KR20170001844A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

영상을 표시하는 표시 패널; 상기 표시 패널 상부에 배치되고, 상기 영상이 투과되는 표시 영역과 상기 표시 영역 주위의 비표시 영역을 포함하는 윈도우; 및 상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에 개재되는 접착층을 포함하며, 상기 윈도우는, 표시 패널과 대향하게 배치된 윈도우 베이스, 상기 윈도우 베이스의 하부에 배치된 인쇄층(printing layer), 및 상기 윈도우 베이스와 상기 인쇄층 사이에 배치된 광 경로 변환층(light path changing layer)을 포함하고, 상기 광 경로 변환층은 광학 구조물 및 상기 광학 구조물을 도포하는 수지를 포함하는 표시 장치를 제공한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빛샘 현상이 개선된 표시 장치에 관한 것이다.
사용자에게 영상을 제공하는 스마트폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 네비게이션 및 텔레비전 등의 전자기기는 영상을 표시하기 위한 표시 장치를 포함한다. 표시 장치는 영상을 생성하여 표시하는 표시 패널 및 표시 패널의 상부에 배치되어 표시 패널을 보호하는 윈도우를 포함한다.
표시 패널에서 생성된 영상은 윈도우를 투과하여 사용자에게 제공될 수 있다. 윈도우는 영상이 표시되는 표시 영역 및 표시 영역 주변에 형성되는 비표시 영역을 포함한다. 윈도우의 비표시 영역은 인쇄층에 의해 다양한 색상으로 디자인될 수 있다. 그러나, 전반사에 의해 인쇄층에 도달한 빛이 산란되어 빛샘이 시인되기도 한다.
본 발명의 실시예는 전반사에 의한 빛샘 현상이 개선된 표시 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 영상을 표시하는 표시 패널; 상기 표시 패널 상부에 배치되고, 상기 영상이 투과되는 표시 영역과 상기 표시 영역 주위의 비표시 영역을 포함하는 윈도우; 및 상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에 개재되는 접착층을 포함하며, 상기 윈도우는 표시 패널과 대향하게 배치된 윈도우 베이스, 상기 윈도우 베이스의 하부에 배치된 인쇄층(printing layer), 및 상기 윈도우 베이스와 상기 인쇄층 사이에 배치된 광 경로 변환층(light path changing layer)을 포함하고, 상기 광 경로 변환층은 광학 구조물 및 상기 광학 구조물을 도포하는 수지를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광학 구조물은 상기 광학 구조물을 도포하는 수지 보다 0.01 이상 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광학 구조물은 SiO2, PMMA(Polymethylmethacrylate), THV(Tetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated ethylene propylene copolymer), 중공 유리 비드(Hollow glass bead) 및 에어로겔(aerogel)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광학 구조물은 비드, 렌즈, 프리즘, 사다리꼴 또는 타원 형태 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 윈도우 베이스와 상기 인쇄층 사이에 기재 필름이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 경로 변환층은 상기 기재 필름과 상기 인쇄층 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기재 필름은 상기 광 경로 변환층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기재 필름 내부에 상기 광학 구조물이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기재 필름의 일면에 배치된 저굴절률을 갖는 패턴 층을 포함하며, 상기 기재 필름은 고 굴절률을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기재 필름의 타면에 배치된 저굴절률을 갖는 패턴 층, 및 상기 패턴 상에 배치된 고 굴절률을 갖는 OCA(optically clear adhesive)층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 패턴은 렌즈 형태 또는 프리즘 형태일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 윈도우 베이스와 상기 인쇄층 사이에 OCA층이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 OCA층은 상기 광 경로 변환층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 OCA층 내부에 상기 광학 구조물이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 윈도우의 측면에 배치된 광 흡수 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인쇄층은 비표시 영역에 배치되며 상기 접착층과 접촉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인쇄층은 제1 데코 인쇄층, 제2 데코 인쇄층, 및 차광 인쇄층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 데코 인쇄층은 펄 안료를 포함하고 투명색을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 데코 인쇄층은 백색 인쇄층일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 차광 인쇄층은 흑색 인쇄층이며, 상기 접착층과 접촉할 수 있다.
본 발명은 윈도우에 광 경로 변환층을 배치함으로써 전반사에 의해 인쇄층에 도달하는 광을 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 빛샘 현상이 개선된 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 윈도우에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 구조물의 모식도이다.
도 5는 기존 표시 장치에서 전반사 광 경로를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 B 영역의 확대도이다.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 표시 장치에서 전반사 광 경로를 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 C 영역의 확대도이다.
도 9는 도 1의 A 영역에 배치된 표시 패널의 한 화소를 나타낸 평면도이다.
도 10은 도 9의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 광 경로 시뮬레이션 결과이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 구조물의 굴절률에 따른 빛샘 개선 정도를 비교한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 광 경로 시뮬레이션 결과이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 구조물의 굴절률에 따른 빛샘 개선 정도를 비교한 그래프이다.
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. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 이하에는 표시 장치로서, 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 실시예로서 설명하나, 이에 한정되지 않고, 본 발명에 따른 표시 장치는 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등의 표시 장치일 수 있다.
또한, 첨부 도면에서는, 하나의 화소에 두개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)와 하나의 축전 소자(capacitor)를 구비하는 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기 발광 표시 장치를 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 유기 발광 표시 장치는 박막 트랜지스터의 개수, 축전 소자의 개수 및 배선의 개수가 한정되지 않는다. 한편, 화소는 이미지를 표시하는 최소 단위를 말하며, 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소들을 통해 이미지를 표시한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 화소 영역(PX) 및 비화소 영역(NPX)이 정의된 표시 패널(200), 표시 패널(200)을 수용하기 위한 하우징(610), 표시 패널(200)과 하우징(610) 사이에 배치되는 충격 흡수 시트(620), 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)이 정의된 윈도우(300), 및 표시 패널(200)과 윈도우(300) 사이에 개재되는 접착층(500)을 포함한다. 윈도우(300)는 표시 패널(200) 상부에 배치된다.
화소 영역(PX) 주변에 비화소 영역(NPX)이 형성되고, 표시 영역(DA) 주변에 비표시 영역(NDA)이 형성될 수 있다. 표시 패널(200)의 화소 영역(PX)은 윈도우(300)의 표시 영역(DA)에 대응되며, 표시 패널(200)의 비화소 영역(NPX)은 윈도우(300)의 비표시 영역(NDA)에 대응된다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 하우징(610), 표시 패널(200), 윈도우(300), 및 접착층(500)이 서로 분리된 상태로 도시되었다.
표시 패널(200)의 화소 영역(PX)은 영상을 생성하여 표시하는 영역으로 정의될 수 있다. 표시 패널(200)의 비화소 영역(NPX)은 영상을 생성하지 않는 영역으로 정의될 수 있다. 표시 패널(200)에서 생성된 영상은 윈도우(300)를 투과하여 사용자에게 제공된다.
표시 패널(200)에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들어, 표시 패널(200)은 유기 발광 표시 패널(organic light emitting display panel) 등의 자발광성 표시 패널과 액정 표시 패널(liquid crystal display panel) 및 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel) 등의 비발광성 표시 패널일 수 있다. 표시 패널(200)에 대한 자세한 설명은 도 10을 참조하여 후술하기로 한다.
하우징(610)은 표시 패널(200)을 수용한다. 도 1에 표시 패널(200)을 수용할 수 있는 공간을 형성하는 1개의 부재로 구성된 하우징(610)이 예시적으로 도시되어 있다. 그러나, 하우징(610)은 2개 이상의 부재가 결합된 구조를 가질 수도 있다.
하우징(610)은 표시 패널(200) 이외에 구동 소자가 실장된 회로기판(미도시)을 더 수용할 수 있으며, 필요에 따라 배터리와 같은 전원부(미도시)를 더 수용할 수도 있다.
충격 흡수 시트(620)는 표시 패널(200)과 하우징(610) 사이에 배치되어, 표시 패널(200)에 가해질 수 있는 충격을 흡수한다. 따라서, 충격 흡수 시트(620)는 외부 충격이 상기 표시 패널(200)에 직접 작용하는 것을 방지한다. 충격 흡수 시트(620)는 생략될 수도 있다.
윈도우(300)는 표시 패널(200)에서 영상이 출사되는 쪽에 배치되며, 하우징(610)에 결합되어 하우징(610)과 함께 표시 장치(100)의 외면을 구성한다.
편광판(400)은 표시 패널(200) 상에 배치되며, 보다 상세하게는 표시 패널(200)과 접착층(500) 사이에 배치된다. 편광판(400)은 표시 패널(200)로부터 조사된 광의 광축을 변환시킬 수 있다.
편광판(400)은 표시 패널(100)의 적어도 일부를 덮도록 표시 패널(200) 상에 배치될 수 있다. 또는 편광판(400)은 표시 패널(200)의 전면을 덮도록 표시 패널(200)과 실질적으로 동일한 크기로 형성될 수 있다. 편광판(400)은 단일층 또는 편광 필름과 위상차 필름을 포함하는 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
또한, 표시 장치(100)는 터치 스크린 패널(touch screen panel)을 더 포함할 수 있다. 터치 스크린 패널은 표시 패널(200) 상에 배치된다. 예를 들어, 터치 스크린 패널은 표시 패널(200)과 편광판(400) 사이에, 또는 편광판(400)상에 배치될 수 있다. 터치 패널에서 제공된 입력 신호에 따라서 표시 패널(200)은 입력 신호에 해당하는 영상을 사용자에게 제공한다.
이하, 도 2 및 도 3을 함께 참조하여 윈도우(300)를 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 윈도우(300)에 대한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 3에서 하우징(610)과 충격 흡수 시트(620)는 생략되어 있다.
윈도우(300)는 표시 패널(200) 상부에 배치되어 외부의 스크래치(scratch)로부터 표시 패널(200)을 보호한다.
윈도우(300)의 상부 평면은 표시 영역(DA), 표시 영역(DA) 주변에 형성된 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 표시 영역(DA)은 관찰자에게 제공되기 위한 영상을 표시하는 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 영상을 표시하지 않는 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 흑색으로 인쇄될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 비표시 영역(NDA)은 흑색을 제외한 다양한 색으로 인쇄될 수 있다. 예를 들어, 비표시 영역(NDA)은 백색으로 인쇄될 수 있다.
윈도우(300)는 윈도우 베이스(310), 기재 필름(330), 윈도우 베이스(310)와 기재 필름(330) 사이에 배치된 OCA(Optically clear adhesive)층(320), 인쇄층(340), 및 기재 필름(330)과 인쇄층(340) 사이에 배치된 광 경로 변환층(350)을 포함할 수 있다.
윈도우 베이스(310)는 표시 패널(200)과 대향하게 배치된다. 윈도우(300)의 평면 영역과 동일하게 윈도우 베이스(310)의 평면 영역은 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA)의 주변에 형성된 비표시 영역(NDA)을 포함한다.
윈도우 베이스(310)는 광을 투과시키는 투명 필름으로 형성될 수 있다. 따라서, 표시 패널(200)의 화소 영역(PX)에서 생성된 영상은 표시 영역(DA)에서 윈도우 베이스(310)를 투과하여 사용자에게 제공될 수 있다.
또한 윈도우 베이스(310)는 내충격성을 가지는 플라스틱(plastic) 또는 유리(glass)로 만들어질 수도 있다. 윈도우 베이스(310)는 사각 플레이트 형상일 수 있으며, 플레이트의 꼭지점 부근은 라운드 형상을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 윈도우 베이스(310)는 오른쪽 가장자리(311)가 만곡된 구조를 갖는다. 다만, 이에 한정되지 않고 윈도우 베이스(310)는 코너부가 곡선인 형태 또는 왼쪽 가장자리가 만곡된 형태 등을 포함한 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
도시하지는 않았지만, 윈도우 베이스(310)상에 하드 코팅층 또는 보호층이 배치될 수 있다.
하드 코팅층은 윈도우 베이스(310)의 표면 경도를 향상시킬 수 있는 코팅 조성물이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하나, 고온 처리가 필요 없는 자외선 경화형 코팅 조성물을 사용하는 것이 바람직하다.
하드 코팅층은 아크릴레이트계 단량체 또는 무기 화합물을 포함할 수 있다. 하드 코팅층은 윈도우 베이스(310)의 표면 경도를 향상시킴과 동시에 내약품성을 높여주는 역할을 한다.
하드 코팅층상에 보호층이 배치될 수 있다. 보호층은 지문방지 코팅층(Anti-Finger coating: AF), 반사방지 코팅층(Anti-Reflection coating: AR), 눈부심방지 코팅층(Anti-glare coating: AG) 등을 포함하는 기능성 코팅층(functional coating)일 수 있다.
표시 패널(200)과 대향하게 배치된 윈도우 베이스(310) 하면의 비표시 영역(NDA)에 인쇄층(340)이 배치된다. 즉, 비표시 영역(NDA)은 인쇄층(340)이 배치된 영역에 대응되며 표시 영역(DA)은 인쇄층(340)이 배치되지 않은 영역에 대응된다.
도 3을 참조하면, 기재 필름(330)은 윈도우 베이스(310) 하부에 배치될 수 있다. 윈도우 베이스(310)와 기재 필름(330) 사이에는 OCA층(320)이 개재될 수 있다.
기재 필름(330)은 PET 등의 투명한 필름일 수 있다. 광을 투과할 수 있는 투명한 필름이라면, 그 종류에 제한이 없다.
기재 필름(330) 일면에 배치된 인쇄층(340)을 포함할 수 있으며, 기재 필름(330)과 인쇄층(340) 사이에 광 경로 변환층(350)이 배치될 수 있다.
도 4를 참조하여 광 경로 변환층(350)에 대해 더욱 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시 장치의 인쇄층(340) 및 광 경로 변환층(350)을 도시한 단면도이다.
광 경로 변환층(350)은 윈도우 베이스(310)와 인쇄층(340) 사이에 배치되어 광의 경로를 변경한다. 보다 구체적으로, 광 경로 변환층(350)은 빛샘을 유발하는 전반사 광의 경로를 변경하여 전반사 광이 인쇄층(340)에 도달하지 못하게 하는 역할을 한다.
광 경로 변환층(350)은 프레넬 반사(Fresnel reflection)에 의해 광의 경로를 변경한다. 프레넬 반사란, 광의 굴절률이 다른 물질 사이에서 경계면을 광이 통과할 때 생기는 반사를 말한다. 따라서, 광 경로 변환층(350)은 프레넬 반사에 의해 광 경로를 조절할 수 있는 다양한 구성으로 형성될 수 있다.
광 경로 변환층(350)은 고 굴절률을 갖는 수지(353)에 저 굴절률을 갖는 광학 구조물(351)을 혼합하여 기재 필름(330)에 인쇄하는 방식으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 광 경로 변환층(350)은 기재 필름(330)의 표면에 광학 구조물의 패턴을 형성한 후 저 굴절률을 갖는 수지를 인쇄하여 코팅하는 방식, 및 기재 필름(330) 내부 또는 OCA 층(320) 내부에 광학 구조물을 삽입하는 방식으로도 형성될 수 있다.
도 4에서 광학 구조물(351)은 비드 형태를 갖는 것으로 도시하였지만, 이외에도 광학 구조물(351)은 렌즈, 프리즘, 사다리꼴 또는 타원 형태를 가질 수 있다. 광학 구조물(351)을 이루는 재료는 SiO2, PMMA(Polymethylmethacrylate), THV(Tetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated ethylene propylene copolymer), 중공 유리 비드(Hollow glass bead) 및 에어로겔(aerogel)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
도 4를 참조하면, 광 경로 변환층(350)은 저 굴절률(nlow)을 갖는 광학 구조물(351) 및 고 굴절률(nhigh)을 갖는 수지(353)를 포함할 수 있다. 광학 구조물(351)은 1.3 내지 1.6의 굴절률을 가지며, 광학 구조물을 도포하는 수지(353)는 1.6 내지 3.0의 굴절률을 가진다. 광학 구조물(351)은 광학 구조물(351)을 도포하는 수지(353) 보다 0.01 이상 낮은 굴절률을 갖는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 굴절률이 상이한 광학 구조물(351)과 수지(353) 사이에서 프레넬 반사를 이용하여 광의 경로가 변경된다. 즉, 광 경로 변환층(350)은 광의 경로를 변경함으로써, 빛샘을 유발하는 전반사 광이 인쇄층(340)에 도달하지 못하게 한다.
다시 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예는 광 흡수 부재(380)를 더 포함한다.
광 흡수 부재(380)는 윈도우(300)의 측면에 배치되어 광 경로 변환층(350)에 의해 경로가 변경된 광을 흡수하여 소멸시키는 역할을 한다. 이때, 광 흡수 부재(380)에 흡수되지 못한 광은 다시 전반사 되어 편광판에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 광 흡수 부재(380)는 빛샘 개선 효과를 극대화할 수 있다.
도시된 바와 같이, 광 흡수 부재(380)는 윈도우 베이스(310), OCA층(320), 및 기재 필름(330)의 측면에 걸쳐 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 광 경로 변환층(350) 및 인쇄층(340)의 측면까지 연장될 수도 있고, 생략될 수도 있다.
광 흡수 부재(380)는 베이스 레진, 광 흡수 재료, 및 UV경화 촉진제 등을 포함할 수 있다.
베이스 레진은 상기 광 흡수 재료 및 UV경화 촉진 재료와 결합하면서 상기 광 흡수 부재(380)의 기본을 이루는 주가 되는 재료이다. 베이스 레진은 아크릴레이트계 고분자로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 아크릴레이트계 고분자로 이루어진 베이스 레진은 아크릴레이트 모노머, 아크릴레이트 올리고머, 및 광개시제로 이루어진 조성물에 UV를 조사하여 반응시켜 얻을 수 있다.
광 흡수 재료는 광이 새어 나가는 것을 방지하기 위한 재료이다. 즉, 상기 광 흡수 재료는 상기 광 흡수 부재(380)의 주기능을 수행하는 핵심 재료이다. 광 흡수 재료는 유색 입자를 포함하여 이루어진다. 유색 입자로는 카본 블랙과 같은 블랙 입자를 이용할 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 광 흡수 효과를 구현할 수 있는 다양한 색상의 입자가 이용될 수 있다. 유색 입자로 이용되는 카본 블랙은 가시 광선 영역의 광을 잘 흡수하기 때문에, 카본 블랙을 광 흡수 재료로 이용할 경우 우수한 광 누설 방지 효과를 얻을 수 있다.
상기 UV경화 촉진 재료는 상기 베이스 레진의 UV경화를 보다 용이하게 하기 위한 재료이다. 이와 같이 상기 광 흡수 부재(380)가 UV경화 촉진 재료를 포함하고 있기 때문에, 상기 광 흡수 부재(380)의 블랙도를 증가시킨다 하더라도 상기 베이스 레진이 경화 공정이 용이하게 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 광 경로 변환층(350) 및 광 흡수 부재(380)를 포함함으로써 달라지는 전반사의 광 경로 및 빛샘 개선 효과에 대해서는 도 5 내지 도 8을 참조하여 후술한다.
인쇄층(340)은 비표시 영역(NDA)에서 기재 필름(330)의 일면에 배치될 수 있다. 도시하지 않았지만, 인쇄층(340)은 표시 패널(200)을 구동하는 구동부 및 표시 패널(200)을 수납하는 수납부가 외부로 시인되는 것을 방지할 수 있다.
인쇄층(340)은 소정의 색을 갖는 유기물질을 포함할 수 있다. 따라서, 윈도우 베이스(310)의 비표시 영역(NDA)에서 인쇄층(340)의 색이 사용자에게 제공될 수 있다.
인쇄층(340)은 흑색 또는 백색을 포함한 다양한 색상일 수 있다. 인쇄층(340)이 흑색인 경우, 인쇄층(340)은 블랙 매트릭스(black matrix)를 포함할 수 있다. 인쇄층(340)이 백색인 경우, 인쇄층(340)은 백색 수지 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 또한, 인쇄층(340)은 CrOx 또는 MoOx 등의 불투명 무기 절연 물질이나 블랙 수지 등의 불투명 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 인쇄층(340)은 표시 패널(200) 내부의 빛을 차단하거나 내부 구조를 보이지 않게 하는 역할, 및 윈도우(300)의 색상을 결정하는 역할을 한다.
인쇄층(340)은 기재 필름(330)에 인쇄용 조성물을 인쇄하여 인쇄층(340)이 형성된 기재 필름(330)을 윈도우 베이스(310)에 접착시키는 방식으로 형성될 수 있다. 다만, 기재 필름(330)에 인쇄층(340)을 형성하는 방식 및 형성된 필름이 윈도우 베이스(310)의 일면에 배치되는 방식은 전술한 방식에 한정되는 것은 아니며, 종래에 알려진 여러 방식으로 형성될 수 있다.
인쇄층(340)은 단일층으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 인쇄층(340)은 동일한 두께를 갖는 복수의 층 또는 서로 다른 두께를 갖는 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 인쇄층(340)은 복수의 인쇄층들(341,342,343)을 포함한다. 인쇄층들(341,342,343)은 비표시 영역(NDA)에서 기재 필름(330)의 일면에 배치된 제1 데코 인쇄층(341), 제2 데코 인쇄층(342), 및 차광 인쇄층(343)을 포함한다.
제1 데코 인쇄층(341)은 투명색을 가지며 반짝이는 특성을 갖는 펄(pearl) 안료를 포함할 수 있다. 즉, 제1 데코 인쇄층(341)은 반짝이는 시각적 효과를 관찰자에게 제공할 수 있다. 제1 데코 인쇄층(341)은 이 외에도 다양한 질감을 나타내는 안료를 포함할 수 있다.
제2 데코 인쇄층(342)은 백색 인쇄층일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 제2 데코 인쇄층(342)은 흑색을 제외한 다양한 색을 가질 수 있다. 제2 데코 인쇄층(342)은 하나의 층으로 도시되었지만, 서로 동일한 색을 갖는 복수의 층을 포함하여 보다 더 명확한 색을 구현할 수 있다.
차광 인쇄층(343)은 흑색 인쇄층일 수 있다. 흑색을 갖는 차광 인쇄층(343)은 제1 데코 인쇄층(341) 및 제2 데코 인쇄층(342)보다 높은 광 차단율을 가질 수 있다.
도 3에는 3개의 인쇄층들(341,342,343)이 예시적으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 3개보다 많은 인쇄층들이 비표시 영역(NDA)에서 기재 필름(330)의 일면에 배치될 수 있다.
인쇄층(340)은 표시 패널(200)과 윈도우(300) 사이에 개재된 접착층(500)과 서로 접촉된다.
접착층(500)은 편광판(400)과 윈도우(300) 사이에 제공되며, 표시 패널(200)과 윈도우(300)가 단단하게 결합될 수 있도록 한다.
접착층(500)이 표시 패널(200)에서 출사되는 광의 휘도를 감소시키는 것을 방지하기 위해, 접착층(500)은 투명한 특성을 가질 수 있다. 접착층(500)은, 점착성을 가지며 광 또는 열에 의해 경화될 수 있는 투명 고분자 수지로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 접착층(500)은 광 조사에 의하여 경화되는 광경화성 수지로 만들어질 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 빛샘 개선 효과를 더욱 설명한다.
도 5는 기존 표시 장치에서 전반사 광 경로를 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 B 영역의 확대도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 전반사 광 경로를 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 C 영역의 확대도이다.
도 5 및 도 7에서 하우징(610)과 충격 흡수 시트(620)는 생략되어 있다. 도 6 및 도 8에서, 인쇄층(34, 340)은 1개의 층으로 된 제1 데코 인쇄층(34-1, 341), 동일한 두께를 갖는 4개의 층으로 된 제2 데코 인쇄층(34-2, 342), 및 동일한 두께를 갖는2개의 차광 인쇄층(34-3, 343)을 포함하는 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 단일층 또는 서로 다른 두께를 갖는 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 기존 표시 장치의 윈도우(30)는 윈도우 베이스(31) 및 윈도우 베이스(31)의 하부에 배치된 인쇄층(34)을 포함한다. 구체적으로, 윈도우 베이스(31), OCA층(32), 기재 필름(33), 및 인쇄층(34)이 순차적으로 배치된다.
도 5를 참조하면, 유기 발광 소자(21)에서 생성된 광이 최외곽 광학 계면인 윈도우 베이스(31)의 표면에서 전반사 되는 광은 3가지로 구분할 수 있다. 구체적으로, 진행각(θ)이 큰 광으로서 편광판(40)에 의해 흡수되는 광(a), 여러 계면에서 프레넬 반사(Fresnel reflection)에 의해 분열되어 인쇄층(340)에 도달하는 광(b), 및 진행각(θ)이 작은, 예컨대 5 내지 10°인 광으로서 1회 전반사 후 인쇄층(340)에 도달하는 광(c)으로 구분할 수 있다.
전술한 3가지 전반사 광 중에서 광(c)가 표시 장치에서 시인되는 빛샘을 유발한다. 유기 발광 소자(21)에서 생성되어 윈도우 베이스(31)의 표면까지 도달한 전반사 광(c)는 가이드(guide)되어 인쇄층(34)에 도달한다. 인쇄층(34)에 도달한 광(c)는 인쇄층(34)에서 산란 및 출광되어 윈도우(30)의 비표시 영역(NDA)에서 빛샘(L)으로 시인된다.
반면에, 도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 윈도우(300)는 윈도우 베이스(310), OCA층(320), 기재 필름(330), 인쇄층(340), 기재 필름(330)과 인쇄층(340) 사이에 배치된 광 경로 변환층(350), 및 윈도우(300)의 측면에 배치된 광 흡수 부재(380)를 포함한다.
다시 말해, 전술한 기존 표시 장치에 비해 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 광 경로 변환층(350) 및 광 흡수 부재(380)를 더 포함한다.
광 경로 변환층(350)은 윈도우 베이스(310)와 인쇄층(340) 사이에 배치되어 광의 경로를 변경하는 역할을 한다. 광 흡수 부재(380)는 윈도우(300)의 측면에 배치되어 광 경로 변환층(350)에 의해 경로가 변경된 광을 흡수하여 소멸시키는 역할을 한다.
도 8을 참조하면, 광 경로 변환층(350)은 저 굴절률을 갖는 광학 구조물(351) 및 고 굴절률을 갖는 수지(353)를 포함할 수 있다. 굴절률이 상이한 광학 구조물(351)과 수지(353) 사이에서 프레넬 반사를 이용하여 광의 경로가 변경된다. 즉, 광 경로 변환층(350)은 광의 경로를 변경함으로써, 빛샘을 유발하는 전반사 광이 인쇄층(340)에 도달하지 못하게 한다.
다시 도 7을 참조하면, 유기 발광 소자(210)에서 생성되어 윈도우 베이스(310)의 표면까지 도달한 전반사 광(c')은 기재 필름(330)과 인쇄층(340) 사이에 배치된 광 경로 변환층(350)에 의해 광 경로가 변경되어 인쇄층(340)에 도달하지 못한다. 인쇄층(340)에 도달하지 못하고 경로가 변경된 광(c')은 광 흡수 부재(380)에 흡수되어 소멸된다. 따라서, 윈도우(300)의 비표시 영역(NDA)에서 빛샘 현상이 개선 또는 방지된다.
한편, 광 흡수 부재(380)에 흡수되지 못한 광(d)는 다시 전반사 되어 편광판(400)에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 광 흡수 부재(380)는 빛샘 개선 효과를 극대화할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 광 경로 변환층(350) 및 광 흡수 부재(380)를 더 포함함으로써, 빛샘 유발 전반사 광이 인쇄층(340)에 도달하지 않도록 한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 빛샘 현상이 개선되는 효과를 가진다.
이하에서, 도 9 및 도 10을 참조하여, 표시 패널의 한 화소에 대해 설명한다.
도 9은 도 1의 A 영역의 어느 한 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 10은 도 9의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 표시 영역(도 1의 참조부호 DA, 이하 동일)의 각 화소에 두 개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(10, 20)와 하나의 축전 소자(capacitor)(80)를 구비하는 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기 발광 표시 장치를 도시하고 있으나, 본 발명 및 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서 유기 발광 표시 장치(100)는 하나의 화소에 셋 이상의 트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자(80)를 구비할 수 있으며, 별도의 배선이 더 형성되어 다양한 구조를 가질 수 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 표시 영역은 복수의 화소들을 통해 화상을 표시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는, 제1 기판(101), 제1 기판(101)에 정의된 복수의 화소 각각에 형성된, 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전소자(80), 그리고 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)(210)를 포함한다. 그리고, 제1 기판(101)은, 일 방향을 따라 배치되는 게이트 라인(151)과, 이 게이트 라인(151)과 절연 교차되는 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 더 포함한다.
여기서, 각 화소는 게이트 라인(151), 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 경계로 정의될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
유기 발광 소자(210)는, 제1 전극(211)과, 이 제1 전극(211) 상에 형성된 유기 발광층(212)과, 이 유기 발광층(212) 상에 형성된 제2 전극(213)을 포함한다. 여기서 제1 전극(211)이 정공 주입 전극인 양극(애노드)이며, 제2 전극(213)이 전자 주입 전극인 음극(캐소드)이 된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유기 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라 제1 전극(211)이 음극이 되고, 제2 전극(213)이 양극이 될 수도 있다.
유기 발광층(212)에 주입된 정공과 전자가 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
축전 소자(80)는 절연층(160)을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 유지전극(158, 178)을 포함한다. 여기서, 절연층(160)은 유전체가 된다. 축전 소자(80)에 축적된 전하와 한 쌍의 유지전극(158, 178) 사이의 전압에 의해 축전 용량이 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는, 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 전극(173), 및 스위칭 드레인 전극(174)을 포함한다. 구동 박막 트랜지스터(20)는 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176), 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(152)은 게이트 라인(151)에 연결되고, 스위칭 소스 전극(173)은 데이터 라인(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(174)은 스위칭 소스 전극(173)으로부터 이격 배치되며 제1 유지전극(158)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(210)의 유기 발광층(212)을 발광시키기 위한 구동 전원을 제1 전극(211)에 인가한다. 구동 게이트 전극(155)은 스위칭 드레인 전극(174)과 연결된 제1 유지전극(158)에 연결된다. 구동 소스 전극(176) 및 제2 유지전극(178)은 각각 공통 전원 라인(172)에 연결된다. 구동 드레인 전극(177)이 드레인 접촉구멍(contact hole)(181)을 통해 유기 발광 소자(210)의 제1 전극(211)에 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 게이트 라인(151)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동하여 데이터 라인(171)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다.
공통 전원 라인(172)으로부터 구동 박막 트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막 트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(210)로 흘러 유기 발광 소자(210)가 발광한다.
도 9와 함께 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)의 구조를 더욱 설명한다.
본 일 실시예에서 제1 기판(101)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 기판일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 제1 기판(101)은 스테인리스 강 등으로 이루어진 금속성 기판으로 형성될 수도 있다.
제1 기판(101) 위에 버퍼층(120)이 배치된다. 버퍼층(120)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 그러나 이러한 버퍼층(120)이 반드시 배치될 필요는 없으며, 제1 기판(101)의 종류 및 공정 조건 등을 고려하여 생략될 수도 있다.
버퍼층(120) 위에 구동 반도체층(132)이 배치된다. 구동 반도체층(132)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(135)과, 채널 영역(135)의 양 옆으로 p+ 도핑되어 형성된 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)을 포함한다.
구동 반도체층(132) 위에 게이트 절연막(140)이 배치된다. 게이트 절연막(140) 위에 구동 게이트 전극(155), 게이트 라인(도 9의 참조부호 151), 제1 유지전극(158)이 배치된다. 이때, 구동 게이트 전극(155)은 구동 반도체층(132)의 적어도 일부, 구체적으로 채널 영역(135)과 중첩되도록 배치된다. 구동 게이트 전극(155)은 구동 반도체층(132)을 형성하는 과정에서 구동 반도체층(132)의 소스 영역(136)과 드레인 영역(137)에 불순물을 도핑할 때 채널 영역(135)에 불순물이 도핑되는 것을 차단하는 역할을 한다.
절연층(160)은 게이트 절연막(140) 상에 구동 게이트 전극(155)을 덮도록 배치된다. 상기 절연층(160)은 층간 절연층일 수 있다. 게이트 절연막(140)과 절연층(160)은 구동 반도체층(132)의 소스 및 드레인 영역(136, 137)을 드러내는 접촉 구멍을 구비한다.
표시 영역(DA)에 절연층(160) 위에 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177), 데이터 라인(171), 공통 전원 라인(172), 제2 유지전극(178)이 배치된다. 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)은 접촉구멍을 통해 구동 반도체층(132)의 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)과 각각 연결된다.
절연층(160) 상에 구동 소스 전극(176), 구동 드레인 전극(177) 등을 덮는 보호막(passivation layer)(180)이 배치된다. 보호막(180)은 폴리아크릴계, 폴리이미드계 등과 같은 유기물로 이루어질 수 있다. 보호막(180)은 평탄화막일 수 있다.
보호막(180)은 구동 드레인 전극(177)을 드러내는 드레인 접촉구멍(181)을 구비한다. 보호막(180) 위에 제1 전극(211)이 배치되고, 이 제1 전극(211)은 보호막(180)의 드레인 접촉구멍(181)을 통해 구동 드레인 전극(177)에 연결된다.
보호막(180)에 제1 전극(211)을 덮는 화소 정의막(190)이 배치된다. 이 화소 정의막(190)은 제1 전극(211)을 드러내는 개구부(199)를 구비한다. 즉, 제1 전극(211)은 화소 정의막(190)의 개구부(199)에 대응하도록 배치된다.
화소 정의막(190)의 개구부(199) 내에서 제1 전극(211) 위에 유기 발광층(212)이 배치되고, 화소 정의막(190) 및 유기 발광층(212) 상에 제2 전극(213)이 배치된다.
제1 전극(211)과 제2 전극(213) 중 어느 하나는 투명한 도전성 물질로 형성되고 다른 하나는 반투과형 또는 반사형 도전성 물질로 형성될 수 있다. 제1 전극(211) 및 제2 전극(213)을 형성하는 물질의 종류에 따라, 유기 발광 표시 장치(100)는 전면 발광형, 배면 발광형 또는 양면 발광형이 될 수 있다.
유기 발광층(212)은 발광층과, 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transpoting layer, HTL), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 적어도 하나를 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다.
제2 전극(213) 위에 캡핑층(230)이 더 배치될 수 있다. 캡핑층(230)은 유기 발광 소자(210)를 보호하고, 유기 발광층(212)에서 발생된 광이 효율적으로 외부를 향해 방출될 수 있도록 돕는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 캡핑층(230) 상에 배치된 박막 봉지층(250)을 더 포함할 수 있다.
박막 봉지층(250)은 하나 이상의 무기막(251, 253, 255) 및 하나 이상의 유기막(252, 254)을 포함한다. 박막 봉지층(250)은 무기막(251, 253, 255)과 유기막(252, 254)이 교호적으로 적층된 구조를 갖는다. 이때, 무기막(251)이 최하부에 배치된다. 즉, 무기막(251)이 유기 발광 소자(210)와 가장 가깝게 배치된다. 도 6에서 박막 봉지층(250)이 3개의 무기막(251, 253, 255)과 2개의 유기막(252, 254)을 포함하고 있으나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
박막 봉지층(250)은 10 ㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 표시장치의 전체적인 두께가 매우 얇게 형성될 수 있다.
유기 발광 소자(210)상에 박막 봉지층(250)이 배치되는 경우, 제2기판(미도시)이 생략될 수도 있다. 제2기판이 생략되는 경우 표시 패널(200)의 플렉서블 특성이 우수해진다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 광 경로 변환층의 배치 방식을 제외하면, 도 3에 도시된 표시 장치와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 이하, 도 3에 도시된 표시 장치와 다른 구성만이 설명되며, 동일한 구성은 동일한 부호를 사용하여 도시하였다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 경로 변환층(350)은 기재 필름(330), 및 기재 필름(330)의 일면에 배치된 저 굴절률을 갖는 패턴 층(354)을 포함한다.
기재 필름(330)의 하부 표면에 패턴(352)을 형성한 후 패턴(352) 상에 저 굴절률을 갖는 수지를 인쇄하여 코팅함으로써 저 굴절률을 갖는 패턴 층(354)이 형성될 수 있다. 기재 필름(330)은 고 굴절률을 가지며, 패턴(352)은 렌즈 또는 프리즘 형태를 갖는 3D 패턴일 수 있다.
도 3에 도시된 표시 장치의 광 경로 변환층과 비교할 때, 저 굴절률을 갖는 패턴 층(354)은 광학 구조물(도 4의 351)에 대응되며, 고 굴절률을 갖는 기재 필름(330)은 광학 구조물을 도포하는 수지(도 4의 353)에 대응되는 것으로 볼 수 있다. 즉, 패턴 층(354)은 기재 필름(330) 보다 0.01 이상 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
따라서, 다른 실시예에 따른 표시 장치의 광 경로 변환층(350)은 패턴 층(354)과 기재 필름(330) 사이에서 굴절률 차이로 인한 프레넬 반사를 이용하여 광 경로를 변경하고, 빛샘을 개선할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 패턴 층은 기재 필름의 상부 표면에 배치될 수도 있다. 이 경우에는, 패턴 층 상에 고 굴절률을 갖는 OCA층이 배치되며, 패턴 층과 OCA층 사이에서 굴절률 차이로 인한 프레넬 반사를 이용하여 광 경로를 변경하고, 빛샘을 개선할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 도 3에서 전술한 표시 장치에 비해 광 경로 변환층의 배치 방식이 다르다는 점을 제외하고는 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하며, 명세서의 간결성을 위해 중복 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 경로 변환층(350)은 광학 구조물(351) 및 광학 구조물(351)을 도포하는 OCA층(320)을 포함한다.
도 12에서 광학 구조물(351)은 비드 형태를 갖는 것으로 도시하였지만, 렌즈, 프리즘, 사다리꼴 또는 타원 형태를 가질 수 있다. OCA층(320)은 고 굴절률을 가지며, 광학 구조물(351)은 OCA층(320)보다 0.01 이상 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 광 경로 변환층(350)은 굴절률이 상이한 광학 구조물(351)과 OCA층(320) 사이에서 프레넬 반사를 이용하여 광의 경로를 변경한다. 경로가 변경된 광이 인쇄층(340)에 도달하지 못하게 함으로써, 빛샘을 개선할 수 있다.
이하, 도 13 및 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 빛샘 개선 효과를 설명한다.
도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 광 경로 변환층은 저 굴절률을 갖는 광학 구조물 및 광학 구조물을 도포하는 고 굴절률을 갖는 수지를 포함한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 광 경로 시뮬레이션 결과로서, 1.40의 굴절률 및 2 ㎛의 입경을 갖는 비드, 및 1.57의 굴절률을 갖는 수지를 포함하는 광 경로 변환층에서 실시한 결과를 보여준다.
도 13을 참조하면, 광 경로 변환층(350)에 입사한 광이 광학 구조물(351)인 비드와 수지(353) 사이의 굴절률 차이에 의해 경로가 변경된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 광 경로 변환층(350)은 광 경로를 변경하여 광이 인쇄층(340)에 도달하지 못하게 함으로써, 빛샘을 개선하는 역할을 한다는 것을 알 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 비드의 굴절률에 따른 빛샘 개선 시뮬레이션 결과이다. 광 경로 변환층이 배치되지 않은 기존 구조의 표시 장치, 비드의 굴절률이 1.45, 1.40, 1.35 및 1.30인 광 경로 변환층이 배치된 표시 장치에서 실시하였다.
도 14의 그래프를 참조하면, 기존 구조를 갖는 표시 장치의 빛샘 정도를 100%로 정했을 때, 광 경로 변환층에 포함된 비드의 굴절률이 1.45, 1.40, 1.35 및 1.30인 경우에 빛샘 정도가 각각 70.0%, 60.6%, 56.7%, 및 54.2%임을 확인할 수 있었다. 다시 말해, 비드의 굴절률이 1.45, 1.40, 1.35 및 1.30인 경우에 빛샘 정도가 기존 구조에 비해 30.0%, 39.4%, 43.4% 및 45.8% 개선된 것을 알 수 있다.
얻어진 결과로부터, 빛샘 정도(%)는 기존 표시 장치에 비해 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 최대 45.8% 감소되었음을 알 수 있다.
이하, 도 15 및 도 16을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 빛샘 개선 효과를 설명한다.
도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 광 경로 변환층은 기재 필름의 일면에 배치된 저굴절률을 갖는 패턴 층을 포함한다.
기재 필름(330)은 고 굴절률을 가지며, 패턴(352)은 렌즈 또는 프리즘 형태를 갖는 3D 패턴일 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 광 경로 시뮬레이션 결과이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 광 경로 변환층(350)은 1.57의 굴절률을 갖는 기재 필름(330), 및 기재 필름(330)의 하부 표면에 4 ㎛의 너비(width) 및 90도의 꼭지각을 갖는 프리즘 패턴(352)이 배치된 1.40의 굴절률을 갖는 패턴 층(354)을 포함한다.
도 15를 참조하면, 광 경로 변환층(350)에 입사한 광이 프리즘 패턴 층(354)과 기재 필름(330) 사이의 굴절률 차이에 의해 경로가 변경된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 광 경로 변환층(350)은 광 경로를 변경하여 광이 인쇄층(340)에 도달하지 못하게 함으로써, 빛샘을 개선하는 역할을 한다는 것을 알 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에서 프리즘 패턴 층의 굴절률에 따른 빛샘 개선 시뮬레이션 결과이다. 광 경로 변환층이 배치되지 않은 기존 구조의 표시 장치, 프리즘 패턴 층(도 16에서 '프리즘'이라 함)의 굴절률이 1.45, 1.40, 1.35 및 1.30인 광 경로 변환층이 배치된 표시 장치에서 실시하였다.
도 16의 그래프를 참조하면, 기존 구조를 갖는 표시 장치의 빛샘 정도를 100%로 정했을 때, 광 경로 변환층의 프리즘 굴절률이 1.45, 1.40, 1.35 및 1.30인 경우에 빛샘 정도가 각각 72.2%, 67.9%, 59.46%, 및 53.6%임을 확인할 수 있었다. 다시 말해, 프리즘의 굴절률이 1.45, 1.40, 1.35 및 1.30인 경우에 빛샘 정도가 기존 구조에 비해 27.8%, 32.1%, 40.6% 및 46.4% 개선된 것을 알 수 있다.
얻어진 결과로부터, 빛샘 정도(%)는 기존 표시 장치에 비해 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에서 최대 46.4% 감소되었음을 알 수 있다.
이상에서 설명된 표시 장치 및 그 제조방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
100: 유기 발광 표시 장치
10: 스위칭 박막 트랜지스터
20: 구동 박막 트랜지스터
80: 축전 소자 101: 제1 기판
120: 버퍼층 131: 스위칭 반도체층
132: 구동반도체층 135: 채널 영역
136: 소스 영역 137: 드레인 영역
140: 게이트 절연막 151: 게이트 라인
152: 스위칭 게이트 전극 155: 구동 게이트 전극
158: 제1 유지전극 160: 절연층
171: 데이터 라인 172: 공통 전원 라인
173: 스위칭 소스 전극 174: 스위칭 드레인 전극
176: 구동 소스전극 177: 구동 드레인 전극
178: 제2 유지전극 180: 보호막
181: 드레인 접촉구멍 190: 화소정의막
199: 개구부 200: 표시 패널
210: 유기 발광 소자 211: 제1 전극
212: 유기 발광층 213: 제2 전극
230: 캡핑층 250: 박막 봉지층
300: 윈도우 310: 윈도우 베이스
320: OCA층 330: 기재 필름
340: 인쇄층 341: 제1 데코 인쇄층
342: 제2 데코 인쇄층 343: 차광 인쇄층
350: 광 경로 변환층 351: 광학 구조물
352: 패턴 353: 수지
354: 패턴 층 380: 광 흡수 부재
400: 편광판 500: 접착층
610: 하우징 620: 충격 흡수 시트
DA: 표시 영역 NDA: 비표시 영역
PX: 화소 영역 NPX: 비화소 영역
a, b, c, c', d: 광 L: 빛샘

Claims (20)

  1. 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상부에 배치되고, 상기 영상이 투과되는 표시 영역과 상기 표시 영역 주위의 비표시 영역을 포함하는 윈도우; 및
    상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에 개재되는 접착층을 포함하며,
    상기 윈도우는,
    표시 패널과 대향하게 배치된 윈도우 베이스,
    상기 윈도우 베이스의 하부에 배치된 인쇄층(printing layer), 및
    상기 윈도우 베이스와 상기 인쇄층 사이에 배치된 광 경로 변환층(light path changing layer)을 포함하고,
    상기 광 경로 변환층은 광학 구조물 및 상기 광학 구조물을 도포하는 수지를 포
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학 구조물은 상기 광학 구조물을 도포하는 수지 보다 0.01 이상 낮은 굴절률을 갖는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학 구조물은 SiO2, PMMA(Polymethylmethacrylate), THV(Tetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated ethylene propylene copolymer), 중공 유리 비드(Hollow glass bead) 및 에어로겔(aerogel)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광학 구조물은 비드, 렌즈, 프리즘, 사다리꼴 또는 타원 형태 중 어느 하나의 형태를 갖는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우 베이스와 상기 인쇄층 사이에 기재 필름이 배치된 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광 경로 변환층은 상기 기재 필름과 상기 인쇄층 사이에 배치된 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기재 필름은 상기 광 경로 변환층을 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기재 필름 내부에 상기 광학 구조물이 배치된 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기재 필름의 일면에 배치된 저굴절률을 갖는 패턴 층을 포함하며, 상기 기재 필름은 고 굴절률을 갖는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기재 필름의 타면에 배치된 저굴절률을 갖는 패턴 층, 및 상기 패턴 상에 배치된 고 굴절률을 갖는 OCA(optically clear adhesive)층을 포함하는 표시 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 패턴은 렌즈 형태 또는 프리즘 형태인 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우 베이스와 상기 인쇄층 사이에 OCA층이 배치된 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 OCA층은 상기 광 경로 변환층을 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 OCA층 내부에 상기 광학 구조물이 배치된 표시 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우의 측면에 배치된 광 흡수 부재를 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄층은 비표시 영역에 배치되며 상기 접착층과 접촉하는 표시 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄층은 제1 데코 인쇄층, 제2 데코 인쇄층, 및 차광 인쇄층을 포함하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 데코 인쇄층은 펄 안료를 포함하고 투명색을 갖는 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제2 데코 인쇄층은 백색 인쇄층인 표시 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 차광 인쇄층은 흑색 인쇄층이며, 상기 접착층과 접촉하는 표시 장치.
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