KR20220001800A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20220001800A
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최정훈
박성진
임미란
강민하
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 명세서는 표시 패널을 개시한다. 상기 표시 패널은, 제1 픽셀이 배치된 제1 영역; 및 제2 픽셀과 상기 제2 픽셀 사이의 투광 영역이 배치된 제2 영역을 갖는 기판; 및 상기 투광 영역 상에 배치되며, 나머지 영역보다 광 투과율이 높은 투광 패턴을 갖는 편광판을 포함하고, 상기 기판은 상기 제2 영역에 대응된 위치에 나머지 부분보다 광 투과율이 높은 고투과 구역을 구비할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 명세서는 표시 장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상표시 장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 또한 디스플레이 장치에 대한 다양한 요구가 증가하고 있으며, 액정 디스플레이 장치, 유기발광 디스플레이 장치, 또는 퀀텀닷 디스플레이 장치 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 장치가 그 요구에 맞추어 활용되고 있다.
또한, 디스플레이 장치는, 사용자에게 보다 다양한 응용 기능을 제공하기 위하여, 터치센서 등을 이용한 입력 장치와, 카메라/근접센서 등의 광학 장치를 탑재하고 있다. 하지만 광학 장치와의 결합으로 인해, 디스플레이 장치의 디자인이 어려워지는 문제점이 있다. 특히, 카메라 및 근접센서 등은 빛의 출입을 위해 외부로 노출될 수밖에 없기 때문에, 표시 패널의 표시 영역이 줄어들 수 밖에 없는 문제점이 있다.
이에 따라, 종래에는, 디스플레이 장치는, 광학장치의 설치 및 노출을 위해 큰 베젤을 갖는 디자인으로 설계되거나, 표시 패널이 노치 형태로 잘려나가는 디자인으로 설계되거나, 광학장치가 표시 영역의 일부분에 홀 형태로 노출되는 디자인으로 설계되어왔다. 하지만, 카메라로 인하여 화면 크기가 여전히 제한되어 풀 스크린 디스플레이(Full-screen display)를 구현하기 어렵다.
풀 스크린 디스플레이를 구현하기 위하여, 표시 패널의 화면 내에 저해상도 픽셀들이 배치된 촬상 영역을 마련하고, 표시 패널의 아래에 촬상 영역과 대향하는 위치에 카메라 및/또는 각종 센서를 배치하는 방안이 제안되고 있다. 그러나 촬상 영역에 픽셀이 배치됨므로 인해 광 투과율이 낮아져 카메라 및/또는 각종 센서의 성능이 저하되는 문제가 있다. 이에 본 명세서는 광학 장치를 향해 효과적으로 광을 투과시킬 수 있는 표시 장치의 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다. 본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 실시예에 따라 표시 패널을 개시한다. 상기 표시 패널은, 제1 픽셀이 배치된 제1 영역; 및 제2 픽셀과 상기 제2 픽셀 사이의 투광 영역이 배치된 제2 영역을 갖는 기판; 및 상기 투광 영역 상에 배치되며, 나머지 영역보다 광 투과율이 높은 투광 패턴을 갖는 편광판을 포함하고, 상기 기판은 상기 제2 영역에 대응된 위치에 나머지 부분보다 광 투과율이 높은 고투과 구역을 구비할 수 있다. 상기 제2 영역은 카메라 모듈과 중첩되고, 상기 제2 영역에 배치된 제2 픽셀의 해상도는 상기 제1 영역에 배치된 제1 픽셀의 해상도보다 낮을 수 있다. 상기 고투과 구역은 상기 투광 패턴과 대응되도록 위치할 수 있다.
상기 기판은 제1 기판, 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 무기막을 포함하고, 상기 제1 픽셀과 상기 제2 픽셀은 상기 제2 기판 상에 배치되고, 상기 고투과 구역은, 상기 제1 기판에 마련된 제1 고투과 구역 및 상기 제2 기판에 마련된 제2 고투과 구역 중 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 제1 고투과 구역은, 상기 제1 기판이 제거되고 투명 레진으로 채워진 구역일 수 있고, 상기 제2 고투과 구역은, 상기 제2 기판이 제거되고 투명 유기물 또는 투명 무기물로 채워진 구역일 수 있다. 이때 상기 유기물 또는 투명 무기물은, 제1 픽셀 또는 제2 픽셀에 포함된 레이어와 동일한 물질일 수 있다.
상기 제2 고투과 구역은 상기 제2 영역 내의 투과 영역과 대응된 위치에 마련될 수 있다. 또는 상기 제1 고투과 구역과 상기 제2 고투과 구역은 테이퍼 형태의 단면을 갖고, 단면으로 보았을 때 상기 제1 고투과 구역과 상기 제2 고투과 구역의 측면이 동일 선상에 있을 수 있다.
상기 편광판은 제1 보호층, 제2 보호층 및 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층 사이에 배치되는 편광자를 포함하고, 상기 투광 패턴은 상기 편광자에 형성될 수 있다. 상기 투광 패턴은 상기 편광자에 형성된 개구부를 포함할 수 있다. 상기 제1 보호층은 상기 개구부에 삽입된 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 투광 영역은 상기 편광자에 형성된 변색 영역을 포함할 수 있고, 상기 변색 영역은 상기 편광자의 요오드화합물이 분해된 영역일 수 있다.
상기 표시 패널은, 상기 제2 영역에 배치되며, 입사 광의 확산 또는 반사을 저감하도록 구비된 반사 방지층을 더 포함할 수 있다. 상기 반사 방지층은, 층간 절연층의 상부, 상기 기판의 하부, 상기 편광판의 상부, 상기 편광판의 하부 중 적어도 어느 한 곳 이상에 위치할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서의 실시예들은, 표시 영역 손실없이 광학 장치를 탑재한 표시 장치를 제공할 수 있다. 더 구체적으로, 본 명세서의 실시예들은, 촬상 영역에서 광 투과율을 높일 수 있다. 따라서, 본 명세서의 실시예들은, 촬영된 이미지 데이터의 노이즈를 줄여 카메라 성능을 개선할 수 있다. 이에 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는 심미감과 기능성이 향상될 수 있다. 본 명세서의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 개념도이다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 표시 패널을 개략적으로 보여 주는 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 영역의 픽셀 배치를 보여 주는 도면이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 촬상 영역의 픽셀과 투광 영역을 보여 주는 도면이고, 도 5는 도 4의 A 부분 확대도이다.
도 6은 촬상 영역의 표시 패널의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 7은 도 6의 변형예이다.
도 8a 및 도 8b는 다양한 편광판 구조를 보여주는 도면이고, 도 9는 편광판의 흡수 스펙트럼이다.
도 10은 일 실시예에 따른 편광판을 보여주는 도면이고, 도 11은 투광 패턴이 형성된 편광판의 흡수 스펙트럼이다.
도 12는 투광 패턴의 평면도이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 편광판을 보여주는 도면이다.
도 14는 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시 패널에서 픽셀 영역의 단면 구조를 나타낸 단면도이다.
도 15은 본 명세서의 일 실시예에 따른 픽셀 영역 및 투광 영역의 단면 구조이다.
도 16은 도 20의 제1 변형예이고, 도 17는 도 20의 제2 변형예이다.
도 18 내지 도 21은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 영역과 촬상 영역의 단면 구조이다.
본 명세서의 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.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. 소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 개념도이고, 도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 표시 패널을 개략적으로 보여 주는 단면도이고, 도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 디스플레이 영역의 픽셀 배치를 보여 주는 도면이다.
도 1을 참조하면 표시 패널(100)의 전면이 표시 영역으로 구성될 수 있다. 표시 영역은 제1 영역(DA)과 제2 영역(CA)을 포함할 수 있다. 제1 영역(DA)과 제2 영역(CA)은 모두 영상을 출력하지만 해상도가 상이할 수 있다. 예시적으로 제2 영역(CA)에 배치된 복수 개의 제2 픽셀의 해상도는 제1 영역(DA)에 배치된 복수 개의 제1 픽셀의 해상도보다 낮을 수 있다. 제2 영역(CA)에 배치된 복수 개의 제2 픽셀의 해상도가 낮아지는 만큼 제2 영역(CA)에 배치된 센서(41, 42)에 충분한 광량을 주입할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제2 영역(CA)이 충분한 광 투과율을 갖거나 적절한 노이즈 보상 알고리즘이 구현될 수 있다면 제1 영역(DA)의 해상도와 제2 영역(CA)의 해상도는 동일할 수도 있다.
제2 영역(CA)은 센서(41, 42)가 배치된 영역일 수 있다. 제2 영역(CA)은 각종 센서와 중첩되는 영역이므로 영상의 대부분을 출력하는 제1 영역(DA)보다 면적이 작을 수 있다. 센서(41, 42)는 이미지 센서, 근접 센서, 조도 센서, 제스처 센서, 모션 센서, 지문 인식 센서 및 생체 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예시적으로 제1 센서(41)는 조도 센서일 수 있고 제2 센서(42)는 이미지 또는 동영상을 촬영하는 이미지 센서일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
제2 영역(CA)은 광의 입사가 필요한 위치에 배치될 수 있다. 예시적으로 제2 영역(CA)은 디스플레이 영역의 상단 좌측 또는 상단 우측에 배치될 수도 있고, 디스플레이 영역의 상단에 전체적으로 배치될 수도 있고, 그 폭은 다양하게 변형될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제2 영역(CA)은 디스플레이 영역의 중앙에 배치되거나 하단부에 배치될 수도 있다. 이하에서는 제1 영역(DA)은 디스플레이 영역으로 설명하고 제2 영역(CA)은 촬상 영역으로 설명할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 디스플레이 영역(DA)과 촬상 영역(CA)은 픽셀 데이터가 기입되는 픽셀들이 배치된 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 촬상 영역(CA)의 단위 면적당 픽셀 수(Pixels Per Inch, PPI)는 촬상 영역(CA)의 광 투과율을 확보하기 위하여 디스플레이 영역(DA)의 PPI 보다 낮을 수 있다.
디스플레이 영역(DA)의 픽셀 어레이는 PPI가 높은 복수의 픽셀들이 배치된 픽셀 영역(제1 픽셀 영역)을 포함할 수 있다. 촬상 영역(CA)의 픽셀 어레이는 투광 영역에 의해 이격되어 상대적으로 PPI가 낮은 복수의 픽셀 그룹들이 배치된 픽셀 영역(제2 픽셀 영역)을 포함할 수 있다. 촬상 영역(CA)에서 외부 광은 광 투과율이 높은 투광 영역을 통해 표시 패널(100)을 투과하여 표시 패널(100) 아래의 센서에 수광될 수 있다.
디스플레이 영역(DA)과 촬상 영역(CA)이 모두 픽셀들을 포함하기 때문에 입력 영상은 디스플레이 영역(DA)과 촬상 영역(CA) 상에서 재현될 수 있다.
디스플레이 영역(DA)과 촬상 영역(CA)의 픽셀들 각각은 영상의 컬러 구현을 위하여 컬러가 다른 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 서브 픽셀들은 적색(Red, 이하 “서브 픽셀”이라 함), 녹색(Green, 이하 “서브 픽셀”이라 함), 및 청색(Blue, 이하 “서브 픽셀”이라 함)을 포함할 수 있다. 도시하지 않았으나 픽셀들(P) 각각은 백색 서브 픽셀(이하 “서브 픽셀”이라 함)을 더 포함할 수 있다. 서브 픽셀들 각각은 픽셀 회로와, 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다.
촬상 영역(CA)은 픽셀들과, 표시 패널(100)의 화면 아래에 배치된 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 촬상 영역(CA)의 픽셀들은 디스플레이 모드에서 입력 영상의 픽셀 데이터가 기입되어 입력 영상을 표시할 수 있다.
카메라 모듈은 촬상 모드에서 외부 이미지를 촬상하여 사진 또는 동영상 이미지 데이터를 출력할 수 있다. 카메라 모듈의 렌즈는 촬상 영역(CA)과 대향할 수 있다. 외부 광은 촬상 영역(CA)을 통해 카메라 모듈의 렌즈(30)에 입사되고, 렌즈(30)는 도면에서 생략된 이미지 센서에 광을 집광할 수 있다. 카메라 모듈은 촬상 모드에서 외부 이미지를 촬상하여 사진 또는 동영상 이미지 데이터를 출력할 수 있다.
광 투과율을 확보하기 위하여, 촬상 영역(CA)에서 제거되는 픽셀들로 인하여 촬상 영역(CA)에서 픽셀들의 휘도와 색좌표를 보상하기 위한 화질 보상 알고리즘이 적용될 수 있다.
본 명세서의 실시예들는 촬상 영역(CA)에 저해상도의 픽셀들이 배치될 수 있다. 따라서, 카메라 모듈로 인하여 화면의 표시 영역이 제한을 받지 않기 때문에 풀 스크린 디스플레이(Full-screen display)를 구현할 수 있다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 영역(DA)은 매트릭스 형태로 배열된 픽셀들(PIX1, PIX2)을 포함할 수 있다. 픽셀들(PIX1, PIX2) 각각은 삼원색의 R, G 및 B 서브 픽셀이 하나의 픽셀로 구성된 리얼 타입 픽셀로 구현될 수 있다. 픽셀들(PIX1, PIX2) 각각은 도면에서 생략된 W 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 또한, 서브 픽셀 렌더링 알고리즘을 이용하여 두 개의 서브 픽셀이 하나의 픽셀로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 픽셀(PIX1)은 R 및 G 서브 픽셀들로 구성되고, 제2 픽셀(PIX2)은 B 및 G 서브 픽셀들로 구성될 수 있다. 픽셀들(PIX1, PIX2) 각각에서 부족한 컬러 표현은 이웃한 픽셀들 간에 해당 컬러 데이터들의 평균값으로 보상될 수 있다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 촬상 영역의 픽셀과 투광 영역을 보여 주는 도면이고, 도 5는 도 4의 A 부분 확대도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 복수 개의 투광 영역(AG)은 복수 개의 제2 픽셀 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로 촬상 영역(CA)은 소정 거리(D1)만큼 이격된 픽셀 그룹(PG)과, 이웃한 픽셀 그룹(PG) 사이에 배치된 투광 영역(AG)을 포함할 수 있다. 투광 영역(AG)을 통해 외부 광이 카메라 모듈의 렌즈로 수광될 수 있다. 픽셀 그룹(PG)은 픽셀 영역 내에서 서로 이격 배치될 수 있다.
투광 영역(AG)은 최소한의 광 손실로 빛이 입사될 수 있도록 금속 없이 광 투과율이 높은 투명한 매질들을 포함할 수 있다. 투광 영역(AG)은 금속 배선이나 픽셀들을 포함하지 않고 투명한 절연 재료들로 이루어질 수 있다. 촬상 영역(CA)의 광 투과율은 투광 영역(AG)이 클수록 높아질 수 있다.
픽셀 그룹(PG)은 하나 또는 두 개의 픽셀이 포함될 수 있다. 픽셀 그룹의 픽셀들 각각은 두 개 내지 네 개의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 그룹 내의 1 픽셀은 R, G 및 B 서브 픽셀을 포함하거나 두 개의 서브 픽셀들을 포함하고, W 서브픽셀을 더 포함할 수 있다.
투광 영역(AG) 간의 거리(D3)는 픽셀 그룹(PG) 간의 간격(pitch, D1) 보다 작을 수 있다. 서브 픽셀들 간의 간격(D2)은 픽셀 그룹(PG) 간의 간격(D1) 보다 작을 수 있다.
투광 영역(AG)의 형상은 원형으로 예시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 투광 영역(AG)은 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형태로 설계될 수 있다.
투광 영역(AG)에서 금속 전극 물질은 모두 제거될 수 있다. 따라서, 픽셀의 배선(TS)들은 투광 영역(AG)의 외측에 배치될 수 있다. 따라서, 투광 영역을 통해 광은 유효하게 입사될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 투광 영역(AG)내의 일부 영역에는 금속 전극 물질이 잔존할 수도 있다.
도 6은 촬상 영역의 표시 패널의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 7은 도 6의 변형예이다.
도 6을 참조하면, 표시 패널은 기판(10) 상에 배치된 회로층(12)과, 회로층(12) 상에 배치된 발광 소자층(14)을 포함할 수 있다. 발광 소자층(14) 상에는 편광판(18)이 배치되고, 편광판(18) 위에 커버 글래스(20)가 배치될 수 있다.
표시 패널(100)은 X 축 방향의 폭, Y축 방향의 길이, 그리고 Z축 방향의 두께를 갖는다. 표시 패널(100)은 기판(10) 상에 배치된 회로층(12)과, 회로층(12) 상에 배치된 발광 소자층(14)을 포함할 수 있다. 발광 소자층(14) 상에 편광판(18)이 배치되고, 편광판(18) 위에 커버 글래스(20)가 배치될 수 있다.
회로층(12)은 데이터 라인들, 게이트 라인들, 전원 라인들 등의 배선들에 연결된 픽셀 회로, 게이트 라인들에 연결된 게이트 구동부 등을 포함할 수 있다. 회로층(12)은 TFT(Thin Film Transistor)로 구현된 트랜지스터와 커패시터 등의 회로 소자를 포함할 수 있다. 회로층(12)의 배선과 회로 소자들은 복수의 절연층들과, 절연층을 사이에 두고 분리된 둘 이상의 금속층, 그리고 반도체 물질을 포함한 액티브층으로 구현될 수 있다.
발광 소자층(14)은 픽셀 회로에 의해 구동되는 발광 소자를 포함할 수 있다. 발광 소자는 OLED로 구현될 수 있다. OLED는 애노드와 캐소드 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함할 수 있다. 유기 화합물층은 정공주입층(Hole Injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection layer, EIL)을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. OLED의 애노드와 캐소드에 전압이 인가되면 정공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동되어 여기자를 형성하여 발광층(EML)에서 가시광이 방출될 수 있다. 발광 소자층(14)은 적색, 녹색 및 청색의 파장을 선택적으로 투과시키는 픽셀들 상에 배치되고, 컬러 필터 어레이를 더 포함할 수 있다.
발광 소자층(14)은 보호막에 의해 덮일 수 있고, 보호막은 봉지층(encapsulation layer)에 의해 덮일 수 있다. 보호층과 봉지층은 유기막과 무기막이 교대로 적층된 구조일 수 있다. 무기막은 수분이나 산소의 침투를 차단할 수 있다. 유기막은 무기막의 표면을 평탄화할 수 있다. 유기막과 무기막이 여러 겹으로 적층되면, 단일 층에 비해 수분이나 산소의 이동 경로가 길어져 발광 소자층(14)에 영향을 주는 수분/산소의 침투가 효과적으로 차단될 수 있다.
봉지층 상에 편광판(18)이 접착될 수 있다. 편광판(18)은 표시장치의 야외 시인성을 개선할 수 있다. 편광판(18)은 표시 패널(100)의 표면으로부터 반사되는 빛을 줄이고, 회로층(12)의 금속으로부터 반사되는 빛을 차단하여 픽셀들의 밝기를 향상시킬 수 있다. 편광판(18)은 선편광판(18)과 위상지연필름이 접합된 편광판(18) 또는 원편광판(18)으로 구현될 수 있다.
편광판(18)은 투광 영역(AG)에 대응되는 영역에 투광 패턴(18d)이 형성될 수 있다. 555nm의 녹색광을 기준으로 PI로 제작된 기판의 광 투과율은 약 70% 내지 80%이고, 캐소드 전극의 광 투과율은 80% 내지 90%이다. 이에 반해 편광판(18)의 광 투과율은 40% 정도로 상대적으로 매우 낮다. 따라서, 투광 영역에서 광 투과율을 효과적으로 높이기 위해서는 편광판(18)의 광 투과율을 높일 필요가 있다.
실시예에 따른 편광판(18)은 투광 영역(AG)상에 투광 패턴(18d)이 형성되어 광 투과율을 향상시킬 수 있다. 투광 패턴(18d)이 형성된 영역의 광 투과율은 편광판 내의 나머지 영역보다 높을 수 있다. 또한, 투광 패턴이 형성된 영역의 광 투과율은 편광판 내에서 가장 높을 수 있다. 따라서, 투광 영역에서 카메라 모듈에 유입되는 광량이 증가하여 카메라 성능이 개선될 수 있다.
편광판(18)의 투광 패턴(18d)은 편광판(18)의 일부를 제거하여 형성할 수도 있고, 편광판(18)을 구성하는 화합물을 분해하여 형성할 수도 있다. 즉, 투광 패턴(18d)은 기존의 편광판(18)의 광 투과율을 높일 수 있는 다양한 구조가 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 투광 영역(AG)에서 편광판(18)은 제1 투광 패턴(18d)을 갖고 캐소드 전극(CAT)은 제2 투광 패턴을 가질 수 있다. 제2 투광 패턴은 투광 영역에 형성된 개구부(H1)일 수 있다. 캐소드 전극의 광 투과율은 80% 내지 90%이므로 개구부(H1)에 의해 투광 영역(AG)의 광 투과율은 더 증가할 수 있다.
캐소드 전극(CAT)에 개구부(H1)를 형성하는 방법은 특별히 한정하지 않는다. 예시적으로 캐소드 전극을 형성한 후 식각 공정을 이용하여 캐소드 전극에 개구부(H1)를 형성할 수도 있고, 기판(10)의 하부에서 IR 레이저를 이용하여 캐소드 전극을 제거할 수도 있다.
캐소드 전극(CAT) 상에는 평탄화층(PCL)이 형성되고 그 위에는 터치 센서(TOE)가 배치될 수도 있다. 이때, 투광 영역(AG)에서 터치 센서의 센싱 전극 및 배선은 투명한 재질(예: ITO 또는 메탈 메쉬) 재질로 제작되어 광 투과율을 높일 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 다양한 편광판 구조를 보여주는 도면이고, 도 9는 편광판의 흡수 스펙트럼이다.
편광판(18)은 제1 보호층(18a), 제2 보호층(18c) 및 제1 보호층(18a)과 제2 보호층(18c) 사이에 배치된 편광자(18b)를 포함할 수 있다.
편광자(18b)는 이색성(二色性) 물질을 포함할 수 있다. 이색성 물질은 요오드 및 유기 염료 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 유기 염료는 예를 들어, 아조계 색소, 스틸벤계 색소, 피라졸론계 색소, 트리페닐메탄계 색소, 퀴놀린계 색소, 옥사진계 색소, 티아진계 색소 및 안트라퀴논계 색소 등을 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
편광자(18b)는 연신 방향과 수직한 방향의 투과축을 갖는다. 요오드 분자와 염료 분자는 이색성을 보이기 때문에 연신 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 수직한 방향으로 진동하는 빛은 투과시키는 기능을 갖게 될 수 있다.
편광자(18b)는 투과축 방향에 대한 기계적 강도가 약하고, 열이나 수분에 의해 수축되거나 편광 기능이 떨어질 수 있다. 제1, 제2 보호층(18a, 18c)은 편광자(18b)를 투과하는 광의 특성을 변경시키지 않으며 편광자(18b)를 보호하기 위한 것으로, 예를 들어, 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetyl Cellulose; TAC)를 이용하여 형성할 수 있다. TAC는 광 투과율이 높고, 복굴절성이 비교적 낮으며, 표면 개질에 의한 친수화가 용이하여 편광자(18b)와의 적층이 용이하다.
도 8b을 참조하면, 편광판(18)은 편광자(18b)의 상, 하부에 다양한 기능층(18d, 18e, 18f, 18g)이 추가 배치될 수도 있다. 예시적으로 기능층(18d, 18e, 18f, 18g)은 PSA(Pressure Sensitive Adhesive), QWP(Quarter Wave Plate), HC(Hard Coating)을 포함할 수 있다. 그러나, 편광판(18)을 구성하는 대부분의 층은 편광자(18b)에 비해 광 투과율이 상대적으로 높다. 따라서, 투광 영역(AG)의 광 투과율을 높이기 위해서는 편광자(18b)의 광 투과율을 제어하는 것이 가장 중요할 수 있다.
도 9를 참조하면, 편광판(18)의 편광자(18b)는 요오드화합물로 구성되고 제1 요오드화합물(I2)은 약 450nm에서 최대 흡수 피크를 갖고, 제2 요오드화합물(KI5)은 약 610nm에서 최대 흡수 피크를 갖는다. 편광자(18b)의 흡수 스펙트럼에서 제1 요오드화합물(I2)의 흡수 피크와 제2 요오드화합물(KI5)의 흡수 피크가 상대적으로 크므로 이들의 흡수 피크를 낮출 필요가 있다.
도 10은 일 실시예에 따라 편광판에 제1 투광 패턴을 형성하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 11은 제1 투광 패턴이 형성된 편광판의 흡수 스펙트럼이고, 도 12는 제1 투광 패턴의 평면도이고, 도 13은 다른 실시예에 따라 편광판에 제1 투광 패턴을 형성된 구조를 보여주는 도면이다.
도 10과 같이 요오드화합물의 흡수율이 높은 파장대의 레이저를 조사하면 요오드화합물이 분해되어 제1 투광 패턴(18d)이 형성될 수 있다. 즉, 요오드 분자 간의 결합이 파괴되고, 분리된 요오드 분자가 승화됨으로써 탈색에 의한 제1 투광 패턴(18d)이 형성될 수 있다.
예시적으로 532nm 파장의 제1 레이저(LB)를 조사하면 제1 요오드화합물(I2)과 제2 요오드화합물(KI5)이 제1 레이저를 흡수하여 분해될 수 있다. 레이저 조사 장치(101)는 복수 개의 투광 영역을 이동하면서 제1 레이저를 조사하여 투광 영역 상에 각각 제1 투광 패턴(18d)을 형성할 수 있다.
이러한 구성에 의하면 단일 파장의 레이저를 조사하여 제1 요오드화합물(I2)과 제2 요오드화합물(KI5)을 동시에 분해시킬 수 있으므로 작업 속도가 빨라질 수 있다. 촬상 영역 내에서 투광 영역의 개수는 매우 많으므로 제1 투광 패턴의 개수도 매우 많이 형성할 필요가 있다.
도 11을 참조하면, 제1 요오드화합물의 광 흡수 피크와 제2 요오드화합물의 흡수 계수(Ac)가 매우 낮아졌음을 확인할 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 450nm 파장의 제2 레이저를 조사하면 제1 요오드화합물(I2)이 레이저를 대부분 흡수하여 분해될 수 있다. 또한, 610nm 파장의 제3 레이저를 조사하면 제2 요오드화합물(KI5)이 레이저를 대부분 흡수하여 분해될 수 있다. 제2 레이저와 제3 레이저의 조사는 복수 회 반복될 수 있다.
하기 표 1은, 청색, 녹색, 적색 파장 영역에서 제1 투광 패턴(18d) 형성전 편광판의 광 투과율과 제1 투광 패턴(18d) 형성 후 광 투과율을 측정한 결과이다. 측정 장비는 J&C Tech사의 Hazemeter(JCH-300S)를 사용하였다.
측정 결과, 청색 파장 대역에서는 8% 광 투과율이 개선되었고, 녹색 파장 대역에서는 15% 광 투과율이 개선되었다. 또한, 적색 영역에서는 16% 광 투과율이 개선되었다. 따라서, 제1 투광 패턴(18d)에 의해 편광판(18)의 광 투과율이 개선됨을 확인할 수 있다. 반면 적외선 영역대에서는 광 투과율의 변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.
Blue (470㎚) Green (555㎚) Red (650㎚) IR (940㎚)
투광패턴 형성 전 광 투과율 42% 43% 43% 90%
투광패턴 형성 후 광 투과율 50% 58% 59% 91%
이때, 조사되는 레이저의 파장대를 조절하면 청색, 녹색, 적색 파장대의 광 투과율이 균일해지도록 조절할 수도 있다. 만약 청색의 광 투과율이 녹색과 적색의 광 투과율에 비해 상대적으로 낮은 경우 청색 파장대의 레이저 광을 추가로 편광자에 조사할 수 있다. 그 결과 해당 파장 대역에서 광을 흡수하는 요오드화합물을 일부 분해시켜 청색의 광 투과율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 색 균일도를 향상시킬 수 있다.도 12를 참조하면, 편광판(18)의 제1 투광 패턴(18d)의 크기는 투광 영역(AG)과 대응될 수 있다. 예시적으로 제1 투광 패턴(18d)과 투광 영역(AG)의 사이즈(가로, 세로 또는 직경)는 5㎛ 내지 200㎛일 수 있다. 제1 투광 패턴의 사이즈가 5㎛보다 작은 경우 광 투과율의 개선 효과가 미미하며, 제1 투광 패턴의 사이즈가 200㎛보다 큰 경우 제1 투광 패턴이 외부에서 관찰되는 문제가 있다.
제1 투광 패턴(18d)의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예시적으로 제1 투광 패턴(18d)은 사각 형상일 수도 있고 원 형상일 수도 있다. 이 외에 다양한 형상을 가질 수도 있다. 즉, 제1 투광 패턴(18d)의 형상은 투명 영역(AG)의 형상과 동일하게 형성될 수 있다.
도 13을 참조하면, 편광판(18)의 제1 투광 패턴(18d)은 복수 개의 개구부를 포함할 수 있다. 즉, 편광자(18b)의 일부 영역을 제거하여 제1 투광 패턴(18d)을 형성할 수도 있다. 편광자(18b)를 일부 제거하는 방법은 특별히 한정하지 않는다. 예시적으로 반도체 식각 공정을 이용하여 편광자(18b)의 일부를 제거할 수도 있고, 레이저 식각을 이용할 수도 있다.
편광자(18b)는 예를 들어, 폴리비닐알콜계(Poly Vinyl Alcohol; PVA) 수지필름을 연신시키고, 수지필름을 요오드 및 유기 염료에 침지하여 요오드 분자와 염료 분자를 연신 방향으로 배열시킬 수 있다.
연신 공정이 완료된 편광자(18b)에 복수 개의 개구부를 형성하여 제1 투광 패턴(18d)을 형성할 수 있다. 이후 편광자(18b) 상에 제2 보호층(18c)을 형성하는 과정에서 제2 보호층(18c)의 일부가 복수 개의 제1 투광 패턴(18d)에 삽입되어 돌출부(18c-1)를 형성할 수도 있다.
도 14는 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시 패널에서 픽셀 영역의 단면 구조를 상세히 보여 주는 단면도이고, 도 15은 본 명세서의 일 실시예에 따른 픽셀 영역 및 투광 영역의 단면 구조이다.
표시 패널(100)의 단면 구조는 도 14에 한정되지 않는다. 도 14에서 TFT는 픽셀 회로의 구동 소자(DT)를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 픽셀 영역(PIX)에서 회로층, 발광 소자층 등이 기판(PI1, PI2) 상에 적층될 수 있다. 기판(PI1, PI2)은 제1 PI 기판(PI1) 및 제2 PI 기판(PI2)을 포함할 수 있다. 제1 PI 기판(PI1)과 제2 PI 기판(PI2) 사이에 무기막(IPD)이 형성될 수 있다. 무기막(IPD)은 수분 침투를 차단할 수 있다.
제1 버퍼층(BUF1)은 제2 PI 기판(PI2) 상에 형성될 수 있다. 제1 버퍼층(BUF1) 상에 제1 금속층이 형성될 수 있고, 제1 금속층 상에 제2 버퍼층(BUF2)이 형성될 수 있다.
제1 금속층은 포토리소그래피(Photolithography) 공정에서 패터닝될 수 있다. 제1 금속층은 광쉴드 패턴(light shield pattern, BSM)을 포함할 수 있다. 광쉴드 패턴(BSM)은 TFT의 액티브층에 빛이 조사되지 않도록 외부 광을 차단하여 픽셀 영역에 형성된 TFT의 광전류(photo current)를 방지할 수 있다.
광쉴드 패턴(BSM)은 촬상 영역(CA)에서 제거되어야 할 금속층(예: 캐소드 전극)에 비하여 레이저 어블레이션 공정에서 이용되는 레이저 파장의 흡수 계수가 낮은 금속으로 형성되면, 광쉴드 패턴(BSM)은 레이저 어블레이션 공정에서 레이저 빔(LB)을 차단하는 광쉴드 층(LS)의 역할을 겸할 수 있다.
제1 및 제2 버퍼층(BUF1, BUF2) 각각은 무기 절연재료로 형성되고, 하나 이상의 절연층으로 이루어질 수 있다.
액티브층(ACT)은 제2 버퍼층(BUF2) 상에 증착되는 반도체 물질로 형성되고 포토-리소그래피 공정에 의해 패터닝될 수 있다. 액티브층(ACT)은 픽셀 회로의 TFT들과 게이트 구동부의 TFT 각각의 액티브 패턴을 포함할 수 있다. 액티브층(ACT)은 이온 도핑에 의해 일 부분이 금속화될 수 있다. 금속화된 부분은 픽셀 회로의 일부 노드에서 금속층들을 연결하는 점퍼 패턴(jumper pattern)이로 이용되어 픽셀 회로의 구성 요소들을 연결할 수 있다.
게이트 절연층(GI)은 액티브층(ACT)을 덮도록 제2 버퍼층(BUF2) 상에 형성될 수 있다. 게이트 절연층(GI)은 무기 절연재료로 이루어질 수 있다.
제2 금속층은 제2 게이트 절연층(GI) 상에 형성될 수 있다. 제2 금속층은 포토-리소그래피 공정에 의해 패터닝될 수 있다. 제2 금속층은 게이트 라인 및 게이트 전극 패턴(GATE), 스토리지 커패시터(Cst1)의 하부 전극, 제1 금속층과 제3 금속층의 패턴을 연결하는 점퍼 패턴 등을 포함할 수 있다.
제1 층간 절연층(ILD1)은 제2 금속층을 덮도록 게이트 절연층(GI) 상에 형성될 수 있다. 제1 층간 절연층(ILD2) 상에 제3 금속층이 형성되고, 제2 층간 절연층(ILD2)이 제3 금속층을 덮을 수 있다. 제3 금속층은 포토-리소그래피 공정에 의해 패터닝될 수 있다. 제3 금속층은 스토리지 커패시터(Cst1)의 상부 전극과 같은 금속 패턴들(TM)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 층간 절연층들(ILD1, ILD2)은 무기 절연재료를 포함할 수 있다.
제2 층간 절연층(ILD2) 상에 제4 금속층이 형성되고, 그 위에 무기 절연층(PAS1)과 제1 평탄화층(PLN1)이 적층될 수 있다. 제5 금속층이 제1 평탄화층(PLN1) 상에 형성될 수 있다.
제4 금속층의 일부 패턴은 제1 평탄화층(PLN1)과 무기 절연층(PAS1)을 관통하는 콘택홀(Contact hole)을 통해 제3 금속층에 연결될 수 있다. 제1 및 제2 평탄화층(PLN1, PLN2)은 표면을 평탄하게 하는 유기 절연재료로 이루어질 수 있다.
제4 금속층은 제2 층간 절연층(ILD2)을 관통하는 콘택홀을 통해 TFT의 액티브 패턴에 연결되는 TFT의 제1 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 데이터 라인(DL)과, 전원 배선들(PL1, PL2, PL3)은 제4 금속층의 패턴(SD1) 또는 제5 금속층의 패턴(SD2)으로 구현될 수 있다.
발광 소자(OLED)의 제1 전극층인 애노드 전극(AND)은 제2 평탄화층(PLN2) 상에 형성될 수 있다. 애노드 전극(AND)은 제2 평탄화층(PLN2)을 관통하는 콘택홀을 통해 스위치 소자 또는 구동 소자로 이용되는 TFT의 전극에 연결될 수 있다. 애노드 전극(AND)은 투명 또는 반투명 전극 물질로 이루어질 수 있다.
픽셀 정의막(BNK)은 발광 소자(OLED)의 애노드 전극(AND)을 덮을 수 있다. 픽셀 정의막(BNK)은 픽셀들 각각에서 외부로 빛이 통과되는 발광 영역(또는 개구 영역)을 정의하는 패턴으로 형성될 수 있다. 픽셀 정의막(BNK) 상에 스페이서(SPC)가 형성될 수 있다. 픽셀 정의막(BNK)과 스페이서(SPC)는 동일한 유기 절연 재료로 일체화될 수 있다. 스페이서(SPC)는 유기 화합물(EL)의 증착 공정에서 FMM(Fine Metal Mask)가 애노드 전극(AND)과 접촉되지 않도록 FMM과 애노드 전극(AND) 사이의 갭(gap)을 확보할 수 있다.
픽셀 정의막(BNK)에 의해 정의된 픽셀들 각각의 발광 영역에 유기 화합물(EL)이 형성될 수 있다. 발광 소자(OLED)의 제2 전극층인 캐소드 전극(CAT)은 픽셀 정의막(BNK), 스페이서(SPC), 및 유기 화합물(EL)을 덮도록 표시 패널(100)의 전면에 형성될 수 있다. 캐소드 전극(CAT)은 그 하부의 금속층들 중 어느 하나로 형성된 VSS 라인(PL3)에 연결될 수 있다. 캡핑층(CPL)은 캐소드 전극(CAT)을 덮을 수 있다. 캡핑층(CPL)은 무기 절연재료로 형성되어 공기(air)와 캡핑층(CPL) 상에 도포되는 유기 절연재료의 아웃 개싱(out gassing)의 침투를 차단하여 캐소드 전극(CAT)을 보호할 수 있다. 무기 절연층(PAS2)이 캡핑층(CPL)을 덮고, 무기 절연층(PAS2) 상에 평탄화층(PCL)이 형성될 수 있다. 평탄화층(PCL)은 유기 절연 재료를 포함할 수 있다. 봉지층의 무기 절연층(PAS3)이 평탄화층(PCL) 상에 형성될 수 있다.
편광판(18)은 무기 절연층(PAS3) 상에 배치되어 표시장치의 야외 시인성을 개선할 수 있다. 편광판(18)은 표시 패널(100)의 표면으로부터 반사되는 빛을 줄이고, 회로층(12)의 금속으로부터 반사되는 빛을 차단하여 픽셀들의 밝기를 향상시킬 수 있다.
도 15을 참조하면, 투광 영역(AG)에서 편광판(18)은 제1 투광 패턴(18d)이 형성될 수 있다. 제1 투광 패턴(18d)은 레이저에 의해 편광자(18b)가 변색되어 형성될 수도 있고, 편광자(18b)가 일부 제거되어 형성될 수도 있다.
투광 영역(AG)에서 캐소드 전극(CAT)은 개구부(H1)가 형성될 수 있다. 이러한 개구부(H1)는 픽셀 정의막(BNK) 상에 캐소드 전극(CAT)을 형성한 후 캐소드 전극(CAT)과 픽셀 정의막(BNK)을 한번에 식각하여 형성할 수 있다. 따라서, 픽셀 정의막(BNK)은 제1 홈(RC1)이 형성되고 제1 홈(RC1) 상에는 캐소드 전극(CAT)의 개구부(H1)가 형성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 투광 영역(AG)에는 픽셀 정의막이 형성되지 않고 캐소드 전극(CAT)은 제2 평탄화층(PLN2) 상에 배치될 수도 있다.
실시예에 따르면, 투광 영역(AG)에서 편광판(18)은 제1 투광 패턴(18d)이 형성되고 캐소드 전극은 개구부(H1)가 형성되므로 광 투과율이 향상될 수 있다. 따라서, 카메라 모듈(400)에 충분한 광량이 유입되므로 카메라 성능이 개선될 수 있다. 또한 촬상된 이미지 데이터의 노이즈가 줄어들 수 있다.
도 16은 도 15의 제1 변형예이고, 도 17는 도 15의 제2 변형예이다.
도 16을 참조하면, 투광 영역(AG)에서 회로층의 버퍼층 및 복수 개의 절연층을 적어도 하나 이상 관통하는 제2 홈(RC2)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 평탄화층(PLN1)은 제2 홈(RC2)에 삽입되는 돌출부를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의하면 복수 개의 층의 계면이 생략되므로 투광 영역(AG)의 광 투과율이 개선될 수 있다.
도 17를 참조하면, 기판(PI1, PI2)은 복수 개의 절연층이 형성된 제1 면(상면)에 제3 홈(RC3)이 형성될 수 있고, 제3 홈(RC3)은 제2 홈(RC2)과 연결될 수 있다. 즉, 무기 절연막(ILD2, PAS1)을 형성한 후 제2 홈(RC2)을 형성하는 과정에서 제2 PI 기판(PI2)까지 홈을 형성할 수 있다. 또한, 필요에 따라 무기막(IPD)을 관통하여 제2 PI 기판(PI2)의 일부 영역까지 홈을 형성할 수도 있다.
도 18 내지 도 21은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 영역과 촬상 영역의 단면 구조이다.
도 15 내지 도 17에서 설명된 촬상 영역(CA)의 광 투과율 향상 구조에도 불구하고, 기판(PI1, PI2) 자체의 광 투과율이 낮아 카메라 화질 확보에 어려움을 겪는 경우가 있다. 특히 기판으로 유색 폴리이미드(polyimide)가 사용될 때, 청색 광의 투과율이 낮아 이러한 문제가 자주 발생한다. 반면, 기판으로 투명 폴리이미드가 사용되면 투과율은 좋지만, 내구성 문제가 있어 양산 공정에 적용하기에 어렵다. 이에 발명자들은 공정에 더 적합한 유색 폴리이미드(예: yellow PI)를 사용하면서도 광 투과율에 문제가 없는 기판 구조를 고안하였다. 상기 구조는, 기판의 제2 영역(CA)에 대응된 위치에 나머지 부분보다 광 투과율이 높은 고투과 구역을 마련하여 구현될 수 있다. 도 15 내지 도 17에서와 같이 이중 폴리이미드 기판이 사용된 경우에, 상기 고투과 구역은 제1 PI 기판(PI1) 및/또는 제2 PI 기판(PI2)에 마련될 수 있다. 이때 상기 고투과 구역은 촬상 영역(CA)의 전체 또는 일 부분에 대응하여 마련될 수 있다. 상기 고투과 구역은, 촬상 영역(CA)의 기판 중 일부 영역을 제거하고, 제거된 공간을 투과도가 높은 물질로 채우는 과정을 통해 형성될 수 있다. 상기 충진 물질은 청색 광의 투과율이 높고, 다른 구역과의 색 균형(color balance)이 유지되는 물질 중에 선택될 수 있다.
도 18 내지 21에 도시된 표시 패널은, 제1 픽셀이 배치된 제1 영역(DA), 및 제2 픽셀과 상기 제2 픽셀 사이의 투광 영역(AG)이 배치된 제2 영역(CA)을 갖는 기판; 상기 투광 영역(AG) 상에 배치되며, 나머지 영역보다 광 투과율이 높은 투광 패턴(18d)을 갖는 편광판(18)을 포함할 수 있다. 상기 제2 영역(CA)은 카메라 모듈(400)과 중첩되고, 상기 제2 영역(CA)에 배치된 제2 픽셀의 해상도는 상기 제1 영역(DA)에 배치된 제1 픽셀의 해상도보다 낮을 수 있다.
상기 기판은 제1 기판(PI1), 제2 기판(PI2) 및 상기 제1 기판(PI1)과 상기 제2 기판(PI2) 사이의 무기막(IPD)을 포함할 수 있다. 이때 상기 제1 픽셀과 상기 제2 픽셀은 상기 제2 기판(PI2) 상에 배치된다. 상기 고투과 구역은, 상기 제1 기판(PI1)에 마련된 제1 고투과 구역 및 상기 제2 기판(PI2)에 마련된 제2 고투과 구역 중 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 기판에 구비된 고투과 구역은, 상기 편광판(18)의 투광 패턴(18d)과 대응되도록 위치할 수 있다. 이 경우에 상기 고투과 구역은 상기 투광 패턴(18d)과 실질적으로 동일한 형태 및 면적으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 상이한 형태 및 면적으로 구현될 수도 있다. 상기 편광판(18)은 제1 보호층, 제2 보호층 및 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층 사이에 배치되는 편광자(18b)를 포함하고, 상기 투광 패턴(18d)은 상기 편광자(18b)에 형성될 수 있다. 상기 투광 패턴(18d)은 상기 편광(18b)자에 형성된 개구부를 포함할 수 있으며, 이때 상기 제1 보호층은 상기 개구부에 삽입된 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 투광 영역은 상기 편광자(18b)에 형성된 변색 영역을 포함할 수 있으며, 상기 변색 영역은 상기 편광자(18b)의 요오드화합물이 분해된 영역일 수 있다.
도 18은 제1 기판(PI1)에 마련된 제1 고투과 구역(1810)을 나타낸다. 도 18의 실시예에서 상기 제1 고투과 구역(1810)은, 상기 제1 기판(PI1)이 제거되고 투명 레진(resin)으로 채워진 구역일 수 있다. 이때 상기 제1 고투과 구역(1810)은, 원장 기판으로부터 상기 기판(PI1, PI2)을 탈착하는 공정, 상기 제1 기판(PI1)의 특정 구역을 트리밍(trimming)하는 공정, 상기 트리밍으로 제1 기판이 제거된 공간을 투명 레진으로 채우는 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 19a 및 19b는 제1 기판(PI1)에 마련된 제1 고투과 구역(1910a, 1910b)과 제2 기판(PI2)에 마련된 제2 고투과 구역(1920a, 1920b)을 나타낸다. 상기 제1 고투과 구역(1910a, 1910b)은 도 18의 제1 고투과 구역(1810)과 동일하게 구비될 수 있다. 제2 고투과 구역(1920a, 1920b)은 상기 제2 기판(PI2)이 제거되고 투명 유기물 또는 투명 무기물로 채워진 구역일 수 있다.
상기 제2 고투과 구역(1920a, 1920b)은, 상기 제2 기판(PI2)의 특정 구역을 식각하는 공정, 상기 트리밍된 공간을 유기막 및/또는 무기막으로 채우는 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 유기물 또는 무기물은, 제1 픽셀 또는 제2 픽셀을 구성하는 레이어(layer)들, 즉 제1 버퍼층(BUF1); 제2 버퍼층(BUF2); 게이트 절연층(GI); 제1 층간 절연층(ILD1); 제2 층간 절연층(ILD2); 제1 평탄화층(PLN1); 제2 평탄화층(PLN2) 등과 동일한 물질일 수도 있고, 별개의 물질일 수도 있다.
상기 제1 고투과 구역(1910a, 1910b)과 상기 제2 고투과 구역(1920a, 1920b)은 테이퍼(taper) 형태의 단면을 가질 수 있다. 이때 도 19a와 같이 상기 제1 고투과 구역(1910a,)과 상기 제2 고투과 구역(1920a)의 단면은 서로 반대 방향을 향하는 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 고투과 구역(1910a)은 정 테이퍼, 상기 제2 고투과 구역(1920a)은 역 테이펴 형상을 갖거나 혹은 그 반대일 수 있다. 또 다르게는, 도 19b와 같이 상기 제1 고투과 구역(1910b)과 상기 제2 고투과 구역(1920b)은 같은 단면 형상을 가질 수도 있다. 즉 둘 다 역 테이퍼 또는 정 테이퍼 형상일 수 있다. 이때 특히 도 19b와 같이 단면으로 보았을 때 상기 제1 고투과 구역(1910b)의 측변과 상기 제2 고투과 구역(1920b)의 측변이 동일 선상에 있을 수 있다. 이러한 형태는 상기 제1 고투과 구역(1910b)과 상기 제2 고투과 구역(1920b)을 한 번에 전부 식각한 후, 그 공간에 제1 고투과 구역 충진 물질, 무기막(IPD), 제2 고투과 구역 충진 물질을 차례로 채워서 만들 수 있다.
도 20은 제1 기판(PI1)에 마련된 제1 고투과 구역(2010)과 제2 기판(PI2)에 마련된 제2 고투과 구역(2020)을 나타낸다. 상기 제2 고투과 구역(2020)은 상기 제2 영역(CA) 내의 투과 영역(AG)과 대응된 위치에 마련될 수 있다. 즉, 상기 제2 고투과 구역(2020)은 상기 제2 영역(CA) 내에 다수 개가 구비될 수 있다.
도 21은 상기 제2 영역(CA)에 배치된 반사 방지층(AR1, AR2, AR3, AR4)을 더 포함한 실시예를 나타낸다. 상기 반사 방지층(AR1, AR2, AR3, AR4)은 외부 광이 패널 내부로 쉽게 들어올 수 있게 하며, 패널 반사로 인한 고스트(ghost) 이미지를 경감하도록 구비된다. 상기 반사 방지층(AR1, AR2, AR3, AR4)은 패널의 계면 반사를 저감시킬 수 있다. 또, 상기 반사 방지층(AR1, AR2, AR3, AR4)은 가시 영역의 광을 선택적으로 투과 /반사하여 헤이즈(haze) 및/또는 확산 광을 줄일 수 있다.
상기 반사 방지층(AR1, AR2, AR3, AR4)은, 카메라 모듈(400)을 향해 특정 각도로 입사되는 광을 선택적으로 투과하는 기능을 수행할 수 있다. 헤이즈(haze)는 D.T/T.T (D.T: Diffuse transmittance, T.T: Total transmittance)로 산출되기도 하는데, 이는 확산(또는 산란)된 광이 카메라로 입사할 경우 헤이즈가 많이 나타남을 의미한다. 이에, D.T 성분을 줄이기 위한 일 실시예로서 상기 반사 방지층(AR1, AR2, AR3, AR4)은, 380~780nm 파장 대역에서 직진 광과 10도 이내의 각도 차로 입사한 광은 투과하고, 10도 이상의 각도 차로 입사한 광은 반사하도록 설계될 수 있다.
상기 반사 방지층은, 상기 편광판(18)의 상부(AR1), 상기 편광판(18)의 하부(AR2), 층간 절연층(ILD1, ILD2)의 상부(AR3), 상기 기판의 하부(AR4) 중 적어도 어느 한 곳 이상에 위치할 수 있다. 상기 반사 방지층(AR1, AR2, AR3, AR4)은, 상기 제1 고투과 구역(2010) 및/또는 상기 제2 고투과 구역(2020)과 중첩하는 위치에만 선택적으로 패터닝될 수도 있다. 상기 반사 방지층(AR1, AR2, AR3, AR4)은, MgF2, CeF2, ZrO2, SiO2, TiO2, Al2O3 중 어느 하나 이상의 물질로 구성될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 그 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 당업자에 의해 기술적으로 다양하게 연동 및 구동될 수 있으며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시되거나 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 제1 픽셀이 배치된 제1 영역; 및 제2 픽셀과 상기 제2 픽셀 사이의 투광 영역이 배치된 제2 영역을 갖는 기판; 및
    상기 투광 영역 상에 배치되며, 나머지 영역보다 광 투과율이 높은 투광 패턴을 갖는 편광판을 포함하고,
    상기 기판은 상기 제2 영역에 대응된 위치에 나머지 부분보다 광 투과율이 높은 고투과 구역을 구비한 표시 패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 영역은 카메라 모듈과 중첩되고,
    상기 제2 영역에 배치된 제2 픽셀의 해상도는 상기 제1 영역에 배치된 제1 픽셀의 해상도보다 낮은 표시 패널.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 고투과 구역은 상기 투광 패턴과 대응되도록 위치한 표시 패널.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 기판은 제1 기판, 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 무기막을 포함하고,
    상기 제1 픽셀과 상기 제2 픽셀은 상기 제2 기판 상에 배치되고,
    상기 고투과 구역은, 상기 제1 기판에 마련된 제1 고투과 구역 및 상기 제2 기판에 마련된 제2 고투과 구역 중 적어도 하나 이상 포함하는 표시 패널.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 고투과 구역은, 상기 제1 기판이 제거되고 투명 레진으로 채워진 구역인 표시 패널.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 고투과 구역은, 상기 제2 기판이 제거되고 투명 유기물 또는 투명 무기물로 채워진 구역인 표시 패널.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 유기물 또는 투명 무기물은, 제1 픽셀 또는 제2 픽셀에 포함된 레이어와 동일한 물질인 표시 패널.
  8. 제4 항에 있어서, 상기 제2 고투과 구역은 상기 제2 영역 내의 투과 영역과 대응된 위치에 마련된 표시 패널.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 고투과 구역과 상기 제2 고투과 구역은 테이퍼 형태의 단면을 갖고,
    단면으로 보았을 때 상기 제1 고투과 구역과 상기 제2 고투과 구역의 측면이 동일 선상에 있는 표시 패널.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 편광판은 제1 보호층, 제2 보호층 및 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층 사이에 배치되는 편광자를 포함하고,
    상기 투광 패턴은 상기 편광자에 형성되는 표시 패널.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 투광 패턴은 상기 편광자에 형성된 개구부를 포함하는 표시 패널.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 상기 개구부에 삽입된 돌출부를 포함하는 표시 패널.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 투광 영역은 상기 편광자에 형성된 변색 영역을 포함하는 표시 패널.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 변색 영역은 상기 편광자의 요오드화합물이 분해된 영역인 표시 패널.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 배치되며, 입사 광의 확산 또는 반사을 저감하도록 구비된 반사 방지층을 더 포함한 표시 패널.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 반사 방지층은, 층간 절연층의 상부, 상기 기판의 하부, 상기 편광판의 상부, 상기 편광판의 하부 중 적어도 어느 한 곳 이상에 위치한 표시 패널.
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