 경우, 가시광선 전 파장에 대하여 100%에 가까운 광 투과율을 기대할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 14 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 윈도우(WM) 상에 보호층(PRL)과 복수의 홈(re)을 형성한다.(도 13의 S110)
도 14를 참조하면, 윈도우(WM) 상에 하드 마스크(HM)를 형성한다. 윈도우(WM)는 상기 윈도우(WM)는 광 투과성을 갖는 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 예를 들어, 플라스틱 기판인 경우, 윈도우(WM)는 PI(Polyimide), PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PAR(polyarylate), PSF(polysulfone), COC(ciclic-olefin copolymer) 등의 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.
하드 마스크는 투명한 산화물 박막 예를 들어 IZO 또는 IGZO일 수 있다.
도 15를 참조하면, 윈도우(WM) 상에 형성된 하드마스크(HM) 상에 포토레지스트 마스크(PR)를 이용하여 하드마스크(HM)를 패턴화한다. 패턴화된 하드마스크는 보호층(PRL)으로서 추후 공정에서도 제거되지 않고 남을 수 있다.
도 16을 참조하면 패턴화된 하드마스크(HM)를 이용하여 식각함으로써 윈도우(WM)에 트랜치형 홈(re)을 형성한다.
하드 마스크(HM)를 이용하여 형성된 복수의 홈(re)은 서로 동일한 간격과 동일한 깊이로 형성될 수 있다. 복수의 홈(re)은 윈도우 전체 면적의 20% 범위 이하로 형성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 홈의 깊이는 윈도우 두께의 10~55% 범위로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
다음 도 17을 참조하면, 윈도우(WM) 일면에 형성된 복수의 홈(re)의 측벽에 흡광벽(LCW)을 형성한다. (도 13의 S120)
구체적으로 윈도우(WM) 일면에 CuMgAl를 증착하고 비등방성 에칭에 의해 홈(re) 측면에 흡광벽(LCW)을 형성한다.
비등방성 에칭은 별도의 마스크 없이 제3 방향(z)에서 전압 차를 크게 형성하고, 식각 물질에 의해 CuMgAl를 식각한다. 이 경우, 전압 제어에 의해 식각 물질이 제3 방향(z)에서 이동하며, 즉 상부에서 하부로 이동하며 CuMgAl로 형성된 흡광층을 식각할 수 있다.
식각 물질은 CuMgAl를 식각하되, 보호층 및 윈도우(WM)를 식각할 수 없는 물질이다.
이로 인해, 도 17과 같이 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)에 의해 정의되는 수평면에 배치되는 CuMgAl 물질과 홈 하부(re-b)에 배치되는 CuMgAl 물질 즉 흡광층은 제거되는데 비해, 제3 방향(Z)에 의해 정의되는 수직면에 배치되는 CuMgAl 물질은 제거되지 않을 수 있다.
CuMgAl은 접착력 특성이 우수하고 특히 유리와의 접착력이 우수하다. 따라서, 유리 재질로 형성된 윈도우(WM)에 CuMgAl로 이루어진 흡광벽(LCW)을 형성하는 경우 별도의 접착층이나 접착재가 불필요하다.
다음, 도 18을 참조하면, 흡광벽(LCW)이 형성된 홈(re) 내부에 충진재(LCF)를 형성한다. (도 13의 S130) 충진재(LCF)는 투명한 실리카(SiO2) 및 실록산(siloxane)계 물질로 형성될 수 있다. CuMgAl의 단일 흡광벽(LCW)을 형성하므로 종래의 Ti 금속을 포함하는 복수의 흡광측과 비교하여 금속 자체의 반사문제를 방지할 수 있다.
이후, 흡광벽(LCW)을 산화 열처리함으로써 CuMgAl를 CuMgAlOx가 된다. 이때 산화 열처리 온도는 약 250도 일수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
다음, 윈도우의 일면을 표시패널 상에 배치할 수 있다(도 13의 S140)
여기서 표시 패널은 도 7에서 설명한 표시패널과 동일한 구성을 가지므로 그 상세한 설명은 생략한다.
다른 변형예에서, 충진재를 채우기 전에 흡광벽(LCW)을 산화 열처리할 수도 있다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 2의 I-I'의 일 예를 보여주는 단면도이고, 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 6의 Ⅱ-Ⅱ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 19 및 도 20의 실시예는 도 3 및 도 7의 표시 장치와 터치절연층(TINS)이 생략된다는 점이 상이하다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 표시장치(11)는 기판(SUB1), 기판(SUB1) 상에 배치된 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 박막 봉지층(TFEL) 및 윈도우(WM)를 순차적으로 포함할 수 있다. 윈도우(WM)는 일면에 정의된 홈(re)에 시야각 제어부재(LCU)가 배치될 수 있다.
즉, 시야각 제어부재(LCU)가 박막 봉지층(TFEL) 상에 배치될 수 있다. 일 예로, 시야각 제어부재(LCU)는 박막 봉지층(TFEL) 상에 형성된 제2 버퍼층(BF2) 상에 형성될 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치가 적용된 일 예이다.
예시적으로, 도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치가 차량 내부에 탑재된 것을 도시하였다. 이하에서, 표시장치(DD)가 차량 운전석에 인접하여 차량 내부에 탑재된 것으로 설명된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 표시장치(DD)는 플랫한 표시장치일 수 있다. 예시적으로, 표시장치(DD)는 교통 정보 등을 표시하는 네비게이션일 수 있다. 표시장치(DD)의 표시면은 사용자의 시선과 대향하도록 차량 내부에 배치될 수 있다. 즉, 표시장치(DD)의 표시면은 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)과 평행한 면일 수 있으며, 제1 방향(D1)에서 사용자의 시선과 마주할 수 있다.
앞서 상술된 바에 따르면, 차광부재에 의해 제1 방향(X)을 중심으로 표시장치(DD)의 표시면으로부터 광이 출력될 수 있다. 즉, 표시장치(DD)의 표시면으로부터 제3 방향(Z)으로 광이 출력되지 않음에 따라, 앞 유리창(FG)에 영상이 비춰지지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 발광 소자층의 측면 방향으로 진행하는 광을 흡광시키는 시야각 제어부재를 윈도우에 형성하여 표시장치 전체의두께를 줄이고 프라이버시 기능을 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
WM: 윈도우
re: 홈
LCU: 시야각 제어 부재
LCW: 흡광층
LCF: 충진재

Claims (20)

  1. 표시 영역과 비표시 영역으로 구획되는 표시패널;
    상기 표시패널 상부에 배치되고, 표시패널과 면하는 일면에 복수의 홈이 형성되는 윈도우; 및
    상기 복수의 홈의 내부에 형성되는 시야각 제어부재;
    를 포함하고,
    상기 시야각 제어부재는 상기 복수의 홈의 측벽에 형성되고, 상기 윈도우의 중심측으로 갈수록 얇아지도록 형성된 흡광벽을 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡광벽은 CuMgAlOx으로 형성되는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시야각 제어부재는 상기 흡광벽으로 둘러싸인 홈의 내부에 채워지는 충진재를 더 포함하고,
    상기 충진재는 상기 윈도우의 중심측으로 갈수록 더 넓게 형성되는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충진재는 실리카(SiO2) 및 실록산(siloxane)계 물질로 형성되는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우의 시야각 제어부재가 배치되지 않은 일면에 보호층이 더 배치되는 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보호층은 투명 산화막으로 형성되는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 흡광벽은 상기 홈의 측면에 형성되는 제1 흡광벽과 상기 홈의 바닥에 형성되는 제2 흡광벽을 포함하고,
    상기 제2 흡광벽은 상기 제1 흡광벽보다 얇게 형성되는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 시야각 제어부재는 상기 흡광벽으로 둘러싸인 홈의 내부에 공기로 채워지는 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널과 상기 윈도우 사이에 터치 감지층을 더 포함하고,
    상기 시야각 제어부재는 상기 터치 감지층과 마주보게 배치되는 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터치 감지층은 터치 전극을 포함하고,
    상기 시야각 제어 패턴의 적어도 일부는 상기 터치 전극과 중첩하는 표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    기판;
    상기 기판 상에 배치되고, 화소 전극, 발광층, 및 공통 전극을 포함하는 화소와, 상기 화소를 정의하는 화소 정의막을 포함하는 발광 소자층; 및
    상기 발광 소자층 상에 배치되는 박막봉지층
    을 포함하는 표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시야각 제어부재는 상기 박막봉지층과 마주보게 배치되는 표시장치.
  13. 윈도우의 일면에 하드마스크와 포토레지스트 마스크를 이용하여 복수의 홈을 형성하는 단계;
    상기 복수의 홈의 측면에 흡광벽을 형성하는 단계;
    상기 흡광벽으로 둘러싸인 홈의 내부에 충진재로 충진하는 단계; 및
    상기 윈도우의 일면을 표시패널 상에 배치하는 단계
    를 포함하고
    상기 윈도우의 중심측으로 갈수록 얇아지도록 형성된 표시장치 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 흡광벽을 산화 열처리하는 단계를 더 포함하는 표시장치 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 하드 마스크는 투명 산화막으로 형성되는 표시장치 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 흡광벽을 형성하는 단계에서,
    상기 홈이 형성된 윈도우의 일면에 CuMgAl를 증착하고, 증착된 CuMgAl를 비등방성 에칭하는 표시장치 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 충진재는 실리카(SiO2) 및 실록산(siloxane)계 물질로 형성되는 표시장치 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 충진재는 상기 윈도우의 중심측으로 갈수록 더 넓게 형성되는 표시장치 제조방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    기판;
    상기 기판 상에 배치되고, 화소 전극, 발광층, 및 공통 전극을 포함하는 화소와, 상기 화소를 정의하는 화소 정의막을 포함하는 발광 소자층; 및
    상기 발광 소자층 상에 배치되는 박막봉지층
    을 포함하는 표시장치 제조방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 표시 패널 상에 터치 감지층을 더 포함하는 표시장치 제조방법.

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