KR102516923B1 - 표시 장치 및 헤드 마운트 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 기판; 기판 상에 배치되는 복수의 표시 소자; 및 복수의 표시 소자로부터 방출되는 광 경로 상에 배치되는 회절 패턴층을 포함하고, 회절 패턴층은 제1 주기를 갖도록 배치되는 복수의 회절 패턴을 포함하고, 복수의 회절 패턴은 복수의 표시 소자와 중첩되지 않으며, 복수의 회절 패턴의 단면의 폭을 제1 길이라고 정의할 때 제1 주기 및 제1 길이는 하기의 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
0.4 ≤ d1/DP1 < 1
(상기 수학식 1에서 DP1은 제1 주기, d1은 제1 길이)

Description

표시 장치 및 헤드 마운트 표시 장치 {DISPLAY DEVICE AND HEAD MOUNT DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치 및 헤드 마운트 표시 장치에 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. 유기 발광 표시 장치는 빠른 응답 속도를 가지며, 휘도 및 시야각이 크고, 동시에 낮은 소비 전력으로 구동되는 장점이 있다.
헤드 마운트 표시 장치는 사용자의 머리에 장착될 수 있으며, 안경 또는 헬맷 등의 형태를 가질 수 있다. 헤드 마운트 표시 장치는 사용자의 눈 전방에서 화상을 표시함으로써 사용자가 이미지를 인식할 수 있도록 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유효 발광 면적비를 증가시킬 수 있는 표시 장치 및 헤드 마운트 표시 장치를 제공한다.
또한, 블러링 시인 정도를 최소화시킬 수 있는 표시 장치 및 헤드 마운트 표시 장치를 제공한다.
또한, 모기장 효과를 개선할 수 있는 헤드 마운트 표시 장치를 제공한다.
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, 기판; 상기 기판 상에 배치되는 복수의 표시 소자; 및 상기 복수의 표시 소자로부터 방출되는 광 경로 상에 배치되는 회절 패턴층을 포함하고, 상기 회절 패턴층은 제1 주기를 갖도록 배치되는 복수의 회절 패턴을 포함하고, 상기 복수의 회절 패턴은 상기 복수의 표시 소자와 중첩되지 않으며, 상기 복수의 회절 패턴의 단면의 폭을 제1 길이라고 정의할 때 상기 제1 주기 및 상기 제1 길이는 하기의 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
0.4 ≤ d1/DP1 < 1
(상기 수학식 1에서 DP1은 제1 주기, d1은 제1 길이)
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 기판; 상기 기판 상에 배치되는 복수의 화소 전극; 상기 복수의 화소 전극 상에 배치되며, 상기 복수의 화소 전극의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 개구부를 갖는 화소 정의막; 상기 화소 정의막 상에 배치되며, 상기 복수의 개구부와 중첩되는 복수의 유기 발광 소자; 및 상기 복수의 유기 발광 소자로부터 방출되는 광 경로 상에서 제1 주기를 갖도록 배치되는 복수의 회절 패턴을 갖는 회절 패턴층을 포함하고, 상기 복수의 화소 전극과 중첩되는 영역을 표시 영역으로 정의하고, 상기 표시 영역의 주변에 배치되는 영역을 비표시 영역으로 정의하면, 상기 복수의 회절 패턴은 상기 비표시 영역에 배치되고, 상기 복수의 회절 패턴의 단면의 폭을 제1 길이라고 정의할 때 상기 제1 주기 및 상기 제1 길이는 하기의 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
0.4 ≤ d1/DP1 < 1
(상기 수학식 1에서 DP1은 제1 주기, d1은 제1 길이)
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치는, 복수의 표시 소자 및 상기 복수의 표시 소자로부터 출사되는 광 경로 상에 배치되는 복수의 회절 패턴을 포함하는 표시부; 및 상기 표시부로부터 출사되는 광 경로 상에 배치되는 렌즈부를 포함하고, 상기 복수의 회절 패턴은 제1 주기를 갖도록 배치되며, 상기 복수의 표시 소자와 중첩되지 않고, 상기 복수의 회절 패턴의 단면의 폭을 제1 길이라고 정의할 때 상기 제1 주기 및 상기 제1 길이는 하기의 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
0.4 ≤ d1/DP1 < 1
(상기 수학식 1에서 DP1은 제1 주기, d1은 제1 길이)
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 유효 발광 면적비를 증가시킬 수 있다.
또한, 블러링 시인 정도를 최소화시킬 수 있다.
또한, 헤드 마운트 표시 장치에 있어서, 모기장 효과를 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 제1 화소부의 평면 및 단면을 함께 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시한 복수의 회절 패턴 및 복수의 화소부의 배치 구조와의 관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시한 A 영역에 배치되는 복수의 회절 패턴을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 3 및 도 4에 도시한 A 영역에 배치되는 복수의 회절 패턴을 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시한 I2-I2'선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시한 가상 선을 따라 자른 단면 영역을 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 유효 발광 면적의 확대를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 유효 발광 면적비가 증가한 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 유기 발광 소자의 발광 색에 따른 d1/DP1 값에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다
도 13은 도 12에 나타낸 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도를 기준으로, 제1 복제 발광 패턴 및 제5 복제 발광 패턴의 휘도를 정규화시킨 그래프이다.
도 14는 유기 발광 소자의 발광 색에 따른 △nt1 값에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 15는 도 14에 나타난 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도를 기준으로, 제1 복제 발광 패턴 및 제5 복제 발광 패턴의 휘도를 정규화시킨 그래프이다.
도 16은 제1 회절 거리에 영향을 주는 요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 복수의 회절 패턴 및 복수의 화소부의 배치 구조를 나타낸 도면이다.
도 18 내지 도 21은 도 1에 도시한 회절 패턴층의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 27은 도 1에 도시한 표시 장치를 포함하는 헤드 마운트 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 28는 종래 기술에 따른 헤드 마운트 표시 장치에서, 모기장 현상을 나타낸 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치에서, 모기장 현상이 개선된 것을 나타낸 도면이다.
도 30은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 나타낸 도면이다.
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 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 표시 패널(100) 및 회절 패턴층(200)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 다른 구성과 연속 공정을 통해 형성된 당해 구성은 “층”으로 표현하기로 한다. 즉, 회절 패턴층(200)은 표시 패널(100) 상에 연속 공정을 통해 형성될 수 있다. 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해 표시 패널(100)과 회절 패턴층(200)을 별도의 구성으로 구분하였으나, 회절 패턴층(200)은 표시 패널(100)의 일 구성일 수도 있다.
한편, 본 명세서에서, 다른 구성과 접착 부재를 통해 결합된 구성은 “패널”로 표현하기로 한다. 패널은 베이스 면을 제공하는 베이스층을 포함하는 반면, 층은 상기 베이스층이 생략될 수 있다. 즉, “층”이라 표현하면, 다른 구성이 제공하는 베이스 면 상에 배치되는 것을 의미한다. 여기서, 베이스층은 일 실시예로 합성 수지 필름, 복합 재료 필름 및 유리 기판 등을 포함할 수 있다. 회절 패턴층(200)이 회절 패널인 경우는 후술하기로 한다.
표시 패널(100)은 화상을 표시하는 패널로 정의된다. 이를 위해, 표시 패널(100)은 복수의 표시 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 표시 소자는 일 실시예로 유기 발광 소자일 수 있다. 이에 따라, 표시 패널(100)은 유기 발광 표시 패널일 수 있다. 다만, 표시 패널(100)의 종류는 유기 발광 표시 패널로 제한되는 것은 아니며, 표시 소자의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)은 퀀텀 닷(quantum dot) 표시 패널 또는 액정 표시 패널 등일 수 있다. 이하, 표시 패널(100)이 유기 발광 표시 패널인 것으로 설명하기로 한다.
제1 기판(110)은 절연 기판일 수 있다. 제1 기판(110)은 일 실시예로, 유리, 석영, 고분자 수지 등의 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 고분자 물질은 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenapthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyleneterepthalate: PET), 폴리페닐렌설파이드 (polyphenylenesulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulosetriacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합일 수 있다. 제1 기판(110)은 다른 실시예로 폴리이미드(polyimide: PI)를 포함하는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
복수의 화소 전극(120)은 제1 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 제1 기판(110)과 복수의 화소 전극(120) 사이에는 복수의 구성이 더 배치될 수 있다. 상기 복수의 구성은 일 실시예로 버퍼층, 복수의 도전성 배선, 절연층 및 복수의 박막 트랜지스터 등을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 박막 트랜지스터는 아몰퍼스 실리콘, 폴리 실리콘, 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon: LTPS), 산화물 반도체, 유기 반도체 등을 채널층으로 사용할 수 있다. 복수의 박막 트랜지스터 각각의 채널층의 종류는 서로 상이할 수도 있다. 일 실시예로, 박막 트랜지스터의 역할 또는 공정 순서를 고려하여, 산화물(oxide) 반도체를 포함하는 박막 트랜지스터 및 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon, LTPS)을 포함하는 박막 트랜지스터가 하나의 화소부에 모두 포함될 수도 있다.
복수의 화소 전극(120), 화소 정의막(130) 및 복수의 유기 발광 소자(140)에 대해서는, 도 1 및 도 2를 참조하여, 제1 화소 전극(121) 및 제1 유기 발광 소자(141)를 기준으로 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시한 제1 화소부의 평면 및 단면을 함께 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 화소 전극(121)은 일 실시예로 애노드(anode) 전극일 수 있다. 제1 화소 전극(121)이 애노드 전극인 경우, 제1 화소 전극(121)은 투명 전극 또는 반투명 전극이나, 또는 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 재료로 형성될 수 있다. 투명 또는 반투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), In2O3(Indiu, Oxide), IGO(Indium Gallium Oxide) 및 AZO(Aluminum Zinc Oxide)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다. 반사성 재료는 일 실시예로, 은(Ag), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu), 텅스텐(W) 및 알루미늄(Al)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 반사막을 포함할 수 있다.
화소 정의막(130)은 복수의 화소 전극(120) 상에 배치될 수 있다. 화소 정의막(130)은 복수의 화소 전극(120)의 적어도 일부를 노출하는 복수의 개구부를 포함한다. 예를 들면, 화소 정의막(130)은 제1 화소 전극(121)의 적어도 일부를 노출하는 개구부(OP1)를 포함한다. 화소 정의막(130)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 화소 정의막(130)은 포토 레지스트, 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘 화합물, 폴리아크릴계 수지 등의 재료를 포함할 수 있다.
제1 화소 전극(121)의 형상은 일 실시예로 마름모일 수 있다. 또한, 화소 정의막(130)의 개구부(OP1)의 형상은 일 실시예로 마름모일 수 있다. 다만, 제1 화소 전극(121)의 형상 및 화소 정의막(130)의 개구부(OP1)의 형상은 도 1에 도시된 것으로 제한되지 않는다. 즉, 제1 화소 전극(121)의 형상 및 화소 정의막(130)의 개구부(OP1)의 형상은 복수의 화소부의 배치 형태 등에 따라 달라질 수 있다.
복수의 유기 발광 소자(140)는 복수의 화소 전극(120) 및 화소 정의막(130) 상에 배치될 수 있다. 복수의 유기 발광 소자(140)에 대해서는 제1 유기 발광 소자(141)를 기준으로 설명하기로 한다. 제1 유기 발광 소자(141)는 제1 화소 전극(121) 중 화소 정의막(130)의 개구부(OP1)를 통해 노출되는 영역 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 유기 발광 소자(141)는 화소 정의막(130)의 개구부(OP1)와 중첩될 수 있다. 제1 유기 발광 소자(141)는 일 실시예로, 화소 정의막(130)의 개구부(OP1)의 적어도 일부를 덮을 수 있다.
제1 유기 발광 소자(141)는 일 실시예로 적색(red) 광, 녹색(green) 광 및 청색(blue) 광 중 하나를 발광할 수 있다. 적색 광의 파장은 약 620nm 내지 750nm일 수 있으며, 녹색 광의 파장은 약 495nm 내지 570nm일 수 있다. 또한, 청색 광의 파장은 약 450nm 내지 495nm일 수 있다.
다른 실시예로, 제1 유기 발광 소자(141)는 백색(white)을 발광할 수 있다. 제1 유기 발광 소자(141)가 백색을 발광하는 경우, 제1 유기 발광 소자(141)는 일 실시예로, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층된 형태를 가질 수 있다. 또한, 적색, 녹색 및 청색을 표시하기 위한 별도의 컬러 필터(Color Filter)를 더 포함할 수 있다.
도면에는 도시하지 않았으나, 제1 유기 발광 소자(141)는 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 등을 포함하는 다층 구조일 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 공통 전극(150)은 제1 유기 발광 소자(141) 및 화소 정의막(130) 상에 배치될 수 있다. 공통 전극(150)은 일 실시예로 제1 유기 발광 소자(141) 및 화소 정의막(130) 상에 전면적으로 형성될 수 있다. 공통 전극(150)은 일 실시예로 캐소드(cathode) 전극일 수 있다. 공통 전극(150)은 일 실시예로 Li. Ca, Lif/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 공통 전극(150)은 일함수가 낮은 금속 박막으로 이루어질 수 있다. 공통 전극(150)은 일 실시예로 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), In2O3(Indiu, Oxide), (IGO, Indium Gallium Oxide) 및 AZO(Aluminum Zinc Oxide)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 투명 또는 반투명 전극일 수 있다.
제1 버퍼층(160, buffer layer)은 공통 전극(150) 상에 배치될 수 있다. 제1 버퍼층(160)의 재료는 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 제1 버퍼층(160)은 무기 물질 또는 유기 물질을 포함할 수 있다. 또는, 제1 버퍼층(160)은 유기층 및 무기층 중 적어도 하나가 단층 또는 적층 구조로 적층된 형태일 수도 있다. 다른 실시예로, 제1 버퍼층(160)은 공기층일 수도 있다. 제1 버퍼층(160)은 생략될 수도 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 공통 전극(150) 상에는 캐핑층이 배치될 수도 있다. 캐핑층은 공통 전극(150)으로 입사된 광이 전반사에 의해 손실되는 것을 방지할 수 있다. 캐핑층은 일 실시예로 유기막 또는 무기막으로 형성될 수 있다. 한편, 제1 버퍼층(160)은 일 실시예로 캐핑층의 역할을 수행할 수도 있다.
제1 봉지층(170)은 복수의 유기 발광 소자(140)를 덮도록 제1 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 즉, 복수의 유기 발광 소자(140)는 제1 기판(110)과 제1 봉지층(170) 사이에 배치될 수 있다. 제1 봉지층(170)은 복수의 유기 발광 소자(140)를 외부의 산소 및 수분으로부터 차단시킬 수 있다.
제1 봉지층(170)은 일 실시예로 투명 절연 기판일 수 있다. 제1 봉지층(170)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등일 수 있다. 제1 봉지층(170)과 제1 기판(110) 사이에는 제1 봉지층(170) 및 제1 기판(110)의 합착을 위해, 실링(sealing) 부재가 형성될 수 있다.
회절 패턴층(200)은 표시 패널(100) 상에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 회절 패턴층(200)은 복수의 유기 발광 소자(140)로부터 출사되는 광 경로 상에 배치되되, 일 실시예로 제1 봉지층(170) 상에 직접 배치될 수 있다.
회절 패턴층(200)은 복수의 회절 패턴(210) 및 보호층(220)을 포함할 수 있다.
복수의 회절 패턴(210)은 제1 봉지층(170) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 봉지층(170)은 복수의 회절 패턴(210)에 대해 베이스면을 제공할 수 있다. 복수의 회절 패턴(210)은 제1 봉지층(170)의 상부(도 1을 기준으로 한다) 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 여기서, 제1 봉지층(170)의 상부 방향은 복수의 유기 발광 소자(140)로부터 출사되는 광 경로 방향으로 정의된다.
복수의 회절 패턴(210)은 복수의 유기 발광 소자(140)로부터 출사되는 광을 회절시켜, 유효 발광 면적을 확대시킬 수 있다. 여기서, 광의 회절은 복수의 회절 패턴(210)으로 제공되는 광 및 복수의 회절 패턴(210) 사이의 영역(즉, 즉 제1 봉지층(170)의 상부 방향으로 돌출되지 않은 영역)에 제공되는 광 간의 간섭 현상에 의해 발생될 수 있다. 즉, 복수의 회절 패턴(210)은 설명의 편의를 위해, 제1 봉지층(170)의 상부 방향으로 돌출된 패턴을 정의한 것이며, 반드시 복수의 회절 패턴(210)에서만 광의 회절이 발생하는 것은 아니다. 이하, 복수의 회절 패턴(210)을 중심으로 광의 회절 현상에 대해 설명하기로 한다. 한편, 유효 발광 면적의 정의 및 상기 유효 발광 면적이 확대되는 내용에 대해서는 후술하기로 한다.
복수의 회절 패턴(210)은 표시 영역(DA)에는 배치되지 않는다. 여기서, 표시 영역(DA)은 복수의 화소 전극(120)과 중첩되는 영역으로 정의된다. 한편, 표시 영역(DA)은 복수의 화소 전극(120)과 중첩되는 영역으로 정의됨에 따라, 복수의 유기 발광 소자(140)와도 중첩된다. 본 명세서에서, “제1 구성과 제2 구성이 중첩된다”라고 표현하면, 제1 구성과 제2 구성이 제1 기판(110)을 중심으로 수직 방향으로 중첩되는 것을 의미한다. 즉, 표시 영역(DA)은 복수의 유기 발광 소자(140)와 중첩됨에 따라 광을 형성하는 영역이다.
복수의 회절 패턴(210)은 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 주변 영역에 배치되며 광을 형성하지 않는 영역으로 정의된다. 또한, 비표시 영역(NDA)과 표시 영역(DA)은 서로 겹치지 않는다. 이에 따라, 비표시 영역(NDA)은 복수의 화소 전극(120)과 중첩되지 않는 영역으로 정의될 수도 있다.
다만, 상기 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)은 복수의 회절 패턴(210)의 배치를 설명하기 위해, 임의로 구분한 것이다. 이에 따라, 비표시 영역(NDA)이 복수의 유기 발광 소자(140)와 중첩되지 않는 경우라면, 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)의 경계는 도 1에 도시된 것으로 제한되지 않는다. 이하, 복수의 화소 전극(120)을 기준으로 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)의 경계를 정의하기로 한다. 즉, 표시 영역(DA)은 복수의 화소 전극(120)과 중첩되는 영역으로 정의하며, 비표시 영역(NDA)은 복수의 화소 전극(120)과 중첩되지 않는 영역으로 정의한다.
보호층(220)은 복수의 회절 패턴(210) 상에 배치될 수 있다. 보호층(220)은 일 실시예로 복수의 회절 패턴(210)을 덮도록 형성될 수 있다. 보호층(220)의 재료는 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 보호층(220)은 일 실시예로 유기막 또는 무기막으로 형성될 수 있다. 여기서, 유기막은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 무기막은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보호층(220)은 다른 실시예로 회절 패턴층(200) 상에 배치되는 구성과의 결합을 위해, 접착 재료를 포함할 수도 있다. 여기서, 접착 재료의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 보호층(220)이 접착 재료를 포함하는 경우, 보호층(220)은 일 실시예로 감압 접착 부재(PSA), 광학 투명 접착 부재(OCA) 및 광학 투명 접착 필름(OCR)일 수 있다.
회절 패턴층(200)의 형성 방법은 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 회절 패턴층(200)은 제1 봉지층(170) 상에 무기층을 성막한 이후, 식각 공정을 통해 형성할 수 있다. 여기서, 무기층은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiONx)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 식각 공정은 특별히 제한되지 않으나, 일 실시예로 건식 식각이 사용될 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여, 복수의 회절 패턴(210)의 주기성 및 배치 형태에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시한 복수의 회절 패턴 및 복수의 화소부의 배치 구조와의 관계를 나타낸 도면이다.
먼저, 표시 패널(100)에 포함되는 복수의 화소부의 배치 구조에 대해, 제1 내지 제4 화소부(PX1 내지 PX4)를 기준으로 설명하기로 한다.
제1 화소부(PX1)는 제2 화소부(PX2)와 제1 방향(X)을 따라 서로 이웃하도록 배치될 수 있다. 제3 화소부(PX3)는 제4 화소부(PX4)와 제2 방향(Y)을 따라 서로 이웃하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 화소부(PX1)는 제3 및 제4 화소부(PX3, PX4)와 대각선 방향을 따라 서로 이웃하도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제4 화소부(PX1 내지 PX4)는 일 실시예로 마름모 형태로 배치될 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 제1 내지 제4 화소부(PX1 내지 PX4)의 형상을 모두 마름모로 도시하였으나, 제1 내지 제4 화소부(PX1 내지 PX4)의 형상 및 크기 등은 도 3 및 도 4에 도시된 것으로 제한되는 것은 아니다. 여기서, 제1 방향(X)은 도 3 및 도 4를 기준으로 행 방향으로 정의된다. 제2 방향(Y)은 도 3 및 도 4를 기준으로 제1 방향(X)과 수직으로 교차되는 열 방향으로 정의된다.
제1 및 제2 화소부(PX1, PX2)는 일 실시예로 녹색을 표시할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 화소부(PX1, PX2)는 녹색을 발광하는 녹색 유기 발광 소자를 포함할 수 있다. 제3 화소부(PX3)는 일 실시예로 적색을 표시할 수 있으며, 제4 화소부(PX4)는 일 실시예로 청색을 표시할 수 있다. 즉, 제3 화소부(PX3)는 적색을 발광하는 적색 유기 발광 소자를 포함할 수 있으며, 제4 화소부(PX4)는 청색을 발광하는 청색 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 화소부(PX1 내지 PX4)는 하나의 단위 화소부를 구성할 수 있다. 즉, 제1 내지 제4 화소부(PX1 내지 PX4)는 RGBG 펜타일(pentile) 방식으로 배치될 수 있다. 다만, 단위 화소부를 구성하는 제1 내지 제4 화소부(PX1 내지 PX4)의 배치 관계는 도 3 및 도 4에 도시된 것으로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 단위 화소부를 구성하는 제1 내지 제4 화소부(PX1 내지 PX4)의 배치 관계는 화소부의 표시 색, 적용되는 표시 장치(10)의 해상도 및 개구율 등에 따라 달라질 수 있다.
제1 내지 제4 화소부(PX1 내지 PX4)는 각각 제1 내지 제4 화소 전극(121 내지 124)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 화소 전극(121 내지 124)은 일 실시예로 마름모 형상을 가질 수 있다. 여기서, 마름모 형상은 마름모뿐만 아니라, 공정 조건 등을 고려하여 마름모에 가까운 형상을 포함한다.
제1 내지 제4 화소 전극(121 내지 124)은 화소 정의막(130, 도 1 참조)에 의해 적어도 일부가 노출된다. 다시 말하면, 화소 정의막(130)은 제1 내지 제4 화소 전극(121 내지 124) 각각의 적어도 일부를 노출시키는 제1 내지 제4 개구부(OP1 내지 OP4)를 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 상기 제1 내지 제4 화소 전극(121 내지 124)와 중첩되는 영역을 포함한다. 비표시 영역(NDA)은 제1 내지 제4 화소 전극(121 내지 124)을 포함하는 복수의 화소 전극(120, 도 1 참조)이 배치되지 않는 영역으로 정의된다. 비표시 영역(NDA)은 제1 화소 전극(121) 및 제4 화소 전극(124) 사이의 A 영역에 배치되는 제1 비표시 영역(NDA1)을 포함할 수 있다. 이하, 도 5 내지 7을 참조하여, A 영역에 배치되는 제1 비표시 영역(NDA1)을 기준으로, 복수의 회절 패턴(210)의 형상 및 주기성에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 한편, 화소 간의 거리(PP1)에 대해서는 후술하기로 한다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시한 A 영역에 배치되는 복수의 회절 패턴을 나타낸 사시도이다. 도 6은 도 3 및 도 4에 도시한 A 영역에 배치되는 복수의 회절 패턴을 나타낸 평면도이다. 도 7은 도 6에 도시한 I2-I2'선을 따라 자른 단면도이다.
먼저, 복수의 회절 패턴(210)의 형상에 대해 설명하기로 한다.
도 1, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 복수의 회절 패턴(210)은 일 실시예로 원기둥 형상일 수 있다. 즉, 복수의 회절 패턴(210)의 상부 면과 하부 면의 형상이 원형일 수 있다. 여기서, 원형은 평면 상 원 형상뿐만 아니라, 공정 조건 등을 고려한 원에 가까운 형상을 포함하는 개념이다. 예를 들어, 상기 원에 가까운 형상은 타원형 또는 실질적으로 원에 가까운 다각형도 포함할 수 있다. 다만, 도 3에 도시된 것으로 복수의 회절 패턴(210)의 형상이 제한되는 것은 아니다. 복수의 회절 패턴(210)의 형상의 다른 실시예에 대해서는 후술하기로 한다.
복수의 회절 패턴(210)은 단면 상, 사각형 형상을 가질 수 있다. 상기 사각형 형상은 단면 상 사각형 형상뿐만 아니라, 공정 조건 등을 고려하여 사각형 형상에 가까운 형상을 포함하는 개념이다. 사각형의 크기 및 제1 비표시 영역(NDA1)에 배치되는 회절 패턴의 개수 등은 도 1에 도시된 것으로 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 복수의 회절 패턴(210)의 주기성에 대해 설명하기로 한다.
복수의 회절 패턴(210)은 제1 방향(X)을 따라, 소정의 주기성을 갖도록 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 복수의 회절 패턴(210)은 비표시 영역(NDA)에만 배치된다. 즉, 복수의 회절 패턴(210)은 비표시 영역(NDA) 내에서, 제1 방향(X)을 따라 소정의 주기성을 갖도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 주기성은 복수의 비표시 영역(NDA)에 배치되는 복수의 회절 패턴 간의 주기를 의미한다.
예를 들어 설명하기로 한다. 복수의 회절 패턴(210)은 제1 비표시 영역(NDA1)에서 제1 방향(X)을 따라 서로 이웃하게 배치되는 제1 회절 패턴(211) 및 제2 회절 패턴(212)을 포함할 수 있다. 제1 회절 패턴(211)과 제2 회절 패턴(212)은 제1 주기(DP1)를 갖도록 배치될 수 있다.
한편, 복수의 회절 패턴(210)이 제1 방향(X)을 따라 제1 주기(DP1)를 갖도록 배치되는 것으로 설명하였으나, 제2 방향(Y)을 따라 제1 주기(DP1)를 갖도록 배치될 수도 있다. 또한, 다른 실시예로, 제1 방향(X)을 따라 배치되는 회절 패턴 간의 주기는 제2 방향(Y)을 따라 배치되는 회절 패턴 간의 주기와 상이할 수도 있다. 또한, 제1 방향(X)을 따라 배치되는 회절 패턴의 개수 및 제2 방향(Y)을 따라 배치되는 회절 패턴의 개수는 일 실시예로 서로 상이할 수 있다. 상기 회절 패턴의 개수는 도 5 및 도 6에 도시된 것으로 제한되는 것은 아니며, 화소부의 배치 구조, 발광 색의 종류 및 표시 패널(100)의 크기 등에 따라 달라질 수도 있다.
제1 회절 패턴(211)과 제2 회절 패턴(212)은 제1 두께(t1)를 가질 수 있다. 제1 두께(t1)는 도 7을 기준으로, 복수의 회절 패턴(210)의 하부 면(즉, 제1 봉지층(160)의 상부 면)에서 상부 면까지의 거리를 의미한다. 상기 제1 두께(t1)에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 제1 회절 패턴(211)과 제2 회절 패턴(212)은 각각 제1 길이(d1)를 가질 수 있다. 상기 제1 길이(d1)는 전술한 제1 주기(DP1)와 함께, 복수의 회절 패턴(210)의 단면을 기준으로 정의된다. 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 8은 도 7에 도시한 가상 선을 따라 자른 단면 영역을 도시한 도면이다. 보다 상세하게는, 도 8은 도 7에 도시된 제1 가상 선(cl1)을 따라 자른 단면 영역(cs1)을 도시한 것이다. 여기서, 제1 가상 선(cl1)은 제1 회절 패턴(211) 및 제2 회절 패턴(212)을 포함하는 복수의 회절 패턴(210)의 제1 두께(t1)의 절반 지점을 지나가는 선을 의미한다. 도면 부호 211a은 제1 가상 선(cl1)을 따라 자른 제1 회절 패턴(211)의 단면을 나타낸다. 도면 부호 212a은 제1 가상 선(cl1)을 따라 자른 제2 회절 패턴(212)의 단면을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 제1 주기(DP1)는 제1 회절 패턴(211)의 단면(211a)의 일 측으로부터, 제2 회절 패턴(212)의 단면(212a)의 일 측까지의 거리로 정의된다. 제1 길이(d1)는 제1 회절 패턴(211)의 단면(211a)의 폭을 의미한다. 전술한 바와 같이, 도 8에서는 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1)에 대해, 제1 회절 패턴(211) 및 제2 회절 패턴(212)을 기준으로 설명하였으나, 상기 제1 회절 패턴(211) 및 제2 회절 패턴(212)을 포함하는 복수의 회절 패턴(210)도 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1)를 각각 가질 수 있다. 즉, 복수의 회절 패턴(210)의 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1)도 복수의 회절 패턴(210)을 제1 가상 선(cl1)을 따라 자른 단면을 기준으로 정의된다.
상기 제1 주기(DP1), 제1 길이(d1) 및 제1 두께(t1)는 모두 전술한 유효 발광 면적에 영향을 줄 수 있다. 이하, 도 9를 참조하여, 유효 발광 면적의 정의 및 유효 발광 면적의 확대에 대해 설명하기로 한다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 유효 발광 면적의 확대를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도 2에서 설명한 제1 화소부(PX1)에 포함되는 제1 화소 전극(121) 및 제1 유기 발광 소자(141)를 기준으로 설명하기로 한다. 여기서, 표시 영역(DA) 중 제1 화소 전극(121)과 중첩되는 영역을 제1 영역(G1)으로 지칭한다. 또한, 비표시 영역(NDA) 중 상기 제1 영역(G1)과 인접하는 영역을 제2 영역(G2) 및 제3 영역(G3)으로 지칭한다.
도 9를 먼저 참조하면, 제1 유기 발광 소자(141)로부터 출사된 광(L1)은 제1 봉지층(170)에 제공될 수 있다. 제1 유기 발광 소자(141)으로부터 출사된 광(L1)의 적어도 일부는 일 실시예로, 제1 봉지층(170)과 제1 버퍼층(160)의 굴절률 차에 의해, 소정의 각도로 광 경로가 변경될 수 있다. 이와는 달리, 제1 봉지층(170)의 굴절률과 제1 버퍼층(160)의 굴절률이 서로 동일한 경우라면, 제1 유기 발광 소자(141)으로부터 출사된 광(L1)의 광 경로는 변경되지 않을 수도 있다.
제1 봉지층(170)을 통과한 광은 회절 패턴층(200)을 통과할 수 있다. 복수의 회절 패턴층(200)은 상기 제1 봉지층(170)을 통과한 광을 회절시켜, 제1 내지 제3 회절 광(L2a, L2b, L2c)을 생성할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3 회절 광(L2a, L2b, L2c)은 서로 간의 구분을 위한 것이다. 제1 회절 광(L2a)은 제1 영역(G1)으로 출사되는 광으로, 제2 회절 광(L2b)은 제2 영역(G2)에 배치되는 복수의 회절 패턴(210)을 통과하는 광으로, 제3 회절 광(L3b)은 제3 영역(G3)에 배치되는 복수의 회절 패턴(210)을 통과하는 광으로 정의된다.
제1 회절 광(L2a)은 광 경로가 변경되지 않은 채, 제1 기판(110)에 수직 방향의 광 경로를 가질 수 있다. 즉, 제1 회절 광(L2a)은 수직 방향의 광 경로를 가짐에 따라, 복수의 회절 패턴(210)과 접촉되지 않은 채, 외부로 출사될 수 있다. 즉, 제1 회절 광(L1a)은 회절이 이루어지지 않거나 또는 회절되기 전과 회절된 후의 광 경로가 동일한 0차(order) 회절 광에 해당된다.
제2 회절 광(L2b) 및 제3 회절 광(L2c)은 각각 0차 및 1차 회절 광을 포함할 수 있다. 여기서, 1차 회절 광은 광 경로가 복수의 회절 패턴(210)을 통과함으로써 변경되되, 0차 회절 광을 기준으로 회절 각(θ)을 갖는 광을 의미한다.
따라서, 제1 영역(G1)을 포함하는 표시 영역(DA)은 0차 회절 광을 이용하여 발광 패턴을 형성하되, 제2 영역(G2) 및 제3 영역(G3)을 포함하는 비표시 영역(NDA)은 복수의 회절 패턴(210)을 통해 광을 회절시켜 유효 발광 면적을 증대시킬 수 있다. 이를 통해, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 9를 기준으로 예를 들면, 도면 부호 L2b1, L2a 및 L2c1은 0차 회절 광이다. 또한, 도면 부호 L2b2, L2b3, L2a2, L2a3, L2c2 및 L2c3는 1차 회절 광이다. 다른 실시예로, 제1 및 제3 회절 광(L2b, L2c)은 2차 이상의 회절 광을 더 포함할 수도 있으나, 본 명세서에서는 제1 및 제3 회절 광(L2b, L2c)이 0차 회절 광 및 1차 회절 광을 포함하는 것으로 예를 들어 설명하기로 한다.
한편, 제1 내지 제3 회절 광(L2a, L2b, L2c)은 유효 광을 포함할 수 있다. 유효 광은 제1 기판(110)에 대해 수직 방향의 광 경로를 갖는 광으로 정의된다. 여기서, 수직 방향은 반드시 제1 기판(110)에 대해 90도 방향을 의미하는 것이 아니라, 실질적으로 수직에 가까운 방향을 갖되, 전술한 유효 발광 면적 확대에 영향을 줄 수 있을 정도의 광 경로를 갖는 광을 의미한다. 한편, 유효 광에 포함되기 위한 회절 광의 차수는 제한되지 않는다. 즉, 유효 광은 수직 방향의 광 경로를 갖는 경우라면, 0차 회절 광 및 1차 회절 광을 모두 포함할 수도 있다.
도면 부호 L2a, L2b3 및 L2c2는 상기 유효 광의 정의에 만족한다. 이하, 도면 부호 L2a, L2b3 및 L2c2를 제1 내지 제3 유효 광(L2a, L2b3, L2c2)으로 지칭하기로 한다. 상기 제1 내지 제3 유효 광(L2a, L2b3, L2c2)은 유효 발광 면적 확대에 영향을 줄 수 있다. 이에 대해서는 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, 제1 유기 발광 소자(141)으로부터 출사된 광(L1)에 의해, 제1 발광 영역(TA1)에 생성된 발광 패턴을 제1 발광 패턴(EP1)이라고 정의한다. 제1 발광 패턴(EP1)은 회절 패턴층(200)을 포함하지 않는 표시 장치에 있어서, 제1 유기 발광 소자(141)로부터 출사된 광(L1)에 의해 생성되는 발광 패턴으로도 정의될 수 있다. 여기서, 제1 발광 영역(TA1)은 후술하는 제2 발광 영역(TA2)은 면적이 동일한 것을 가정한다. 한편, 제1 발광 패턴(EP1)은 기준 발광 패턴(Pref)을 포함할 수 있다.
회절 패턴층(200)을 통과한 제1 내지 제3 회절 광(L2a, L2b, L2c) 중 제1 내지 제3 유효 광(L2a, L2b3, L2c2)에 의해, 제2 발광 영역(TA2)에 생성된 발광 패턴을 제2 발광 패턴(EP2)이라고 정의한다. 제2 발광 패턴(EP2)은 기준 발광 패턴(Pref) 및 기준 발광 패턴(Pref)으로부터 복제된 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8)을 포함할 수 있다. 다만, 기준 발광 패턴(Pref)과 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8)의 휘도는 다를 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 발광 영역(TA1)과 제2 발광 영역(TA2)은 면적이 동일하다. 이에 반해, 제2 발광 영역(TA2)에 포함되는 발광 패턴의 개수는 제1 발광 영역(TA1)에 포함되는 발광 패턴의 개수보다 많다. 이는 곧, 제2 발광 영역(TA2)의 발광 면적이 제1 발광 영역(TA1)의 발광 면적보다 넓은 것을 의미한다. 즉, 제2 발광 영역(TA2)이 제1 발광 영역(TA1)에 비해, 발광되지 않는 영역(즉, 비발광 영역)의 면적이 적은 것으로도 표현될 수 있다.
상기 발광 영역의 면적이 넓은 것은 발광 면적이 확대된 것 또는 발광 면적비가 큰 것으로 표현될 수 있다. 여기서, 발광 면적비는 일 영역의 면적 대비, 일 영역 내에 존재하는 발광 패턴의 면적의 비로 정의된다. 발광 면적비를 계산하기 위한 발광 패턴은 기준 발광 패턴 및 복제 발광 패턴 모두를 포함할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 제2 발광 영역(TA2)은 기준 발광 패턴(Pref) 및 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8)을 포함하여 9개의 발광 패턴이 존재하는데 반해, 제1 발광 영역(TA1)은 기준 발광 패턴(Pref)만이 존재한다. 이에 따라, 제2 발광 영역(TA2)의 발광 면적비는 제1 발광 영역(TA1)의 발광 면적비보다 크다. 이는 곧, 제1 발광 영역(TA1)의 발광 면적에 비해 제2 발광 영역(TA2)의 발광 면적이 확대된 것으로도 표현될 수 있다.
다만, 복제 발광 패턴의 휘도가 기준 발광 패턴의 휘도의 약 3% 이상의 휘도를 갖는 경우만, 상기 발광 면적비를 산출하기 위한 인자로 사용될 수 있다. 이하, 일 영역 내에 기준 발광 패턴 및 상기 기준 발광 패턴으로부터 복제되되 기준 발광 패턴의 휘도의 약 3%이상을 만족하는 복제 발광 패턴의 면적의 합을 유효 발광 면적으로 정의한다. 또한, 일 영역의 면적 대비, 유효 발광 면적의 비를 유효 발광 면적비라고 정의한다. 예를 들면, 유효 발광 면적비를 산출하기 위한 복제 발광 패턴은 복제 발광 패턴 중 기준 발광 패턴의 휘도의 약 3% 이상의 휘도를 갖는 패턴으로 한정될 수 있다. 이는 곧, 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8)이 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도의 약 3% 이상의 휘도를 갖는 경우, 상기 유효 발광 면적비를 산출하는 요소로써 사용될 수 있음을 의미한다.
먼저, 도 11을 참조하여 유효 발광 면적비의 증가에 대해 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 유효 발광 면적비가 증가한 것을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 11의 (a)는 회절 패턴층(200)을 포함하지 않은 경우 또는 회절 패턴층(200)을 통과하지 않은 경우의 발광 패턴을 나타낸 것이며, 도 11의 (b)는 회절 패턴층(200)을 통과한 이후의 발광 패턴을 나타낸 것이다. TA1'은 제1 발광 영역(TA1, 도 10 참조)의 예시를 나타낸 것이다. 또한, 도 11의 (b)에 도시한 TA2'은 제2 발광 영역(TA2, 도 10 참조)의 예시를 나타낸 것이다. 이하, 서로 동일한 면적을 갖는 TA1' 및 TA2'을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 11을 참조하면, 제1 발광 영역(TA1')에 비해, 제2 발광 영역(TA2')의 경우가, 발광 패턴의 개수가 더 많은 것을 알 수 있다. 이는, 동일한 면적에서 발광 영역이 증가한 것이므로, 결국 유효 발광 면적비가 증가한 것을 의미한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 유기 발광 소자(140)으로부터 출사된 광(L1)을 회절시킴으로써, 유효 발광 면적비를 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 유효 발광 면적비가 증가됨에 따라, 복수의 유기 발광 소자(140)으로부터 출사된 광(L1)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
다음으로, 도 12 및 도 13을 참조하여, 유효 발광 면적비를 산출하는 요소, 즉 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8) 중 적어도 하나의 휘도가 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도의 약 3% 이상을 만족하기 위한 요소에 대해 설명하기로 한다.
도 12의 (a)는 유기 발광 소자가 청색을 발광하는 경우, d1/DP1 값에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다. 도 12의 (b)는 유기 발광 소자가 녹색을 발광하는 경우, d1/DP1 값에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다. 도 12의 (c)는 유기 발광 소자가 적색을 발광하는 경우, d1/DP1 값에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다. 도 13의 (a) 내지 (c)는 도 12의 (a) 내지 (c) 각각을, 기준 발광 패턴의 휘도를 기준으로, 제1 복제 발광 패턴(P1) 및 제5 복제 발광 패턴의 휘도를 정규화시킨 그래프이다. 도 12 및 도 13의 intensity는 휘도의 강도를 의미한다.
도 7 내지 도 10, 도 12 및 도 13을 참조하여, 제1 회절 패턴(211) 및 제2 회절 패턴(212)을 기준으로 설명하기로 한다. 기준 발광 패턴(Pref) 및 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8)의 휘도는 제1 주기(DP1), 제1 길이(d1) 및 제1 두께(t1)를 조절함으로써, 제어할 수 있다.
여기서, 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1) 간의 관계가 후술하는 수학식 1를 만족하고, 제1 두께(t1), 제1 회절 패턴(211)의 굴절률 및 보호층(220)의 굴절률 간의 관계가 후술하는 수학식 2를 만족하는 경우, 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8) 중 적어도 하나의 발광 패턴의 휘도가 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도의 약 3% 이상일 수 있다.
한편, 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8) 중 기준 발광 패턴(Pref)과 동일 행 또는 동일 열에 배치되는 제1 내지 제4 복제 발광 패턴(P1, P2, P3, P4)은 일 실시예로 서로 휘도가 동일할 수 있다. 또한, 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8) 중 기준 발광 패턴(Pref)과 대각선 방향에 배치되는 제5 내지 제8 복제 발광 패턴(P5, P6, P7, P8)은 일 실시예로 서로 휘도가 동일할 수 있다. 다만, 제1 내지 제4 복제 발광 패턴(P1, P2, P3, P4) 및 제5 내지 제8 복제 발광 패턴(P5, P6, P7, P8)은 일 실시예로 서로 휘도가 다를 수 있다. 이하, 기준 발광 패턴(Pref), 제1 복제 발광 패턴(P1) 및 제5 복제 발광 패턴(P5)을 기준으로 설명하기로 한다.
먼저, 수학식 1을 참조하여, 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1) 간의 관계에 대해 설명하기로 한다. 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1)는 하기의 수학식 1를 만족할 수 있다.
[수학식 1]
0.4 ≤ d1/DP1 ≤ 1
도 12 및 도 13을 참조하면, d1/DP1의 값이 증가할 때, 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도가 대체로 감소하는 반면, 제1 복제 발광 패턴(P1) 및 제5 복제 발광 패턴(P5)의 휘도는 대체로 증가하는 것을 알 수 있다. 또한, 기준 발광 패턴(Pref)을 기준으로 휘도를 정규화시킨 도 13의 (a) 내지 (c)를 참조하면, d1/DP1의 값이 약 0.4 이상일 때, 제1 복제 발광 패턴(P1)의 휘도는 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도의 약 3% 이상인 것을 알 수 있다. d1/DP1의 값이 약 0.7 내지 0.9인 경우, 제1 복제 발광 패턴(P1)의 휘도는 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도보다 높을 수 있다.
한편, d1/DP1의 값이 1인 경우는 결국 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1)가 동일한 것을 의미한다. 다만, 제1 회절 패턴(211)의 단면의 형상이 원형이므로, 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1)가 서로 동일하더라도, 제1 회절 패턴(211)의 단면은 인접한 회절 패턴의 단면과 접하지 않는 영역을 갖는다. 따라서, d1/DP1의 값은 1을 포함할 수 있다.
다음으로, 수학식 2를 참조하여, 제1 두께(t1), 제1 회절 패턴(211)의 굴절률 및 보호층(220)의 굴절률 간의 관계에 대해 설명하기로 한다. 제1 두께(t1), 제1 회절 패턴(211)의 굴절률 및 보호층(220)의 굴절률은 하기의 수학식 2를 만족할 수 있다.
[수학식 2]
(m * λL1) - 60(nm) ≤ A ≤ (m * λL1) + 60(nm)
A ≠ △nt1
(△nt1 및 A의 단위: nm, △n = |n211-n220|, m은 0 이상의 정수)
여기서, λL1는 제1 유기 발광 소자(141)로부터 출사되는 광(L1)의 파장을 의미하며, n211은 제1 회절 패턴(211)의 굴절률을 의미하고, n220은 보호층(220)의 굴절률을 의미한다. 또한, A의 단위는 nm이며, m은 0 이상의 정수이다.
상기 수학식 2에 대해, 도 14 및 도 15를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 14의 (a)는 유기 발광 소자가 청색을 발광하는 경우, △nt1 값에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다. 도 14의 (b)는 유기 발광 소자가 녹색을 발광하는 경우, △nt1 값에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다. 도 14의 (c)는 유기 발광 소자가 적색을 발광하는 경우, △nt1 값에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다. 도 15의 (a) 내지 (c)는 도 14의 (a) 내지 (c) 각각을, 기준 발광 패턴의 휘도를 기준으로, 제1 복제 발광 패턴(P1) 및 제5 복제 발광 패턴의 휘도를 정규화시킨 그래프이다.
도 14의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 기준 발광 패턴(Pref)은 △nt1 값이 커짐에 따라 휘도의 증감이 반복된다. 기준 발광 패턴(Pref)의 △nt1 값에 따른 휘도는 그래프 상 대체로 사인(sin) 형태를 가질 수 있다.
기준 발광 패턴(Pref)을 기준으로 휘도를 정규화시킨 도 15의 (a) 내지 (c)를 참조하면, △nt1 값이 커짐에 따라 제1 복제 발광 패턴(P1) 및 제5 복제 발광 패턴(P5) 각각의 휘도의 증감이 반복된다. 즉, 제1 복제 발광 패턴(P1) 및 제5 복제 발광 패턴(P5) 각각의 △nt1 값에 따른 휘도는 그래프 상 대체로 사인 형태를 가질 수 있다.
이하, 도 15의 (c)를 기준으로 설명하기로 한다. 도 15의 (c)에 도시된 m1 내지 m3 구간은 제1 복제 발광 패턴(P1) 및 제5 복제 발광 패턴(P5) 모두의 휘도가 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도의 약 3% 미만인 영역이다. 즉, m1 내지 m3 구간은 상기 수학식 2의 A의 범위에 포함된다. 따라서, △nt1 값의 범위는 상기 수학식 2의 A의 범위를 제외한 나머지 범위에 해당된다. 예를 들면, 도 15의 (c)의 m2 구간은 m=1일 때의 A 값의 범위를 나타낸 구간이다. 한편, 도 15의 (c)에서의 λL1는 620nm이므로, 상기 값들을 수학식 2에 반영하면 아래와 같이 표현될 수 있다.
(1 * 620nm) - 60(nm) ≤ A ≤ (1 * 620nm) + 60(nm)
=> 560nm ≤ A ≤ 680nm
도 15의 (c)를 참조하면, 상기 A의 범위(560nm ≤ A ≤ 680nm)에서, 제1 복제 발광 패턴(P1) 및 제5 복제 발광 패턴(P5) 모두의 휘도가 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도의 약 3% 미만인 것을 알 수 있다.
이에 따라, △nt1 값이 상기 수학식 2의 A의 범위를 제외한 나머지 범위에 해당되는 경우, 제1 복제 발광 패턴(P1) 및 제5 복제 발광 패턴(P5) 중 적어도 하나는 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도의 약 3% 이상을 만족할 수 있다.
결과적으로, 복수의 회절 패턴(210)은 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1) 간의 관계가 상기 수학식 1을 만족하고, 제1 두께(t1), 제1 회절 패턴(211)의 굴절률(n211) 및 보호층(220)의 굴절률(n220) 간의 관계가 상기 수학식 2를 만족하는 경우, 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8) 중 적어도 하나의 발광 패턴의 휘도가 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도의 약 3% 이상일 수 있다.
다만, 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1) 간의 관계가 상기 수학식 1을 만족하는 경우라면, 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1)의 범위는 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 제1 주기(DP1)는 약 3.5um 이상 20um 이하일 수 있다. 이 경우, 제1 길이(d1)는 약 1.4um 이상 20um 이하일 수 있다.
또한, 제1 두께(t1), 제1 회절 패턴(211)의 굴절률(n211) 및 보호층(220)의 굴절률(n220)의 간의 관계가 상기 수학식 2를 만족하는 경우라면, △n 및 t1의 값은 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, △n은 약 0.47일 수 있다. 또한, 제1 두께(t1)는 약 500nm 이상 내지 650nm 이하일 수 있다.
도 12를 참조할 때, d1/DP1 값이 0.45 이상 1 이하인 경우, 제1 복제 발광 패턴(P1) 및 제5 복제 발광 패턴(P5) 모두가 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도의 약 3% 이상일 수 있다. 즉, d1/DP1 값이 0.45 이상 1 이하의 범위를 만족하고, △nt1 값이 수학식 2의 A의 범위와 다른 경우라면, 제1 복제 발광 패턴(P1) 및 제5 복제 발광 패턴(P5) 모두가 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도의 약 3% 이상일 수 있다. 이는 곧, 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8) 모두가 기준 발광 패턴(Pref)의 휘도의 약 3% 이상일 수 있음을 의미한다.
이하, 유효 발광 면적비와 제1 회절 거리(β1) 간의 관계에 대해 설명하기로 한다.
전술한 바와 같이, 복수의 유기 발광 소자(140)로부터 출사되는 광은 회절 패턴층(200)에 의해 회절된다. 전술한 바와 같이, 상기 회절에 의해 기준 발광 패턴(Pref)으로부터 복제되어 생성되는 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8)에 의해, 유효 발광 면적이 증대된다.
다만, 복수의 유기 발광 소자(140)의 발광 색에 따라, 기준 발광 패턴(Pref)과 복수의 복제 발광 패턴(P1 내지 P8) 중 하나와의 최단 거리로 정의되는 제1 회절 거리(β1)가 달라질 수 있다. 상기 제1 회절 거리(β1)는 복수의 유기 발광 소자(140)의 발광 색 외에도, 회절 패턴층(200)과 복수의 유기 발광 소자(140)사이의 거리 및 회절 패턴층(200)과 복수의 유기 발광 소자(140) 사이에 배치되는 구성의 굴절률 등에 따라 달라질 수도 있다.
하기의 표 1을 참조하면, 제1 회절 거리(β1)는 전술한 유효 발광 면적비에 영향을 줄 수 있다. 보다 상세하게는, 유효 발광 면적비는 제1 회절 거리(β1)가 클수록 대체로 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 제1 회절 거리(β1)에 영향을 주는 요소를 조절하는 경우, 유효 발광 면적비를 제어할 수 있다.
β1(um) 유효 발광 면적비(%)
적색(R) 녹색(G) 청색(B)
0.0 5.8 6.6 6.9
2.4 13.4 19.1 14.8
4.8 19.5 32.1 27.7
7.2 24.7 48.6 39.0
9.6 47.8 82.6 61.1
12.1 74.4 93.9 83.8
14.5 77.1 86.6 89.0
16.9 79.5 97.9 93.8
19.3 89.1 85.6 96.5
도 16을 참조하여, 유효 발광 면적비에 영향을 주는 제1 회절 거리(β1)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 16은 제1 회절 거리에 영향을 주는 요소를 설명하기 위한 도면이다. 다만, 도 9에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 제1 유기 발광 소자(141)를 기준으로 설명하기로 한다.
도 16을 참조하면, 제1 회절 거리(β1)는 제1 유기 발광 소자(141)의 발광 색, 회절 패턴층(200)과 제1 유기 발광 소자(141) 사이의 거리(Z), 제1 버퍼층(160)의 굴절률, 제1 봉지층(170)의 굴절률 및 복수의 회절 패턴(210)의 제1 주기(DP1)등에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 회절 패턴층(200)과 제1 유기 발광 소자(141) 사이의 거리(Z)는 도 16을 기준으로, 제1 유기 발광 소자(141)의 상면에서부터 제1 봉지층(170)의 하면까지의 거리(z1)와 제1 봉지층(170)의 두께(z2)의 합으로 표현될 수 있다.
제1 회절 거리(β1)는 아래의 수학식 3으로 표현될 수 있다. 단, 상대적으로 두께가 얇은 공통 전극(150) 등의 굴절률은 무시하기로 한다.
[수학식 3]
Figure 112017091861243-pat00001
여기서, n160은 제1 버퍼층(160)의 굴절률을 의미하며, n170은 제1 봉지층(170)의 굴절률을 의미한다.
즉, 상기 수학식 3을 참조하면, 제1 유기 발광 소자(141)의 발광 색, 회절 패턴층(210)과 제1 유기 발광 소자(141)사이의 거리(Z), 제1 버퍼층(160)의 굴절률, 제1 봉지층(170)의 굴절률 및 복수의 회절 패턴(210)의 제1 주기(DP1)를 조절함으로써, 제1 회절 거리(β1)를 제어할 수 있다. 이는 곧, 제1 회절 거리(β1)를 조절함으로써, 유효 발광 면적비를 증가시킬 수 있음을 의미한다.
다음으로, 제1 회절 거리(β1)와 블러링(blurring)의 관계에 대해 설명하기로 한다.
표 1에서 전술한 바와 같이, 유효 발광 면적비는 제1 회절 거리(β1)가 클수록 대체로 증가할 수 있다. 다만, 제1 회절 거리(β1)가 길어지는 경우, 블러링이 발생될 수 있다. 블러링은 인접 화소부와의 표시 색이 겹침으로써 발생될 수 있는 이미지 번짐 현상을 말한다. 따라서, 유효 발광 면적비 증가와 블러링에 대한 균형을 맞추기 위해, 적절한 제1 회절 거리(β1)를 산출하는 것이 요구된다.
유효 발광 면적비 및 블러링 각각은 화소 간의 거리에 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 화소 배치가 서로 상이한 두 개의 유기 발광 표시 장치가 동일한 회절 거리를 갖는 경우라도, 화소부의 배치가 상이함에 따라, 인접한 화소부 간의 거리가 다를 수 있다. 이에 따라, 두 개의 유기 발광 표시 장치는 유효 발광 면적비 및 블러링 발생 정도가 서로 상이할 수 있다. 즉, 유효 발광 면적비 및 블러링의 균형을 위해, 제1 회절 거리(β1)뿐만 아니라 인접한 화소 간의 거리도 함께 고려할 필요가 있다.
도 3을 다시 참조하여, 화소 간의 거리(PP1)에 대해 먼저 정의하기로 한다.
화소 간의 거리(PP1)는 동일한 색을 표시하는 화소부 간의 거리로 정의된다. 보다 상세하게는, 동일한 색을 표시하는 화소부에 포함되는 화소 전극의 중심점 사이의 거리로 정의된다. 이하, 녹색을 발광하는 제1 화소부(PX1) 및 제2 화소부(PX2)를 예로 들어 설명하기로 한다.
화소 간의 거리(PP1)는 예를 들어, 제1 화소부(PX1) 내에 위치하는 제1 중심점(cp1) 및 제2 화소부(PX2) 내에 위치하는 제2 중심점(cp2) 사이의 최단 거리를 의미할 수 있다. 제1 중심점(cp1) 및 제2 중심점(cp2)은 각각 제1 화소부(PX1) 및 제2 화소부(PX2)에 포함되는 화소 전극의 중심점으로 정의된다.
다시, 제1 회절 거리(β1), 화소 간의 거리(PP1) 및 유효 발광 면적비 간의 관계에 대해 설명하기로 한다. 하기의 표 2는 제1 회절 거리(β1) / 화소 간의 거리(PP1)의 값에 따른 유효 발광 면적비를 나타낸 것이다.
β1 / PP1 유효 발광 면적비(%)
적색(R) 녹색(G) 청색(B)
0.00 5.8 6.6 6.9
0.05 13.4 19.1 14.8
0.10 19.5 32.1 27.7
0.15 24.7 48.6 39.0
0.21 47.8 82.6 61.1
0.26 74.4 93.9 83.8
0.31 77.1 86.6 89.0
0.36 79.5 97.9 93.8
0.41 89.1 85.6 96.5
표 2를 참조하면, 유효 발광 면적비는 제1 회절 거리(β1) / 화소 간의 거리(PP1)가 커질수록, 대체로 증가될 수 있다.
다음으로, 표 3을 참조하여, 제1 회절 거리(β1), 화소 간의 거리(PP1) 및 블러링 간의 관계에 대해 설명하기로 한다. 하기의 표 3은 제1 회절 거리(β1) / 화소 간의 거리(PP1)의 값에 따른 블러링 인지 점수를 나타낸 것이다. 여기서, 블러링 인지 점수는 제1 회절 거리(β1) / 화소 간의 거리(PP1)의 값을 변경하면서 이에 대한 블러링 인지 정도를 사용자들에게 실험한 결과로써, 사용자들 각각의 블러링 인지 정도를 평균 값으로 나타낸 것이다. 여기서, 블러링 시인 점수가 5점 이상인 경우는, 사용자들이 화면을 볼 때 불편함을 느낄 수 있을 정도로 블러링이 인지되는 경우이다.
β1 / PP1 블러링 인지 점수(만점: 10점)
0.2 1.3
0.45 1.2
0.89 2.4
1.33 4.0
1.89 5.1
2.26 6.4
표 3을 참조하면, 제1 회절 거리(β1) / 화소 간의 거리(PP1)의 값이 약 1.89 이상일 때, 사용자들의 블러링 인지 점수는 5점 이상이 된다. 이는 곧, 제1 회절 거리(β1) / 화소 간의 거리(PP1)의 값이 약 1.9보다 큰 경우, 대부분의 사용자들이 블러링을 인지하여 불편을 느끼는 것을 의미한다.
따라서, 상기 표 2 및 표 3을 고려할 때, 제1 회절 거리(β1) / 화소 간의 거리(PP1)의 값은 하기의 수학식 4를 만족할 수 있다
[수학식 4]
0.1 ≤ β1 / PP1 ≤ 1.9
즉, 제1 회절 거리(β1) / 화소 간의 거리(PP1)의 값은 유효 발광 면적비 및 블러링 시인 정도의 균형을 위해, 0.1 이상 1.9 이하로 형성할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 블러링 시인으로 인한 불편함이 없으면서도, 유효 발광 면적비를 증가시켜 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 제1 회절 거리(β1) / 화소 간의 거리(PP1)의 값이 0.1 이상 1.9 이하를 만족하는 경우라면, 제1 회절 거리(β1) 및 화소 간의 거리(PP1) 각각의 값은 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 제1 봉지층(170)의 두께(z2) 및 제1 주기(DP1)는 하기의 표 5에 기재된 값을 가질 수 있다.
case z2(mm) DP1(um)
1 0.2 0.88 - 15.3
2 0.3 1.24 - 22.7
3 0.5 2 - 37.4
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 복수의 회절 패턴 및 복수의 화소부의 배치 구조를 나타낸 도면이다. 도 1 내지 도 16에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 17을 참조하면, 복수의 회절 패턴(210_2)은 복수의 제1 서브 회절 패턴(210_2a) 및 복수의 제2 서브 회절 패턴(210_2b)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 제1 서브 회절 패턴(210_2a)은 전술한 비표시 영역(NDA)에만 배치되는 회절 패턴으로 정의된다. 이에 반해, 복수의 제2 서브 회절 패턴(210_2b)은 표시 영역(DA) 중 적어도 일부에 배치되는 회절 패턴으로 정의된다.
즉, 도 17에 도시한 표시 장치(20)는 도 1에 도시한 표시 장치(10)와 비교할 때, 표시 영역(DA) 중 적어도 일부에 배치되는 복수의 회절 패턴을 더 포함하는 점에서 차이가 있다.
복수의 제2 서브 회절 패턴(210_2b)은 일 실시예로, 녹색을 발광하는 제1 화소부(PX1) 및 제2 화소부(PX2)와 중첩될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 복수의 제2 서브 회절 패턴(210_2b)은 적색을 발광하는 제3 화소부(PX3) 또는 청색을 발광하는 제4 화소부(PX4)와 중첩될 수도 있다. 다른 실시예로, 복수의 제2 서브 회절 패턴(210_2b)은 하나의 색을 발광하는 복수의 화소부만 중첩되는 것이 아니라, 각각 서로 다른 두 색을 발광하는 화소부들과도 중첩될 수도 있다.
도 18 내지 도 21은 도 1에 도시한 회절 패턴층의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 18 내지 도 21에서는 설명의 편의를 위해, 도 3 및 도 4에 도시한 A 영역을 기준으로 설명하기로 한다.
도 18 내지 도 21을 참조하면, 회절 패턴층(200_3)은 복수의 회절 패턴(210_3) 및 보호층(220_3)을 포함할 수 있다. 보호층(220_3)은 음각으로 형성된 복수의 홀을 포함할 수 있다. 이에 따라, 복수의 회절 패턴(210_3)은 제1 봉지층(170)으로부터 돌출된 패턴으로 정의된다.
복수의 회절 패턴(210_3)은 제2 두께(t2)를 가질 수 있다. 제2 두께(t2)는 도 20을 기준으로, 복수의 회절 패턴(210_3)의 하부 면(즉, 제1 봉지층(170)의 상부 면)에서 상부 면(즉, 복수의 회절 패턴(210_3)의 상부 면)까지의 거리를 의미한다.
복수의 회절 패턴(210_3)은 제2 주기(DP2) 및 제2 길이(d2)를 가질 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 주기(DP2) 및 제2 길이(d2)는 복수의 회절 패턴(210_3)을 제2 가상 선(cl2)에 따라 자른 단면 영역(cs2)을 기준으로 정의된다. 즉, 제2 가상 선(cl2)은 복수의 회절 패턴(210_3)의 제2 두께(t2)의 절반 지점을 지나가는 선을 의미한다. 도면 부호 211_3a은 제2 가상 선(cl2)을 따라 자른 제1 회절 패턴(211_3)의 단면을 나타낸다. 도면 부호 212_3a는 제2 가상 선(cl2)을 따라 자른 제2 회절 패턴(212_3)의 단면을 나타낸다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 회절 패턴층(200_3)은 일 실시예로 제1 봉지층(170)을 관통하여 형성될 수도 있다. 즉, 제1 봉지층(170)을 식각함으로써, 회절 패턴층(200_3)을 형성할 수도 있다.
도 21을 참조하면, 제2 주기(DP2)는 제1 회절 패턴(211_3)의 단면(211_3a)의 일 측과, 제2 회절 패턴(212_3)의 단면(212_3a)의 일 측까지의 거리로 정의된다. 또한, 제2 길이(d2)는 제1 회절 패턴(211_3)의 단면(211_3a)의 폭을 의미한다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 회절 패턴층은 단면 형상이 사각형인 복수의 회절 패턴을 포함할 수도 있다. 만약, 복수의 회절 패턴의 형상이 단면 상에서 정사각형인 경우, 복수의 회절 패턴은 일 실시예로 형상이 정육면체일 수 있다.
만약, 복수의 회절 패턴의 단면 형상이 정사각형인 경우, 상기 수학식 1은 하기와 같이 변경될 수 있다.
[변경된 수학식 1]
0.4 ≤ d1/DP1 < 1
즉, 복수의 회절 패턴의 단면의 형상이 사각형이므로, 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1)가 서로 동일하면, 회절에 필요한 최소한의 공간을 포함하지 않는다. 이에 따라, d1/DP1의 값이 1인 경우는 제외된다.
또 다른 실시예로, 복수의 회절 패턴의 상부 면과 하부 면의 면적은 서로 상이할 수도 있다. 예를 들면, 복수의 회절 패턴은 광 출사 방향으로 반구 형태로 돌출된 반구 형상이거나, 또는 사다리꼴 형태로 돌출된 사다리꼴 형상일 수도 있다. 다만, 복수의 회절 패턴의 형상과 관계없이, 제1 주기(DP1) 및 제1 길이(d1)는 전술한 바와 같이, 복수의 회절 패턴의 절반을 지나가는 가상 선을 따라 자른 단면을 기준으로 정의된다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 다만, 도 1 내지 도 21에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(30)는 표시 패널(101) 및 회절 패턴층(200)을 포함할 수 있다. 즉, 도 22에 도시한 표시 장치(30)는 도 1에 도시한 표시 장치(10)와 비교하여, 제1 봉지층(170)이 제2 봉지층(180)으로 대체된 점에서 차이가 있다.
표시 패널(101)은 제2 봉지층(180) 및 제2 버퍼층(190)을 포함할 수 있다.
제2 봉지층(180)은 일 실시예로 유기층 및 무기층 중 적어도 하나가 단층 또는 다층 구조로 적층된 형태일 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 제2 봉지층(180)은 제1 무기층(181), 유기층(182) 및 제2 무기층(183)을 포함할 수 있다.
제1 무기층(181)은 공통 전극(150) 상에 배치될 수 있다. 제1 무기층(181)은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiONx)로 이루어진 군에서 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiONx)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다. 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
유기층(182)은 제1 무기층(181) 상에 배치될 수 있다. 유기층(182)은 에폭시, 아크릴레이트 또는 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 유기층(182)은 화소 정의막(130)에 의한 단차를 평탄화시킬 수 있다.
제2 무기층(183)은 유기층(182) 상에 배치될 수 있다. 제2 무기층(183)은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiONx)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 도 22에서는 제1 무기층(181), 유기층(182) 및 제2 무기층(183) 각각이 단일 층인 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제1 무기층(181), 유기층(182) 및 제2 무기층(183) 중 적어도 하나의 층은 다층 구조로 적층될 수도 있다
제2 봉지층(180)은 다른 실시예로 HMDSO층(Hexamethyldisiloxane layer)을 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 제2 봉지층(180)은 제1 무기층(181), 제2 무기층(183) 및 상기 제1 무기층(181)과 제2 무기층(183) 사이에 배치되는 HMDSO층을 포함할 수 있다. 즉, 전술한 유기층(182)이 HMDSO층으로 대체될 수 있다.
상기 HMDSO층은 일 실시예로 제1 무기층(181) 형성 이후, 동일한 챔버(chamber)를 통해 형성될 수 있다. 이를 통해, 제2 봉지층(180) 형성 공정을 간소화할 수 있다. 또한, 스트레스(stress)를 흡수할 수 있는 HMDSO층을 포함함으로써, 제2 봉지층(180)은 충분한 유연성을 가질 수 있다.
제2 버퍼층(190)은 제2 무기층(183) 상에 배치될 수 있다. 제2 버퍼층(190)의 재료는 특별히 제한되지 않는다. 즉, 제2 버퍼층(190)은 무기 물질 또는 유기 물질을 포함할 수 있다. 또는, 제2 버퍼층(190)은 유기층 및 무기층 중 적어도 하나가 단층 또는 다층 구조로 적층된 형태일 수 있다. 제2 버퍼층(190)은 소정의 두께를 가짐으로써, 복수의 유기 발광 소자(140)와 회절 패턴층(200)을 일정 거리 이격시킬 수 있다.
즉, 제2 버퍼층(190)의 두께를 제어함으로써, 복수의 유기 발광 소자(140)와 복수의 회절 패턴(210) 간의 이격 거리를 제어할 수 있다. 이는 결국, 회절 거리를 제어할 수 있음을 의미한다. 제2 버퍼층(190)의 두께는 일 실시예로 약 200um 이하일 수 있다.
한편, 제2 버퍼층(190)은 생략될 수도 있다. 이 경우, 복수의 유기 발광 소자(140)와 회절 패턴층(200) 간의 이격 거리가 충분히 확보되지 못할 수 있다. 복수의 유기 발광 소자(140)와 회절 패턴층(200) 간의 이격 거리가 충분히 확보되지 못하면, 요구하는 회절 거리가 형성되지 않아, 유효 발광 면적비 증가의 효과가 낮을 수 있다. 따라서, 제2 버퍼층(190)이 생략되는 경우라면, 회절 패턴층(200)과 다른 구성(예를 들어, 반사 방지 패널 또는 입력 감지 패널)의 배치 순서를 변경시킴으로써, 복수의 유기 발광 소자(140)와 회절 패턴층(200) 간의 이격 거리를 충분히 확보할 수 있다. 이에 대해서는 도 24 내지 도 26를 참조하여 예를 들어 설명하기로 한다.
다만, 이에 앞서 도 23을 참조하여 회절 패턴층(200)이 회절 패널(201)로 대체되는 경우에 대해 먼저 설명하기로 한다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 23에 도시한 표시 장치(40)는 도 1에 도시한 표시 장치(10)와 비교하여, 회절 패턴층(200)이 회절 패널(201)로 대체된 점에서 차이가 있다. 즉, 회절 패널(201)은 복수의 회절 패턴(210)에 대해 베이스 면을 제공하는 베이스층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 회절 패널(201)은 표시 패널(100)과 제1 접착 부재(310)를 통해 결합될 수 있다. 제1 접착 부재(310)는 일 실시예로, 감압 접착 부재(PSA)일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 접착 부재(310)는 다른 실시예로 광학 투명 접착 부재(OCA)일 수도 있다. 또한, 제1 접착 부재(310)는 광학 투명 접착 필름(OCR)일 수도 있다.
즉, 회절 패널(201)과 표시 패널(100)은 별도의 공정을 통해 각각 독립적으로 형성된 이후, 제1 접착 부재(310)를 통해 서로 결합될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 표시 패널(100)은 도 22에 도시한 제2 봉지층(180)을 포함하는 표시 패널(101)로 대체될 수도 있다.
다음으로, 도 24 내지 도 26를 참조하여, 회절 패턴층(200), 또는 회절 패널(201)과 다른 구성과의 배치 순서에 대해 설명하기로 한다. 한편, 제1 봉지층(170)을 포함하는 표시 패널(100) 및 제2 봉지층(180)을 포함하는 표시 패널(101) 각각이 적용될 수 있는 경우, 표시 패널(102)로 표기하기로 한다.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 24를 참조하면, 표시 장치(50)는 표시 패널(102), 회절 패턴층(200), 입력 감지 패널(400), 반사 방지 패널(500) 및 윈도우 패널(600)을 포함할 수 있다.
입력 감지 패널(400)은 회절 패턴층(200) 상에 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 보호층(220)은 접착 재료로 형성될 수 있다. 이에 따라, 회절 패턴층(200)과 입력 감지 패널(400)은 별도의 접착 부재 없이 서로 결합될 수 있다. 입력 감지 패널(400)은 외부 입력, 예를 들어 터치(touch) 등을 통해, 좌표 정보를 획득할 수 있다. 즉, 입력 감지 패널(400)은 일 실시예로, 사용자의 터치를 감지하는 터치 패널이거나, 사용자 손가락의 지문 정보를 획득하는 지문 감지 패널일 수 있다.
입력 감지 패널(400)은 일 실시예로 정전 용량 방식으로 외부의 입력을 감지할 수 있다. 여기서, 입력 감지 방법은 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 입력 감지 패널(400)은 전자기 유도 방식 또는 압력 감지 방식을 통해 외부 입력을 감지할 수 있다. 한편, 입력 감지 패널(400)은 회절 패턴층(200) 상에 연속 공정을 통해 형성되는 입력 감지층일 수도 있다.
반사 방지 패널(500)은 입력 감지 패널(400) 상에 배치될 수 있다. 반사 방지 패널(500)은 일 실시예로, 입력 감지 패널(400)과 제2 접착 부재(320)를 통해 서로 결합될 수 있다. 여기서, 제2 접착 부재(320)는 일 실시예로 감압 접착 부재(PSA)일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 접착 부재(320)는 다른 실시예로 광학 투명 접착 부재(OCA)일 수도 있다. 또한, 제2 접착 부재(320)는 광학 투명 접착 필름(OCR)일 수도 있다.
반사 방지 패널(500)은 후술하는 윈도우 패널(600)의 상측으로부터 입사되는 외부 광의 반사율을 감소시킬 수 있다. 반사 방지 패널(500)은 일 실시예로 위상 지연자(retarder) 및 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다.
위상 지연자는 일 실시예로, 필름 타입 또는 액정 코팅 타입일 수 있다. 또한, 위상 지연자는 λ/2 위상 지연자 및/또는 λ/4 위상 지연자를 포함할 수 있다. 편광자는 일 실시예로 필름 타입 또는 액정 코팅 타입일 수 있다. 여기서, 필름 타입은 연신형 합성 수지 필름을 포함할 수 있다. 액정 코팅 타입은 소정의 배열로 배열된 액정들을 포함할 수 있다. 위상 지연자 및 편광자는 일 실시예로, 보호 필름을 더 포함할 수 있다. 한편, 위상 지연자 및 편광자 자체는 반사 방지 패널(500)의 베이스층으로 정의될 수 있다. 만약, 위상 지연자 및 편광자가 보호 필름을 더 포함하는 경우라면, 상기 보호 필름이 반사 방지 패널(500)의 베이스층으로 정의될 수 있다.
윈도우 패널(600)은 반사 방지 패널(500) 상에 배치될 수 있다. 윈도우 패널(600)은 일 실시예로, 반사 방지 패널(500)과 제3 접착 부재(330)를 통해 서로 결합될 수 있다. 여기서, 제3 접착 부재(330)는 일 실시예로 광학 투명 접착 부재(OCA)일 수도 있다. 또한, 제3 접착 부재(330)는 광학 투명 접착 필름(OCR)이거나, 감압 접착 부재(PSA)일 수도 있다.
한편, 도면에 도시된 것과는 달리, 입력 감지 패널(400) 및 반사 방지 패널(500)은 서로 배치되는 위치가 변경될 수도 있다.
한편, 회절 패턴층(200) 상에 반사 방지 패널(500)을 배치시킴으로써, 외광에 의한 반사율을 저감시킬 수 있다. 다만, 회절 패턴층(200)과 표시 패널(102) 사이의 광학 거리가 가까워짐에 따라, 요구하는 회절 거리가 형성되지 않아, 유효 발광 면적비가 낮아질 수 있다. 이를 방지하기 위해, 표시 패널(102)이 도 1에 도시한 표시 패널(101)인 경우, 두께가 상대적으로 두꺼운 제1 봉지층(170)을 포함함으로써, 상기 광학 거리를 확보할 수도 있다. 또 다른 실시예로, 표시 패널(102)이 도 22에 도시한 표시 패널(101)인 경우, 제2 버퍼층(190)의 두께를 증가시킴으로써, 상기 광학 거리를 확보할 수도 있다.
도 25를 참조하면, 입력 감지 패널(400)은 표시 패널(102) 상에 배치될 수 있다. 입력 감지 패널(400)은 제1 접착 부재(310)를 통해, 표시 패널(102)과 결합될 수 있다. 반사 방지 패널(500)은 입력 감지 패널(400) 상에 배치될 수 있다. 반사 방지 패널(500)은 입력 감지 패널(400)과 제2 접착 부재(320)를 통해 결합될 수 있다.
회절 패널(201)은 반사 방지 패널(500) 상에 배치될 수 있다. 회절 패널(201)은 제3 접착 부재(330)를 통해 반사 방지 패널(500)과 결합될 수 있다. 회절 패널(201)과 표시 패널(102) 사이에 입력 감지 패널(400) 및 반사 방지 패널(500)이 배치됨에 따라, 표시 패널(102)과 회절 패널(201) 사이의 이격 거리(광학 거리)를 충분히 확보할 수 있다.
도 26을 참조하면, 표시 장치(70)는 도 25에 도시한 표시 장치(60)와 비교하여, 회절 패널(201)이 반사 방지 패널(500)과 입력 감지 패널(400) 사이에 배치되는 점에서 차이가 있다.
도 27은 도 1에 도시한 표시 장치를 포함하는 헤드 마운트 표시 장치를 나타낸 도면이다. 도 28는 종래 기술에 따른 헤드 마운트 표시 장치에서, 모기장 현상을 나타낸 도면이다. 도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치에서, 모기장 현상이 개선된 것을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 27을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(700)는 표시부(710) 및 렌즈부(720)를 포함할 수 있다. 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치는 카메라, 적외선 센서, 신호 처리부 및 사용자의 머리에 장착될 수 있는 형태의 프레임 등을 더 포함할 수 있다.
렌즈부(720)는 표시부(710)로부터 광을 제공받을 수 있다. 렌즈부(720)는 일 실시예로 대상체와 사용자 사이에 배치될 수 있다. 렌즈부(720)는 일 실시예로 가상 현실을 구현하기 위해, 불투명 렌즈로 구성될 수 있다. 렌즈부(720)는 다른 실시예로 증강 현실을 구현하기 위해 투명 렌즈 또는 반투명 렌즈로 구성될 수 있다. 한편, 렌즈부(720)는 일 실시예로 볼록 렌즈일 수 있다.
표시부(710)는 도 1에 도시한 표시 장치(10)에 대응될 수 있다. 즉, 표시부(710)는 표시 패널(100) 및 회절 패턴층(200)을 포함할 수 있다. 표시 패널(100)에 포함된 복수의 유기 발광 소자(140)로부터 출사된 광이 회절 패턴층(200)을 통과함으로써 발생될 수 있는 광의 간섭 현상으로 인해, 유효 발광 면적이 확대될 수 있다.
한편, 사용자는 렌즈부(720)에 의해 표시부(710)의 이미지를 확대하여 볼 수 있다. 다만, 상기 확대 환경에 의해, 모기장 효과(SDE: Screen Door Effect)가 발생될 수 있다. 즉, 상기 확대 환경에 의해, 예를 들어 화소 정의막(130, 도 1 참조)간의 경계가 사용자에게 시인될 수 있다. 다만, 상기 확대 환경에 의해 사용자에게 시인되는 영역은 비발광 영역에 해당된다.
전술한 바와 같이, 유효 발광 면적비는 일 영역 내에서의 발광 영역의 비율을 의미한다. 유효 발광 면적비를 증가시키는 것은, 상기 발광 영역의 면적을 늘리는 것을 의미한다. 이는 곧 비발광 영역의 면적이 감소되는 것으로 표현될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 디스플레이 장치는 상기 비발광 영역의 면적을 감소시킬 수 있으며, 확대 환경에 의해 사용자에게 시인되는 비발광 영역의 면적을 줄일 수 있다. 이에 따라, 모기장 효과를 개선할 수 있다.
도 28을 참조하면, 화소 정의막(130) 간의 간격 등이 거미줄처럼 시인되는 것을 알 수 있다. 즉, 모기장 효과가 시인되는 것을 알 수 있다. 이에 반해, 도 29를 참조하면, 도 28에 비해, 상기 화소 정의막(130) 간의 간격의 시인 정도가 개선된 것을 알 수 있다. 이는 곧, 모기장 효과가 개선된 것을 의미한다. 한편, 도 28에서는 표시부(710)가 도 1에 도시한 표시 패널(100)을 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 표시부(710)는 도 22에 도시한 표시 패널(101)을 포함할 수도 있다.
도 30은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 30을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(800)는 헤드 마운트 장치(810) 및 표시 장치(820)를 포함할 수 있다.
헤드 마운트 장치(810)는 표시 장치(820)와 결합할 수 있다. 여기서, 표시 장치(820)는 화상을 표시하는 복수의 표시 소자를 갖는 표시 패널 및 상기 표시 소자로부터 출사되는 광을 회절시키는 회절 패턴층을 포함할 수 있다. 즉, 표시 장치(820)는 본 명세서에서 설명한 표시 장치가 포함될 수 있다.
헤드 마운트 장치(810)는 상기 표시 장치(820)와의 전기적인 연결을 위한 커넥터(connector) 및 물리적 연결을 위한 프레임을 포함할 수 있다. 또한, 외부로부터의 충격을 방지하고, 표시 장치(820)의 이탈을 방지하기 위한 커버를 포함할 수 있다.
즉, 헤드 마운트 장치(810)는 표시 장치(820)와 결합될 수 있으며, 상기 표시 장치(820)가 회절 패턴층을 포함함으로써 유효 발광 면적을 확대시켜 전술한 모기장 현상을 개선할 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.
110: 제1 기판;
120: 복수의 화소 전극;
121: 제1 화소 전극;
130: 화소 정의막;
140: 복수의 유기 발광 소자;
141: 제1 유기 발광 소자;
150: 공통 전극;
170, 180: 봉지층;
200: 회절 패턴층;
201: 회절 패널;
210: 복수의 회절 패턴;
220: 보호층;

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 복수의 표시 소자;
    상기 복수의 표시 소자와 중첩하는 복수의 개구부를 포함하는 화소 정의막;
    상기 복수의 표시 소자와 상기 화소 정의막 상에 배치되는 봉지층; 및
    상기 복수의 표시 소자로부터 방출되는 광 경로 상에 배치되는 회절 패턴층을 포함하고,
    상기 회절 패턴층은 제1 주기를 갖도록 배치되는 복수의 회절 패턴을 포함하고, 상기 복수의 회절 패턴은 상기 복수의 개구부와 중첩되지 않으며,
    상기 복수의 회절 패턴은 상기 봉지층 상에 배치되고,
    상기 복수의 회절 패턴의 단면의 폭을 제1 길이라고 정의할 때 상기 제1 주기 및 상기 제1 길이는 하기의 수학식 1을 만족하는 표시 장치.
    [수학식 1]
    0.4 ≤ d1/DP1 < 1
    (상기 수학식 1에서 DP1은 제1 주기, d1은 제1 길이)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 표시 소자와 중첩되는 영역을 표시 영역으로 정의하고, 상기 복수의 표시 소자와 중첩되지 않는 영역을 비표시 영역으로 정의하면,
    상기 복수의 회절 패턴은 상기 비표시 영역에 배치되는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 봉지층은 상기 복수의 표시 소자와 상기 복수의 회절 패턴 사이에 배치되는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 봉지층은 유리 절연 기판이거나 또는 유기층 및 무기층 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 회절 패턴은 상기 복수의 표시 소자로부터 출사되는 광을 회절시켜 기준 발광 패턴 및 제1 복제 발광 패턴을 생성하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 복제 발광 패턴의 휘도는 상기 기준 발광 패턴의 휘도의 3% 이상인 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 기준 발광 패턴 및 상기 제1 복제 발광 패턴 사이의 거리를 회절 거리로 정의하고, 상기 복수의 표시 소자와 상기 복수의 회절 패턴 간의 거리를 이격 거리로 정의하면,
    상기 회절 거리는 하기의 수학식 2를 만족하는 표시 장치.
    [수학식 2]
    Figure 112017091861243-pat00002

    (상기 수학식 2에서 β는 회절 거리, Z는 이격 거리, DP1은 제1 주기, λ는 복수의 표시 소자로부터 출사되는 광의 파장, n170은 봉지층의 굴절율)
  8. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 표시 소자는 서로 동일 색을 표시하는 제1 표시 소자 및 제2 표시 소자를 포함하고,
    상기 제1 표시 소자 및 상기 제2 표시 소자 간의 거리를 표시 소자 간 거리로 정의하고, 상기 기준 발광 패턴 및 상기 제1 복제 발광 패턴 간의 거리를 회절 거리라고 정의하면,
    상기 표시 소자 간 거리 및 상기 회절 거리는 하기의 수학식 3을 만족하는 표시 장치.
    [수학식 3]
    0.1 ≤ β / PP1 ≤ 1.9
    (상기 수학식 3에서, PP1은 표시 소자 간 거리, β는 회절 거리)
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회절 패턴층은 상기 복수의 회절 패턴 상에 배치되는 보호층을 더 포함하고,
    상기 복수의 회절 패턴은 제1 굴절률을 가지며, 상기 보호층은 상기 제1 굴절률과 다른 제2 굴절률을 가지고,
    상기 제1 굴절률, 상기 제2 굴절률 및 상기 복수의 회절 패턴 중 하나의 두께는 하기의 수학식 4를 만족하는 표시 장치.
    [수학식 4]
    (m * λ) - 60(nm) ≤ A(nm) ≤ (m * λ) + 60(nm)
    A ≠ △nt1 (nm)
    (상기 수학식 4에서, △nt1 및 A의 단위: nm, △n = |n211-n220|, n211은 제1 굴절률, n220는 제2 굴절률, t1은 복수의 회절 패턴 중 하나의 두께, λ는 복수의 표시 소자로부터 출사되는 광의 파장, m은 0 이상의 정수)
  10. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 복수의 화소 전극;
    상기 복수의 화소 전극 상에 배치되며, 상기 복수의 화소 전극의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 개구부를 갖는 화소 정의막;
    상기 화소 정의막 상에 배치되며, 상기 복수의 개구부와 중첩되는 복수의 유기 발광 소자;
    상기 복수의 유기 발광 소자와 상기 화소 정의막 상에 배치되는 봉지층; 및
    상기 복수의 유기 발광 소자로부터 방출되는 광 경로 상에서 제1 주기를 갖도록 배치되는 복수의 회절 패턴을 갖는 회절 패턴층을 포함하고,
    상기 복수의 개구부와 중첩되는 영역을 표시 영역으로 정의하고, 상기 표시 영역의 주변에 배치되는 영역을 비표시 영역으로 정의하면, 상기 복수의 회절 패턴은 상기 비표시 영역에 배치되고,
    상기 복수의 회절 패턴은 상기 봉지층 상에 배치되며,
    상기 복수의 회절 패턴의 단면의 폭을 제1 길이라고 정의할 때 상기 제1 주기 및 상기 제1 길이는 하기의 수학식 1을 만족하는 표시 장치.
    [수학식 1]
    0.4 ≤ d1/DP1 < 1
    (상기 수학식 1에서 DP1은 제1 주기, d1은 제1 길이)
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 회절 패턴은 상기 표시 영역에 배치되지 않는 표시 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 회절 패턴은 상기 복수의 유기 발광 소자와 중첩되지 않는 표시 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 봉지층은 상기 복수의 유기 발광 소자와 상기 회절 패턴층 사이에 배치되고,
    상기 봉지층은 유리 절연 기판이거나, 유기층 및 무기층 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 회절 패턴은 상기 복수의 유기 발광 소자로부터 출사되는 광을 회절시켜, 기준 발광 패턴 및 복수의 복제 발광 패턴을 생성하고,
    상기 복수의 복제 발광 패턴 중 적어도 하나의 휘도는 상기 기준 발광 패턴의 휘도의 3% 이상인 표시 장치.
  15. 복수의 표시 소자, 상기 복수의 표시 소자와 중첩하는 복수의 개구부를 포함하는 화소 정의막, 상기 복수의 표시 소자와 상기 화소 정의막 상에 배치되는 봉지층, 및 상기 복수의 표시 소자로부터 출사되는 광 경로 상에 배치되는 복수의 회절 패턴을 포함하는 표시부; 및
    상기 표시부로부터 출사되는 광 경로 상에 배치되는 렌즈부를 포함하고,
    상기 복수의 회절 패턴은 제1 주기를 갖도록 배치되며, 상기 복수의 개구부와 중첩되지 않고,
    상기 복수의 회절 패턴은 상기 봉지층 상에 배치되고,
    상기 복수의 회절 패턴의 단면의 폭을 제1 길이라고 정의할 때 상기 제1 주기 및 상기 제1 길이는 하기의 수학식 1을 만족하는 헤드 마운트 표시 장치.
    [수학식 1]
    0.4 ≤ d1/DP1 < 1
    (상기 수학식 1에서 DP1은 제1 주기, d1은 제1 길이)
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 표시 소자와 중첩되는 영역을 표시 영역으로 정의하고, 상기 복수의 표시 소자와 중첩되지 않는 영역을 비표시 영역으로 정의하면,
    상기 복수의 회절 패턴은 상기 비표시 영역에 배치되는 헤드 마운트 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 회절 패턴은 상기 복수의 표시 소자로부터 출사되는 광을 회절시켜 기준 발광 패턴 및 제1 복제 발광 패턴을 생성하는 헤드 마운트 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기준 발광 패턴 및 상기 제1 복제 발광 패턴 사이의 거리를 회절 거리로 정의하고, 상기 복수의 표시 소자와 상기 복수의 회절 패턴 간의 거리를 이격 거리로 정의하면,
    상기 회절 거리는 하기의 수학식 2를 만족하는 헤드 마운트 표시 장치.
    [수학식 2]
    Figure 112017091861243-pat00003

    (상기 수학식 2에서 β는 회절 거리, Z는 이격 거리, DP1은 제1 주기, λ는 복수의 표시 소자로부터 출사되는 광의 파장, n170은 봉지층의 굴절율)
  19. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 표시 소자는 서로 동일 색을 표시하는 제1 표시 소자 및 제2 표시 소자를 포함하고,
    상기 제1 표시 소자 및 상기 제2 표시 소자 간의 거리를 표시 소자 간 거리로 정의하고, 상기 기준 발광 패턴 및 상기 제1 복제 발광 패턴 간의 거리를 회절 거리라고 정의하면,
    상기 표시 소자 간 거리 및 상기 회절 거리는 하기의 수학식 3을 만족하는 헤드 마운트 표시 장치.
    [수학식 3]
    0.1 ≤ β / PP1 ≤ 1.9
    (상기 수학식 3에서, PP1은 표시 소자 간 거리, β는 회절 거리)
  20. 제15항에 있어서,
    상기 표시부는 상기 복수의 회절 패턴 상에 상기 복수의 회절 패턴을 덮도록 배치되는 보호층을 더 포함하고,
    상기 복수의 회절 패턴은 제1 굴절률을 가지며, 상기 보호층은 상기 제1 굴절률과 다른 제2 굴절률을 가지고,
    상기 제1 굴절률, 상기 제2 굴절률 및 상기 복수의 회절 패턴 중 하나의 두께는 하기의 수학식 4를 만족하는 표시 장치.
    [수학식 4]
    (m * λ) - 60(nm) ≤ A(nm) ≤ (m * λ) + 60(nm)
    A ≠ △nt1 (nm)
    (상기 수학식 4에서, △nt1 및 A의 단위: nm, △n = |n211-n220|, n211은 제1 굴절률, n220는 제2 굴절률, t1은 복수의 회절 패턴 중 하나의 두께, λ는 복수의 표시 소자로부터 출사되는 광의 파장, m은 0 이상의 정수)
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