KR20170046879A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20170046879A
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mobile device
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pixel electrode
display
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이대호
권성규
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삼성디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 모바일 장치 및 이와 연결된 커버를 포함하고, 상기 커버는 외부 전원과 연결되는 접촉 패드부 및 표시부로 이루어지고, 상기 표시부는 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 위에 위치하는 화소 전극, 상기 화소 전극과 마주보는 지붕층 그리고 상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이에 액정 분자를 포함하는 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층을 포함하고 상기 커버는 모바일 장치의 일 측면과 연결되어 모바일 장치의 전면 또는 후면을 덮는다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
표시 장치에 대한 것이다.
통상적으로 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 휴대용PC(Personal Computer)와 같이 슬림 타입으로 형성된 이동통신단말기는 장소와 시간에 거의 구애받지 않고 수신 및 네트워크 접속에 따른 무선통신에 의해 각종 컴퓨터 업무를 수행할 수 있도록 된 첨단 통신기기들이다.
이런 모바일 장치들은 장치를 보호하기 위해 커버 케이스를 적용하는 것이 일반적이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표시 영역을 확장할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 모바일 장치 및 이와 연결된 커버를 포함하고, 상기 커버는 외부 전원과 연결되는 접촉 패드부 및 표시부로 이루어지고, 상기 표시부는 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 위에 위치하는 화소 전극, 상기 화소 전극과 마주보는 지붕층 그리고 상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이에 액정 분자를 포함하는 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층을 포함하고 상기 커버는 모바일 장치의 일 측면과 연결되어 모바일 장치의 전면 또는 후면을 덮는 커버이다.
상기 커버는 모바일 장치의 전면 및 측면, 후면 일부를 감싸며, 상기 커버의 내측면에 표시부가 위치할 수 있다.
상기 모바일 장치에 표시되는 화상이, 상기 커버의 표시부에도 연결되어 표시될 수 있다.
상기 커버는 모바일 장치의 전면 및 측면, 후면 일부를 감싸며, 상기 커버의 외측면에 표시부가 위치할 수 있다.
상기 모바일 장치의 커버를 열지 않고도, 상기 커버의 외측면에 표시되는 화상을 통해 모바일 장치의 상태를 인식할 수 있다.
상기 모바일 장치의 측면에 접속 단자가 형성되어 있고, 상기 커버는 접촉 패드부를 통해 상기 모바일 장치와 결합되며, 상기 접속 단자는 상기 모바일 장치의 중앙에 형성되어 있을 수 있다.
상기 커버는 표시부가 모바일 장치와 접촉하는 내측에 있도록 결합되거나, 반대로 표시부가 모바일 장치와 접촉하지 않는 외측에 있도록 결합될 수 있다.
상기 모바일 장치의 측면에 상기 커버가 롤 형태로 말아져 연결되어 있고, 상기 커버는 필요시 롤에서 풀려나올 수 있다.
상기 커버는 사용하지 않을 때는 롤에 감겨있고, 사용시는 필요한 화상의 크기에 따라 풀어 사용하며, 필요에 따라 상기 커버는 상기 모바일 장치의 전면 및 측면을 덮는 커버일 수 있다.
상기 커버는 모바일 장치의 후면을 감싸며, 상기 커버의 표시부를 통해 모바일 장치의 후면에서도 화상이 표시될 수 있다.
상기 커버는 모바일 장치의 후면의 카메라와 대응하는 부분에 개구부가 형성될 수 있다.
상기 커버는 모바일 장치로부터 전원을 공급받을 수 있다.
상기 커버는 모바일 장치의 구동부에 의해 제어될 수 있다.
상기 지붕층은 컬러 필터로 이루어질 수 있다.
상기 표시부는 상기 지붕층 아래에 위치하는 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 표시부는 상기 화소 전극과 절연되어 화소 전극 위에 형성된 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 표시부는 상기 미세 공간을 밀봉하는 캡핑층을 포함할 수 있다.
상기 지붕층은 상기 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층 사이를 채워 격벽부를 형성할 수 있다.
상기 격벽부가 형성되지 않은 영역에 입구부가 형성될 수 있다.
상기 지붕층은 컬러 필터로 이루어져 있고, 상기 격벽부에는 서로 이웃하는 2종의 컬러 필터가 채워져 있을 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역이 확장되어 사용자의 필요에 따라 적절한 표시 영역을 사용할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 모바일 장치의 측면을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버가 결합된 모바일 장치를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버가 결합된 모바일 장치에서, 커버가 열린 경우를 도시한 것이다.
도 5는 표시부가 외측면에 오도록 결합된 표시 장치를 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명 일 실시예에 따른 커버를 도시한 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명 일 실시예에 다른 표시 장치를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 표시부를 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10의 절단선 XI-XI을 따라 자른 단면도이다.
도 12는 도 10의 절단선 XII-XII을 따라 자른 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 표시부를 나타내는 평면도이다.
도 14는 도 13의 절단선 XIV-XIV을 따라 자른 단면도이다.
도 15는 도 13의 절단선 XV-XV을 따라 자른 단면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것이다. 도 2는 도 1의 모바일 장치(2000)의 측면을 도시한 것이다.
도 1을 참고로 하면 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 모바일 장치(2000) 및 이와 연결된 커버(1000)를 포함한다.
모바일 장치(2000)는 휴대성을 갖는 통신 단말기로서 통상의 스마트폰, 태블릿 PC 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 장치(2000)는 스마트폰 일 수 있다.
커버(1000)는 표시부(1100)과 접촉 패드부(1500)를 포함한다. 접촉 패드부(1500)에는 접촉 배선들이 형성되어 있다.
모바일 장치(2000)의 측면에는 접촉 패드부(1500)가 접촉되는 접속 단자(2500)가 형성되어 있다.
커버(1000)의 접촉 패드부(1500)는 접속 단자(2500)에 결합되어, 모바일 장치(2000)와 커버(1000)를 서로 연결시킨다.
커버(1000)에는 별도의 구동부나 전원이 형성되어 있지 않다. 구동부나 전원은 모바일 장치(2000)에 형성되어 있으며, 커버(1000)는 모바일 장치(2000)와의 접속을 통해 전원을 공급받는다. 따라서 커버(1000)의 두께는 얇아질 수 있고, 플렉서블한 특성 또한 유지할 수 있다.
즉 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 커버(1000)와 모바일 장치(2000)는 물리적으로만 결합되는 것이 아니라, 접속 단자(2500) 및 접촉 패드부(1500)를 통해 전기적으로 결합된다.
커버(1000)의 표시부(1100)는 플렉서블 기판, 및 플렉서블 기판과 마주보는 지붕층, 상기 기판과 지붕층 사이에 형성된 액정층으로 이루어져 있다. 즉, 표시부(1100)는 미세 공간을 갖는 단일 기판의 표시 장치이며, 플렉서블하다. 표시부(1100)의 구체적인 구조에 관한 설명은 후술한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 커버(1000)는 플렉서블하여, 모바일 장치의 전면 및 측면, 후면 일부를 보호할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버가 결합된 모바일 장치를 나타낸 것이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버가 결합된 모바일 장치에서, 커버가 열린 경우를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4를 참고로 하면 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 커버(1000)가 모바일 장치(2000)의 전면, 측면 및 후면 일부를 덮는다. 앞서 설명한 바와 같이 커버(1000)가 플렉서블 하기 때문에, 별도의 경첩 없이도 측면 및 후면까지 덮을 수 있다.
도시하지는 않았지만, 커버(1000)는 필요에 따라 모바일 장치(2000)의 전면 및 측면만을 덮을 수도 있다.
도 4를 참고하면, 커버(1000)가 오픈된 경우, 커버(1000) 내측에 위치하는 표시부(1100)가 노출된다. 이때 모바일 장치(2000)에 표시되는 영상이 커버(1000)의 표시부(1100)까지 연장, 확장되어 표시될 수 있다.
즉, 모바일 장치(2000)의 제한된 표시 영역으로 인해 넒은 화면을 구현할 수 없었으나, 본 실시예에 따른 모바일 장치는 내측에 표시부(1100)가 형성된 커버를 적용하여 넓은 화면을 구현할 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 커버(1000)의 표시부(1100)가 외측에 위치하도록 결합될 수 있다.
즉, 도 1 및 도 2를 참고로 하면 커버(1000)의 접촉 패드부(1500) 및 모바일 장치(2000)의 접속 단자(2500)는 커버의 정중앙 및 모바일 장치의 정중앙에 형성되어 있다. 따라서 커버(1000)를 모바일 장치(2000)에 결합시키는 방향에 따라 표시부(1100)가 모바일 장치(2000)의 내측면 또는 외측면에 오도록 위치를 변경할 수 있다.
도 5는 표시부(1100)가 커버의 외측면에 오도록 결합된 표시 장치를 도시한다. 도 5를 참고로 하면, 모바일 장치(2000)를 감싸고 있는 커버(1000)의 외측면에 커버의 표시부(1100)가 형성되어 있다. 이러한 표시부(1100)에는 모바일 장치(2000)의 표시 영역에 표시되는 화면이 동일하게 표현되거나, 또는 간략화 하여 표시될 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 표시 장치의 경우 커버(1000)를 열지 않고도 모바일 장치(2000)의 상태 및 신호를 인식할 수 있다.
이러한 플렉서블한 커버(1000)는 다양한 방법으로 응용될 수 있다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버(1000)를 도시한 것이다. 본 실시예에 따른 커버(1000)는 롤러(3000)에 감겨져 모바일 장치(2000) 측면에 부착되어 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 커버(1000)는 사용하지 않을 때는 롤러(3000)에 감겨져 있다가, 사용시 풀어서 사용할 수 있다. 필요로 하는 영상의 크기에 따라, 원하는 만큼 커버(1000)를 풀어 표시 영상으로 사용할 수 있다. 또한 커버(1000)가 모바일 장치(2000) 전면과 측면 및 후면을 완전히 감싸도록 사용할 수 있다.
이렇게 디스플레이 기능을 갖는 커버를 모바일 장치와 결합함으로써, 기존 모바일 장치가 제한된 표시 영역을 갖던 한계를 극복하고, 표시 영역을 확장할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것이다. 도 8을 참고로 하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 모바일 장치의 후면에 커버(1000)가 장착되어 있고, 커버에 표시부(1100)가 형성되어 있다. 따라서 도 8의 실시예에 따른 표시 장치의 경우, 성능이 좋은 후면 카메라와 커버의 표시부(1100)를 이용하여 셀프 촬영을 할 수 있다.
도 9의 실시예에 따른 표시 장치는 모바일 장치(2000)의 후면을 커버(1000)가 감싸도록 한 표시 장치이다. 본 실시예에 따른 표시 장치는 커버(1000)의 표시부(1100)가 모바일 장치(2000)의 후면에 위치함으로써 모바일 장치 반대편에 위치한 사용자와도 영상을 공유할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 커버에 디스플레이 영역이 포함되어 있고, 커버가 플렉서블하여 사용자의 필요에 따라서 다양하게 구부려 사용할 수 있다.
이러한 플렉서블한 커버 디스플레이를 구현하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 표시부는 단일 기판으로 이루어져 있으며 미세 공간을 포함하는 구조를 갖는다. 이하 표시부의 구조에 대하여 상세하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 커버의 표시부의 일부분을 나타내는 평면도이다. 즉, 커버의 표시부는 도 10에 도시한 화소를 포함하며, 복수의 화소행 및 화소 열이 형성되어 표시부를 나타낼 수 있다. 도 11은 도 10의 절단선 XI-XI을 따라 자른 단면도이다. 도 12는 도 10의 절단선 XII-XII을 따라 자른 단면도이다.
도 10 내지 도 12를 참고하면, 투명한 플라스틱 등으로 만들어진 기판(110) 위에 게이트선(121)이 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있다.
기판(110)은 투명한 플라스틱으로 이루어져 있으며, 폴리이미드 일 수 있다. 기판(110)은 플렉서블하게 휘거나 구부러질 수 있는 유연한 재료이다.
도시하지는 않았지만 기판(110) 하부에 도광판이 위치할 수 있다. 도광판은 빛을 일정방향으로 가이드해주는 패턴 등이 형성되어 있으며, 도광판 또한 플렉서블하게 휘거나 구부러질 수 있는 유연한 재료이다.
게이트선(121)은 게이트 전극(124)을 포함한다. 유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달한다. 유지 전극선(131)은 게이트선(121)과 실질적으로 수직하게 뻗은 한 쌍의 세로부(135a) 및 한 쌍의 세로부(135a)의 끝을 서로 연결하는 가로부(135b)를 포함한다. 유지 전극선의 세로부, 가로부(135a, 135b)는 화소 전극(191)을 둘러싸는 구조를 가진다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 하부 반도체층(151), 소스/드레인 전극의 하부 및 박막 트랜지스터(Q)의 채널 부분에 위치하는 반도체층(154)이 형성되어 있다.
각 하부 반도체층(151) 및 반도체층(154) 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.
각 하부 반도체층(151), 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에 소스 전극(173) 및 소스 전극(173)과 연결되는 데이터선(171), 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173, 175)가 형성되어 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 박막 트랜지스터(Q)를 형성하며, 박막 트랜지스터(Q)의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154) 사이에 형성된다.
데이터 도전체(171, 173, 175) 및 노출된 반도체층(154) 부분 위에는 제1 층간 절연막(180a)이 형성되어 있다. 제1 층간 절연막(180a)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
제1 층간 절연막(180a) 위에는 차광 부재(220a)가 형성되어 있다.
먼저, 차광 부재(220a)는 게이트선과 평행한 방향을 따라 가로로 형성되어 있으며, 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다.
도면에서는 생략되었으나 필요에 따라 데이터선(171)과 평행한 방향을 따라 형성된 세로 차광 부재를 더 포함할 수도 있다.
차광 부재(220a)의 위에는 이를 덮는 제2 층간 절연막(180b)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(180b)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
도 11의 단면도에서 도시된 바와 같이 차광 부재(220a)가 형성된 영역과 그렇지 않은 영역의 두께 차이로 인해 단차가 발생된 경우에는 제2 층간 절연막(180b)을 유기 절연물을 포함하도록 하여 단차를 줄이거나 제거할 수 있다. 제2 층간 절연막은 생락될 수도 있다.
차광 부재(220a) 및 층간 절연막(180a, 180b)에는 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다.
제2 층간 절연막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다.
화소 전극(191)은 전체적인 모양이 사각형이며 가로 줄기부(191a) 및 이와 교차하는 세로 줄기부(191b)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함하고, 십자형 줄기부에서 뻗어나온 복수의 미세 가지부(191c)를 포함한다.
또한, 본 실시예에서 화소 전극(191)의 외곽을 둘러싸는 외곽 줄기부를 더 포함할 수 있다.
화소 전극(191)의 미세 가지부(191c)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부는 서로 직교할 수 있다. 또한, 미세 가지부의 폭은 점진적으로 넓어지거나 미세 가지부(191c)간의 간격이 다를 수 있다.
화소 전극(191)은 세로 줄기부(191b)의 하단에서 연결되고, 세로 줄기부(191b)보다 넓은 면적을 갖는 연장부(197)를 포함하고, 연장부(197)에서 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
지금까지 설명한 박막 트랜지스터(Q) 및 화소 전극(191)에 관한 설명은 하나의 예시이고, 측면 시인성을 향상시키기 위해 박막 트랜지스터 구조 및 화소 전극 디자인을 변형할 수 있다.
화소 전극(191) 위에는 제1 배향막(11)이 형성되어 있고, 제1 배향막(11)은 수직 배향막일 수 있다. 제1 배향막(11)은 폴리아믹산(Polyamic acid), 폴리실록산(Polysiloxane) 또는 폴리이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
제1 배향막(11)과 대향하는 부분에 제2 배향막(21)이 위치하고, 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21) 사이에는 복수의 미세 공간(305)이 형성되어 있다. 이러한 복수의 미세 공간(305)에 액정층(3)이 위치한다. 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)은 미세 공간의 측면에서 연결되어 실질적으로는 하나의 배향막일 수 있다.
미세 공간(305)에는 액정 분자(310)를 포함하는 액정 물질이 주입되어 액정층(3)을 형성한다. 미세 공간(305)의 가장자리에는 입구부(307)가 위치하고, 이러한 입구부(307)는 배향 물질과 액정 물질이 주입된 이후에 후술하는 캡핑층(390)으로 덮일 수 있다. 미세 공간(305)은 화소 전극(191)의 열 방향 다시 말해 세로 방향을 따라 형성될 수 있다. 본 실시예에서 배향막(11, 21)을 형성하는 배향 물질과 액정 분자(310)를 포함하는 액정 물질은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간(305)에 주입될 수 있다.
미세 공간(305)은 게이트선(121)과 중첩하는 부분에 위치하는 복수의 액정 주입구 형성 영역(307FP)에 의해 세로 방향으로 나누어지며, 또한 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 복수개 형성되어 있다. 복수개 형성된 미세 공간(305) 각각은 화소 영역 하나 또는 둘 이상에 대응할 수 있고, 화소 영역은 화면을 표시하는 영역에 대응할 수 있다.
제2 배향막(21) 위에는 공통 전극(270), 제1 절연층(350)이 위치한다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가받고, 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)과 함께 전기장을 생성하여 두 전극 사이의 미세 공간(305)에 위치하는 액정 분자(310)가 기울어지는 방향을 결정한다. 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 축전기를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프(turn-off)된 후에도 인가된 전압을 유지한다. 제1 절연층(350)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 위에 형성되는 것으로 설명하였으나, 다른 실시예로 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 하부에 형성되어 수평 전계 모드에 따른 액정 구동도 가능하다.
제1 절연층(350) 위에 컬러 필터층(230)이 위치한다. 컬러 필터층(230)은 루프층과 같은 기능을 수행하며, 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 사이 공간인 미세 공간(305)이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 한다.
이때 컬러 필터층(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다. 컬러 필터층(230)은 인접하는 화소마다 서로 다른 색을 표시하는 물질로 형성되어 있을 수 있다. 본 명세서의 도면에서는 적색 컬러필터를 230R, 녹색 컬러필터를 230G, 청색 컬러필터를 230B로 표시하였으나 도면에 도시된 색에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 명세서의 기재에서는 230R, 230G, 230B 를 포괄하는 상위개념으로 컬러 필터층(230)을 사용하기로 한다.
컬러 필터층(230) 위에 제2 절연층(370)이 위치한다. 제2 절연층(370)은 컬러 필터층(230) 의 상부면과 접촉할 수 있다. 제2 절연층(370)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 캡핑층(390)은 액정 주입구 형성 영역(307FP)을 채우면서 액정 주입구 형성 영역(307FP)에 의해 노출된 미세 공간(305)의 액정 입구부(307)를 덮는다. 캡핑층(390)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함한다.
본 실시예에서는 도 12에 도시한 바와 같이, 가로 방향으로 이웃하는 미세 공간(305) 사이에 격벽부(PWP)가 형성되어 있다. 격벽부(PWP)는 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성될 수 있고, 이웃하는 컬러 필터층(230)에 의해 덮일 수 있다. 격벽부(PWP)에는 제1 절연층(350), 공통 전극(270), 제2 절연층(370) 및 컬러 필터층(230) 이 채워져 있는데 이러한 구조물이 격벽(Partition Wall)을 형성함으로써 미세 공간(305)을 구획 또는 정의할 수 있다. 본 실시예에서는 미세 공간(305)사이에 격벽부(PWP)와 같은 격벽 구조가 있기 때문에 절연 기판(110)이 휘더라도 발생하는 스트레스가 적고, 셀 갭(Cell Gap)이 변경되는 정도가 훨씬 감소할 수 있다.
또는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 표시부는 하기와 같은 구조를 가질 수도 있다. 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 커버의 표시부를 나타내는 평면도이다. 도 14는 도 13의 절단선 XIV-XIV을 따라 자른 단면도이다. 도 15는 도 13의 절단선 XV-XV을 따라 자른 단면도이다.
이하에서는 도 13 내지 도 15를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 투명한 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 전극(124) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
게이트선(121) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO2) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 반도체층(154)이 형성되어 있다. 반도체층(154)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
반도체층(154) 위에는 저항성 접촉 부재(미도시)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(미도시)는 인(phosphorus) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(미도시)는 쌍을 이루어 반도체층(154) 위에 배치될 수 있다. 반도체층(154)이 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재는 생략 가능하다.
반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171), 그리고 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
이 때, 데이터선(171)은 액정 표시 장치의 최대 투과율을 얻기 위해서 굽어진 형상을 갖는 제1 굴곡부를 가질 수 있으며, 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에서 서로 만나 V자 형태를 이룰 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에는 제1 굴곡부와 소정의 각도를 이루도록 굽어진 제2 굴곡부를 더 포함할 수 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154)에 형성된다.
데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140), 그리고 반도체층(154)의 노출된 부분 위에는 보호막(180)이 배치되어 있다. 보호막(180)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
보호막(180)은 접촉 구멍(185)을 가진다.
보호막(180) 위에는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 면형일 수 있으며, 복수의 화소가 위치하는 표시 영역에 위치하고 게이트 패드부나 데이터 패드부 등이 형성되어 있는 주변 영역에는 위치하지 않는다.
공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전층으로 이루어진다.
공통 전극(270) 위에는 절연층(250)이 위치한다. 절연층(250)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화산화물(SiOxNy) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 절연층(250)은 유기 물질로 이루어진 컬러 필터층(230)을 보호하는 역할 및 공통 전극(270)과 화소 전극(191)을 절연하는 역할을 한다. 즉, 공통 전극(270)이 화소 전극(191)과 중첩되도록 형성되더라도 공통 전극(270) 위에는 절연층(250)이 형성되어 있으므로, 공통 전극(270)과 화소 전극(191)이 서로 접촉되어 단락 되는 것을 방지할 수 있다.
절연층(250) 위에는 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 복수의 제1 절개부(91)를 가지며, 복수의 제1 절개부(91)에 의해 정의되는 복수의 제1 가지 전극(192)을 포함한다.
화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전층으로 이루어진다.
화소 전극(191)은 보호막(180)에 형성되어 있는 접촉 구멍(185)을 통해, 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어, 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받는다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 공통 전극(270)은 표시 영역 외부에 배치되어 있는 기준 전압 인가부로부터 일정한 크기의 기준 전압을 인가 받는다.
이러한 인가 전압에 따라 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 전기장을 생성하며, 두 전극(191, 270) 사이에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자(310)는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
화소 전극(191) 위에는 화소 전극(191)으로부터 일정한 거리를 가지고 이격되도록 제1 절연층(350)이 더 형성될 수 있다. 제1 절연층(350)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)과 제1 절연층(350) 사이에는 복수의 미세 공간(microcavity, 305)이 형성되어 있다. 즉, 미세 공간(305)은 화소 전극(191) 및 제1 절연층(350)에 의해 둘러싸여 있다. 복수의 미세 공간(305)에 액정층(3)이 위치한다. 미세 공간(305)의 폭과 넓이는 표시 장치의 크기 및 해상도에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
화소 전극(191) 위에는 제1 배향막(11)이 형성되어 있다. 제1 배향막(11)은 화소 전극(191)에 의해 덮여있지 않은 제1 절연층(250) 바로 위에도 형성될 수 있다.
제1 배향막(11)과 마주보도록 제1 절연층(350) 아래에는 제2 배향막(21)이 형성되어 있다.
제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)은 수직 배향막으로 이루어질 수 있고, 폴리아믹산(Polyamic acid), 폴리실록산(Polysiloxane), 폴리이미드(Polyimide) 등의 배향 물질로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 배향막(11, 21)은 도 14에 도시된 바와 같이 화소 영역의 가장자리에서 서로 연결될 수 있다.
또한, 게이트선과 나란한 방향을 따라 차광 부재(220)가 형성되며, 특히 도 14에 도시된 바와 같이 화소 전극(191) 및 화소 전극에 의해 커버되지 않은 절연층(250) 위에 위치할 수 있다. 차광 부재(220)는 화소 영역의 경계부와 박막 트랜지스터 위에 형성되어 빛샘을 방지할 수 있다.
차광 부재(220)는 게이트선(121)을 따라 뻗어있다 또한 추가적으로, 도시하지는 않았지만 데이터선(171)을 따라 뻗어 있는 세로 차광 부재를 포함할 수 있다. 즉, 가로 차광 부재는 액정 주입구 형성 영역(307FP)에 형성되고, 세로 차광 부재는 격벽부(PWP)에 형성될 수도 있다. 그러나, 세로 차광 부재는 생략될 수도 있다. 데이터선(171)의 폭이 확장되어, 데이터선(171)이 세로 차광 부재의 역할을 할 수 있다.
다음, 제1 절연층(350) 위에는 컬러 필터층(230)이 형성되어 있다. 컬러 필터층(230)은 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 컬러 필터층(230)은 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 한정되지 아니하고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 등을 표시할 수도 있다.
컬러 필터층(230)의 아래에는 미세 공간(305)이 형성되어 있고, 컬러 필터층(230)은 경화 공정에 의해 단단해져 미세 공간(305)의 형상을 유지할 수 있다. 컬러 필터층(230)은 화소 전극(191)과 미세 공간(305)을 사이에 두고 이격되도록 형성되어 있다.
컬러 필터층(230)은 화소 행을 따라 각 화소 영역 및 격벽부(PWP)에 형성되며, 액정 주입구 형성 영역(307FP)에는 형성되지 않는다. 격벽부(PWP)에서는 컬러 필터층(230)의 아래에 미세 공간(305)이 형성되지 않는다. 따라서, 격벽부(PWP)에 위치하는 컬러 필터층(230)의 두께가 화소 영역에 위치하는 컬러 필터층(230) 의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 미세 공간(305)의 상부면 및 양측면은 컬러 필터층(230)에 의해 덮여 있는 형태로 이루어지게 된다.
컬러 필터층(230)에는 미세 공간(305)의 일부를 노출시키는 입구부(307)가 형성되어 있다. 입구부(307)가 형성되는 영역에 인접한 제1 절연층(350)은 컬러 ??터층(230) 보다 돌출된 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입구부(307)는 화소 영역의 일 가장자리에 형성될 수 있다. 예를 들면, 입구부(307)는 화소 영역의 하측 변에 대응하여 미세 공간(305)의 일면을 노출시키도록 형성될 수 있다. 이와 반대로 화소 영역의 상측 변에 대응하여 형성될 수 있음은 물론이다.
또한, 입구부(307)의 형성 위치를 미세 공간(305)을 기준으로 살펴보면, 입구부(307)는 각각의 미세 공간(305)의 서로 마주보는 두 개의 가장자리 중 어느 하나에 형성될 수 있다.
입구부(307)가 형성되지 않은 쪽에는, 컬러 필터층(230)의 일부로 이루어진 지지 부재(235)가 형성되어 있다.
입구부(307)에 의해 미세 공간(305)이 노출되어 있으므로, 입구부(307)를 통해 미세 공간(305) 내부로 배향액 또는 액정 물질 등을 주입할 수 있다.
컬러 필터층(230) 위에는 제2 절연층(370)이 더 형성될 수 있다. 제2 절연층(370)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제2 절연층(370)은 컬러 필터층(230)의 상부면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 제2 절연층(370)은 유기 물질로 이루어진 컬러 필터층(230)을 보호하는 역할을 하며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
제2 절연층(370)은 입구부(307)가 위치하는 영역에서 컬러 필터층(230) 에 비해 돌출된 제1 절연층(350)과 접촉할 수 있다. 또한, 제2 절연층(370)은 제1 절연층(350)과 접촉하는 영역 및 컬러 필터층 커버하는 영역 사이의 단차에 의해 계단형 단면을 가질 수 있다.
또한, 제2 절연층(370)은 제1 절연층(350)과 연결될 수 있다. 제2 절연층(370)은 입구부(307)에 대응하는 반대 위치, 즉 지지 부재(235)가 위치하는 영역에서 제1 절연층(350)과 연결되거나 중첩될 수 있다.
제2 절연층(370) 위에는 캡핑층(390)이 형성될 수 있다. 캡핑층(390)은 미세 공간(305)의 일부를 외부로 노출시키는 입구부(307)를 덮도록 형성된다. 즉, 캡핑층(390)은 미세 공간(305)의 내부에 형성되어 있는 액정 분자(310)가 외부로 나오지 않도록 미세 공간(305)을 밀봉할 수 있다. 캡핑층(390)은 액정 분자(310)과 접촉하게 되므로, 액정 분자(310)과 반응하지 않는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 캡핑층(390)은 페릴렌(Parylene) 등으로 이루어질 수 있다.
캡핑층(390)은 이중막, 삼중막 등과 같이 다중막으로 이루어질 수도 있다. 이중막은 서로 다른 물질로 이루어진 두 개의 층으로 이루어져 있다. 삼중막은 세 개의 층으로 이루어지고, 서로 인접하는 층의 물질이 서로 다르다. 예를 들면, 캡핑층(390)은 유기 절연 물질로 이루어진 층과 무기 절연 물질로 이루어진 층을 포함할 수 있다.
도시는 생략하였으나, 표시 장치의 상하부 면에는 편광판이 더 형성될 수 있다. 편광판은 제1 편광판 및 제2 편광판으로 이루어질 수 있다. 제1 편광판은 기판(110)의 하부 면에 부착되고, 제2 편광판은 캡핑층(390) 위에 부착될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 모바일 장치 및 이에 연결된 커버를 포함하며, 커버에는 표시부가 형성되어 있다. 커버의 표시부는 플렉서블한 특성을 갖는 단일 기판 위에 미세 공간이 형성된 구조로 이루어져 있어, 구부리거나 감을 경우에도 표시 품질을 유지할 수 있다.
통상적으로 기존 모바일 장치는 제한된 표시 영역으로 인해 넒은 화면을 표시할 수 없는 문제점이 있었다. 그러나 본 실시예에 따른 표시 장치는 모바일 장치의 커버에 디스플레이 기능을 부가함으로써 이러한 문제점을 해결하였다. 또한, 본 발명의 커버는 플렉서블한 특성을 가지므로 자유롭게 구부리거나 펼 수 있고, 커버는 모바일 장치와 전기적으로 연결되어 전원이나 구동 시스템을 모바일 장치로부터 공급받는바 커버의 두께를 얇게 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1000: 커버 2000: 모바일 장치
3000: 롤러 1100: 표시부
11: 제1 배향막 21: 제2 배향막
110: 기판 180: 보호막
121: 게이트선 171: 데이터선
154: 반도체층 220: 차광 부재
230: 컬러 필터층 250: 절연층
350: 제1 절연층 310: 액정 분자
370: 제2 절연층 390: 캡핑층

Claims (20)

  1. 모바일 장치 및 이와 연결된 커버를 포함하고,
    상기 커버는 외부 전원과 연결되는 접촉 패드부 및 표시부로 이루어지고,
    상기 표시부는
    플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 위에 위치하는 화소 전극;
    상기 화소 전극과 마주보는 지붕층 그리고
    상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이에 액정 분자를 포함하는 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층을 포함하고
    상기 커버는 모바일 장치의 일 측면과 연결되어 모바일 장치의 전면 또는 후면을 덮는 커버인 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 커버는 모바일 장치의 전면 및 측면, 후면 일부를 감싸며,
    상기 커버의 내측면에 표시부가 위치하는 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 모바일 장치에 표시되는 화상이, 상기 커버의 표시부에도 연결되어 표시되는 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 커버는 모바일 장치의 전면 및 측면, 후면 일부를 감싸며,
    상기 커버의 외측면에 표시부가 위치하는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 모바일 장치의 커버를 열지 않고도,
    상기 커버의 외측면에 표시되는 화상을 통해 모바일 장치의 상태를 인식할 수 있는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 모바일 장치의 측면에 접속 단자가 형성되어 있고,
    상기 커버는 접촉 패드부를 통해 상기 모바일 장치와 결합되며,
    상기 접속 단자는 상기 모바일 장치의 중앙에 형성되어 있는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 커버는 표시부가 모바일 장치와 접촉하는 내측에 있도록 결합되거나,
    반대로 표시부가 모바일 장치와 접촉하지 않는 외측에 있도록 결합되는 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 모바일 장치의 측면에 상기 커버가 롤 형태로 말아져 연결되어 있고,
    상기 커버는 필요시 롤에서 풀려나오는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 커버는 사용하지 않을 때는 롤에 감겨있고,
    사용시는 필요한 화상의 크기에 따라 풀어 사용하며,
    필요에 따라 상기 커버는 상기 모바일 장치의 전면 및 측면을 덮는 커버인 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 커버는 모바일 장치의 후면을 감싸며,
    상기 커버의 표시부를 통해 모바일 장치의 후면에서도 화상이 표시되는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 커버는 모바일 장치의 후면의 카메라와 대응하는 부분에 개구부가 형성된 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 커버는 모바일 장치로부터 전원을 공급받는 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 커버는 모바일 장치의 구동부에 의해 제어되는 표시 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 지붕층은 컬러 필터로 이루어진 표시 장치.
  15. 제1항에서,
    상기 표시부는 상기 지붕층 아래에 위치하는 공통 전극을 포함하는 표시 장치.
  16. 제1항에서,
    상기 표시부는 상기 화소 전극과 절연되어 화소 전극 위에 형성된 공통 전극을 포함하는 표시 장치.
  17. 제1항에서,
    상기 표시부는 상기 미세 공간을 밀봉하는 캡핑층을 포함하는 표시 장치.
  18. 제1항에서,
    상기 지붕층은 상기 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층 사이를 채워 격벽부를 형성하는 표시 장치.
  19. 제1항에서,
    상기 격벽부가 형성되지 않은 영역에 입구부가 형성된 표시 장치.
  20. 제18항에서,
    상기 지붕층은 컬러 필터로 이루어져 있고, 상기 격벽부에는 서로 이웃하는 2종의 컬러 필터가 채워져 있는 표시 장치.
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