KR20220001967A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20220001967A
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임미란
유준석
박성진
강민하
최정훈
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 명세서는 표시 장치를 개시한다. 상기 표시 장치는, 제1 서브 픽셀들이 제1 밀도로 배치된 제1 영역; 및 제2 서브 픽셀들이 상기 제1 밀도보다 작은 제2 밀도로 배치된 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 제2 서브 픽셀들을 구동하는 소자들이 배치된 복수 개의 서브 픽셀 영역들; 및 상기 제2 서브 픽셀들을 구동하는 소자들이 배치되지 않은 개구 영역을 포함하고, 상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 각각은, 제1 방향으로 인접한 다른 서브 픽셀 영역과 빛이 투과할 정도의 소정 간격으로 이격될 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 입력방식과, 카메라 및 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 표시영역이 줄어들 수 밖에 없는 문제점이 있다.
이에 따라, 종래에는, 디스플레이 장치는, 광학 장치의 설치 및 노출을 위해 큰 베젤을 갖는 디자인으로 설계되거나, 표시 패널이 노치 형태로 잘려나가는 디자인으로 설계되거나, 광학 장치가 표시 패널의 일부분에 홀 형태로 노출되는 디자인으로 설계되어왔다.
본 명세서는 표시 장치 및 그와 결합한 광학 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 장치가 제공된다. 상기 표시 장치는, 제1 서브 픽셀들이 제1 밀도로 배치된 제1 영역; 및 제2 서브 픽셀들이 상기 제1 밀도보다 작은 제2 밀도로 배치된 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 제2 서브 픽셀들을 구동하는 소자들이 배치된 복수 개의 서브 픽셀 영역들; 및 상기 제2 서브 픽셀들을 구동하는 소자들이 배치되지 않은 개구 영역을 포함하고, 상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 각각은, 제1 방향으로 인접한 다른 서브 픽셀 영역과 빛이 투과할 정도의 소정 간격으로 이격될 수 있다. 상기 표시 장치는 상기 제2 영역에 대응된 위치에 광학 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 중 일부는, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 개구 영역을 사이에 두고 다른 서브 픽셀 영역과 이격될 수 있다. 이때, 상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 중 다른 일부는, 상기 제2 방향으로 상기 개구 영역을 사이에 두지 않고 다른 서브 픽셀 영역과 이격될 수 있다. 상기 제2 방향으로 이격된 거리는 상기 제1 방향으로 이격된 거리보다 더 클 수 있다.
상기 제2 방향로 이격된 서브 픽셀 영역들은, 서브 픽셀 영역 중 적어도 일 부분이 일 직선 상에 있을 수 있다. 상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 사이에는 상기 제1 방향으로 연장한 배선은 없고 제2 방향으로 연장된 배선만 있을 수 있다. 상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 각각이 상기 제1 방향으로 인접한 다른 서브 픽셀 영역과 이격된 거리는 9 마이크로미터(μm) 이상일 수 있다.
상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들은, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 배열된 상기 개구 영역들 사이에 4개씩 배치될 수 있다.
이때, 상기 4개의 서브 픽셀 영역들은, 일 측 2개의 서브 픽셀 영역들로 구성된 제1 그룹 및 타 측 2개의 서브 픽셀 영역들로 구성된 제2 그룹으로 구분되고, 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹 사이의 간격은, 상기 제1 그룹 또는 상기 제2 그룹 내부의 서브 픽셀 영역들 사이의 간격보다 더 클 수 있다.
또는, 상기 4개의 서브 픽셀 영역들은, 일 측 3개의 서브 픽셀 영역들로 구성된 제1 그룹 및 타 측 1개의 서브 픽셀 영역들로 구성된 제2 그룹으로 구분되고, 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹 사이의 간격은, 상기 제1 그룹 내부의 서브 픽셀 영역들 사이의 간격보다 더 클 수 있다. 이때 상기 4개의 서브 픽셀 영역들은, 상기 개구 영역을 중심으로 다른 4개의 서브 픽셀 영역들과 제1 방향으로 대칭일 수 있다.
또 다르게는, 상기 4개의 서브 픽셀 영역들 중 어느 2개의 서브 픽셀 영역은, 다른 두 개의 서브 픽셀 영역과의 간격보다 더 가까이 서로 인접할 수 있다.
본 명세서의 다른 실시예에 따라 유기발광 표시장치가 제공된다. 상기 유기발광 표시장치는, 복수 개의 서브 픽셀들이 하나의 픽셀을 이루는 유기발광 표시 장치로서, 제1 픽셀들이 배치된 제1 영역 및 제2 픽셀들이 상기 제1 영역보다 덜 밀집하게 배치된 제2 영역을 갖는 표시 패널; 및 상기 제2 영역에 대응되게 위치한 광학 센서를 포함하고, 상기 제1 픽셀 및 상기 제2 픽셀은 복수 개의 서브 픽셀들로 이루어지며, 상기 제2 영역은 상기 제2 픽셀들 사이에 있는 제1 투과 영역 및 상기 제2 픽셀들을 이루는 서브 픽셀들 사이에 있는 제2 투과 영역을 구비하여 상기 제2 영역에 배치된 서브 픽셀 사이에 투과 영역이 없는 표시 장치에 비하여 상기 광학 센서가 상기 제2 영역을 통해 더 균일한 이미지 데이터를 수집할 수 있다.
상기 유기발광 표시장치는 상기 제2 영역에 배치된 서브 픽셀 사이에 투과 영역이 없는 표시 장치에 비해서 획득된 이미지 데이터의 MTF(Modulation Transfer Function) 곡선의 급감 량이 적을 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서의 실시예들은, 표시 영역에 배치된 광학 장치의 성능이 개선된 표시 장치를 제공할 수 있다.. 이에 따라 본 명세서의 실시예에 따라 광학 장치를 탑재한 표시 장치는 심미성과 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 전자 장치에 포함될 수 있는 예시적인 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 제2 영역의 평면도이다.
도 3a 및 3b는 제2 영역을 통해 촬영된 이미지에 대한 분석을 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 4e는 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치의 픽셀 배치를 나타낸 평면도이다.
도 5a 및 5b는 도 4의 실시예에 따라 제2 영역을 통해 촬영된 이미지에 대한 분석을 나타낸 단면도이다.
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 전자 장치에 포함될 수 있는 예시적인 표시 장치를 나타내는 도면이다.
표시 장치(100)는 적어도 하나의 표시 영역(Active Area, AA)을 포함하고, 표시 영역에는 픽셀(pixel)들의 어레이(array)가 형성된다. 그리고, 하나 이상의 비표시 영역(Non-active Area, NA)이 표시 영역의 주위에 배치될 수 있다. 예를 들면, 비표시 영역은, 표시 영역의 하나 이상의 측면에 인접할 수 있다. 도 1에서는 비표시 영역(NA)이 사각형 형태의 표시 영역(AA)을 둘러싸고 있다. 그러나, 표시 영역(AA)의 형태 및 표시 영역(AA)에 인접한 비표시 영역(NA)의 형태/배치는 도시된 예에 한정되지 않고, 표시 영역(AA) 및 비표시 영역(NA)은, 표시 장치(100)를 탑재한 전자장치의 디자인에 적합한 형태일 수 있다. 표시 영역(AA)의 예시적 형태는 오각형, 육각형, 원형, 타원형 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
표시 영역(AA) 내의 각 픽셀은 픽셀 회로와 연관될 수 있다. 상기 픽셀 회로는, 백플레인(backplane) 상의 하나 이상의 스위칭 트랜지스터 및 하나 이상의 구동 트랜지스터로 구현될 수 있다. 각 픽셀 회로는, 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버와 같은 하나 이상의 구동 회로와 통신하기 위해, 게이트 라인 및 데이터 라인과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 게이트 드라이버는 비표시 영역에 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)로 구현될 수 있다. 이러한 게이트 드라이버는 GIP(Gate-In-Panel)로 지칭될 수 있다. 또한, 데이터 드라이버 IC(Integrated Circuit)와 같은 몇몇 부품들은, FPCB(Flexible Printed Circuit Board), COF(Chip On Film), TCP(Tape-Carrier-Package) 등과 같은 회로 기판에 탑재될 수 있다. 상기 회로 기판들은 비표시 영역(NA)에 배치된 연결 인터페이스, 예를 들면, 패드, 범프, 핀 등과 결합될 수 있다.
상기 표시 장치(100)는, 다양한 신호를 생성하거나 표시 영역내의 픽셀을 구동하기 위한, 다양한 부가 요소들을 포함할 수 있다. 픽셀을 구동하기 위한 부가 요소는 인버터 회로, 멀티플렉서, 정전기 방전(Electrostatic Discharge: ESD)회로 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 표시 장치(100)는 픽셀 구동 이외의 기능과 연관된 부가 요소도 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 장치(100)는 터치 감지 기능, 사용자 인증 기능(예: 지문 인식), 멀티 레벨 압력 감지 기능, 촉각 피드백(Tactile Feedback) 기능 등을 제공하는 부가 요소들을 포함할 수 있다.
표시 영역(AA)은 픽셀들이 서로 다른 해상도(밀도)로 배치된 다수 개의 영역을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 표시 영역(AA)은 제1 해상도를 갖는 제1 영역(A1), 제2 해상도를 갖는 제2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 이때 상기 제1 해상도는 상기 제2 해상도보다 클 수 있다. 일 실시예에서 상기 제1 영역(A1)은 상기 표시 영역(AA)의 대부분을 차지할 수 있다. 그리고, 상기 제2 영역(A2)은 상기 표시 영역(AA)에서 상기 제1 영역(A1)을 제외한 일부 영역일 수 있으며, 표시 영역(AA)의 일 측에 위치할 수 있다.
광학 센서(210, 220)가 상기 제2 영역(A2)과 대응하는 영역에 위치할 수 있다. 상기 광학 센서(210, 220)는 이미지 센서, 근접 센서, 조도 센서, 제스처 센서, 모션 센서, 지문 인식 센서 및 생체 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 센서(210, 220)는 표시 영역(AA)의 제2 영역(A2)과 중첩하는 표시 장치(100)의 배면에 배치될 수 있다. 이러한 광학 센서(210, 220)의 배치로 비표시 영역(NA)의 증가나, 표시 영역(AA) 내에 특수 영역(예: 노치, 홀 등)의 형성없이도 풀 스크린 디스플레이(Full-screen display)가 구현될 수 있다.
상기 제1 영역(A1)과 상기 제2 영역(A2)은 모두 영상을 표시하지만, 상기 제2 영역(A2)에는 제2 서브 픽셀들(SP12, SP22, SP32)이 상기 제1 영역(A1)의 서브 픽셀들(SP11, SP21, SP31)보다 작은 밀도로 배치될 수 있다. 이는 상기 제2 영역(A2)의 광 투과율을 높여서 상기 광학 센서(210, 220)가 외부로부터 입사되는 광을 용이하게 감지하도록 하려는 목적이다. 광 투과율 향상을 위해 상기 제2 영역(A2)에는 제2 서브 픽셀들(SP12, SP22, SP32)이 배치되지 않은 투과 영역(또는 투명 영역)이 마련된다. 상기 투과 영역(AG)에는 각종 광 반사성 소자(금속 배선/전극 등)들이 배치되지 않거나, 또는 투과성이 높은 재료로 만들어진 소자들만 배치될 수 있다. 한편, 제2 영역(A2)에 상대적으로 적게 배치된 서브 픽셀들로 인한 휘도와 색좌표 변화를 보상하기 위한 화질 보상 알고리즘이 적용될 수도 있다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 제2 영역의 평면도이다.
제2 영역(A2)은, 앞서 설명한 것과 같이, 광학 장치(예: 카메라)가 그 곳을 통해 물체의 상을 인식하는 일종의 촬영 영역이라 할 수 있다. 상기 제2 영역(A2)은 복수 개의 서브 픽셀들로 구성된 제2 픽셀(P2)들을 포함할 수 있다. 제2 픽셀(P2)은 각각은 두 개 내지 네 개의 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 픽셀(P2)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 서브 픽셀을 포함하거나, 백색(W) 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 도 2에는 3종의 서브 픽셀들(SP1, SP2, SP3)을 4개 포함한 제2 픽셀(P2)들을 도시하였다. 도시된 제2 픽셀(P2)은 하나 또는 두 개의 픽셀로 동작할 수 있다.
상기 제2 영역(A2)에는 상기 제2 픽셀(P2)들의 사이에 개구 영역(AG)이 배치될 수 있다. 상기 개구 영역(AG)을 통해 외부 광이 광학 장치로 인입될 수 있다. 상기 개구 영역(AG)은 최소한의 손실로 빛이 입사될 수 있도록 설계될 수 있다. 일 예로. 상기 개구 영역(AG)은 서브 픽셀들 및/또는 금속 배선을 포함하지 않고 투명한 절연 재료들로 이루어질 수 있다. 상기 개구 영역(AG)의 형상은 원형으로 예시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 개구 영역(AG)은 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형태로 설계될 수 있다.
광 투과율이 높이기 위해 상기 개구 영역(AG)에서 금속 물질은 모두 제거될 수 있다. 이 경우, 서브 픽셀들을 구동하는 소자 및 전극/배선들은 개구 영역(AG)의 외측에 배치될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 개구 영역(AG)내의 일부 영역에는 금속 전극 물질이 잔존할 수도 있다.
도 3a 및 3b는 제2 영역을 통해 촬영된 이미지에 대한 분석을 나타낸 단면도이다.
발명자들은 도 2와 같은 서브 픽셀 및 개구 영역의 배치 구조에서 나타나는 문제점을 발견하였다. 그 중 하나는, 제2 영역(A2)을 통해 광학 장치가 획득하는 이미지 데이터를 통상적인 방법으로 처리하기 어렵다는 것이다. 도 2와 같은 구조일 때, 제2 영역을 통해 광학 장치가 광을 받아들이는 영역은 도 3a와 같이 묘사될 수 있다. 도 3a는 개구 영역(AG)을 통해서는 거의 전량의 광을 받아들이고, 그 외의 영역(서브 픽셀들의 구성 소자들이 배치된 영역)을 통해서는 광을 거의 받아들이지 못하는 것을 보여준다. 이와 같이 거의 특정 영역(정해진 개구 영역)들만을 통해 수광이 된다면, 전체적인 수광 량이 충분하더라도 촬영 이미지의 품질은 충분치 못하다는 것이 발명자들이 발견한 문제점이다.
일반적인 광학 렌즈의 MTF(Modulation Transfer Function) 곡선은 도 3b의 점선과 같은 형태를 나타낸다. 이는 빛을 가리는 물체들이 많이 밀집되어서 광이 차단된 부분에서는 데이터가 적게 획득되고, 반대로 빛을 가리는 물체들이 적게 있어서 광이 많이 입사된 부분에서는 데이터가 많이 획득되는 것을 의미한다. 이러한 경우는 얻어진 이미지 데이터를 용이하게 처리하는 많은 기법들이 알려져 있다.
하지만, 도 3a와 같은 조건에서 수집된 이미지 데이터의 MTF 곡선은 도 3b와 같이 나타난다. 도 3b에서, 이미지 데이터의 MTF 곡선은 렌즈 자체의 MTF 곡선에 비하여 급격한 (계곡 형태의) 감소 지점이 나타나 최적의 이미지 처리를 힘들게 만든다. 즉, 이러한 형태의 MTF 곡선은 차광 패턴(서브 픽셀의 밀집도)에 따라 데이터 획득량이 일정하게 변화하지 않아서 데이터 처리에 어려움이 있을 보여줄 수 있다. 특히, 정보량이 많을 것으로 예측된 지점(곡선이 급감하는 지점)에서 데이터 양이 매우 적다면, 획득된 이미지 데이터를 처리했을 때 잡음이나 왜곡이 발생할 확률이 높아진다.
이는 한정된 개구 영역만을 통해 외부 광이 유입되었기 때문에 나타나는 현상인 것으로 파악된다. 이에, 본 발명의 발명자들은 이미지 데이터의 수집과 처리에 더 유리한 촬상 영역의 배치 구조를 고안하였다.
도 4a 내지 4e는 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치의 픽셀 배치를 나타낸 평면도이다.
본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는, 화상이 표시되는 표시 영역(AA); 및 상기 표시 영역(AA) 주변의 비표시 영역(NA)을 포함한다. 상기 비표시 영역(NA)은 화상을 표시하지 않으며, 표시 영역(AA)의 소자들과 연관된 주변 요소(게이트 드라이버, 전원 배선 등)들을 포함할 수 있다.
상기 표시 영역(AA)은 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 포함한다. 도 1에서 설명한 것과 같이, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 모두 화상이 표시되는 영역이다. 상기 표시 장치는, 상기 제2 영역(A2)과 대응된 위치에 광학 센서(예: 카메라)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 영역(A1)과 상기 제2 영역(A2)에는 활용도에 맞게 서브 픽셀들이 서로 다른 방식으로 배치될 수 있다. 일 실시예로서, 상기 제1 영역(A1)에는 제1 서브 픽셀들(SP11, SP21, SP31)이 제1 밀도(PPI_1)로 배치되고, 상기 제2 영역(A2)에는 제2 서브 픽셀들(SP12, SP22, SP32)이 상기 제1 밀도보다 작은 제2 밀도(PPI_2)로 배치될 수 있다. 즉, PPI_1>PPI_2일 수 있다. 이에 상기 제1 영역(A1)은 고해상도 영역으로, 상기 제2 영역(A2)은 저해상도 영역으로 호칭될 수도 있다. 이렇게 표시 영역 중 일부의 서브 픽셀의 밀도(해상도)를 달리 설계하는 것은, 해당 영역을 통해 광학 센서가 수집하는 광량을 늘리기 위한 한 방법이 된다.
상기 제2 영역(A2)은 상기 제2 서브 픽셀들을 구동하는 소자들이 배치된 복수 개의 서브 픽셀 영역들(SP1, SP2, SP3); 및 상기 제2 서브 픽셀들을 구동하는 소자들이 배치되지 않은 개구 영역(AG)을 포함할 수 있다. 여기서 서브 픽셀 영역들(SP1, SP2, SP3)은 각각의 서브 픽셀을 구동하기 위한 요소들이 배치된 영역(면적)을 의미한다. 도 4a 내지 도 4e의 실시예들은, 도 2의 실시예와는 다르게 서브 픽셀 영역들(SP1, SP2, SP3)의 사이에도 투과 영역을 갖춘다. 예를 들어, 상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 각각은, 제1 방향(예: x 방향)으로 인접한 다른 서브 픽셀 영역과 빛이 투과할 정도의 소정 간격(예: 9 μm 이상)으로 이격될 수 있다. 즉, 어느 한 서브 픽셀 영역(예: SP2)은, 양 옆의 서브 픽셀 영역들(예: SP1 및 SP3)과 서로서로 소정 간격으로 떨어져 있다. 인접한 서브 픽셀 영역들 사이의 간격은, 투과 영역(AG)이 갖는 폭의 8 내지 10 %일 수 있다.
한편, 서브 픽셀 영역 사이의 공간에는 필수적인 최소한의 요소(예컨대, x 방향 연결 배선)를 제외하고는 아무것도 배치되지 않을 수 있다. 일 예로 상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 사이에는 상기 제2 방향으로 연장한 배선은 없고 제1 방향으로 연장된 배선만 있을 수 있다. 이와 같이 서브 픽셀 영역들 사이에 충분한 거리를 두는 이유는, 광학 센서가 입사 광을 인식하는 영역을 더 분산하여 이미지 데이터의 특성을 향상하려는 것이다.
일정 숫자의 서브 픽셀들이 모여 하나(또는 2 이상)의 픽셀을 구성하는데, 각 픽셀(또는 서브 픽셀 그룹) 사이마다 개구 영역(AG)이 마련될 수 있다. 반대로 말하면, 제1 방향 및 제2 방향으로 개구 영역(AG)들이 배열되어 있고, 개구 영역(AG)들의 사이사이에 픽셀 또는 서브 픽셀 그룹이 위치한다. 도 4a 내지 4e에 예시된 SP1, SP2, SP3, SP2로 구성된 단위 그룹은 개구 영역(AG)들로 둘러싸여 있다. 즉, 상기 단위 그룹들은, 개구 영역(AG)을 사이에 두고 서로 이격되어 있다.
이에, 단위 그룹을 이루는 복수 개의 서브 픽셀 영역들(SP1, SP2, SP3, SP2) 중 일부는, 제2 방향(예: y 방향)으로 상기 개구 영역(AG)을 사이에 두고 다른 서브 픽셀 영역과 이격될 수 있다. 또 상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 중 다른 일부는, 상기 제2 방향으로 상기 개구 영역을 사이에 두지 않고 다른 서브 픽셀 영역과 이격될 수 있다. 도면을 참고하여 설명하면, 임의의 행에 있는 단위 그룹의 서브 픽셀 영역들(SP1, SP2, SP3, SP2) 중 안쪽에 있는 서브 픽셀 영역들(SP2 또는 SP3)은 그 아래 또는 위의 행에 있는 단위 그룹 내의 서브 픽셀 영역과 개구 영역(AG)을 사이에 두고 이격된다. 그리고, 임의의 행에 있는 단위 그룹의 서브 픽셀 영역들(SP1, SP2, SP3, SP2) 중 가장 외곽에 있는 서브 픽셀 영역들(SP1 또는 SP2)은 그 아래 또는 위의 행에 있는 단위 그룹 내의 서브 픽셀 영역(SP2 또는 SP1)과 개구 영역(AG)을 사이에 두지 않고 이격될 수 있다. 개구 영역(AG)을 사이에 두지 않고 상기 제2 방향으로 이격된 거리는, 단위 그룹 내에서 서브 픽셀 영역 간에 상기 제1 방향으로 이격된 거리보다 더 클 수 있다.
상기 제2 방향로 이격된 서브 픽셀 영역들은, 그 서브 픽셀 영역 중 적어도 일 부분이 일 직선 상에 있을 수 있다. 도 4의 실시예들에서 보면, 단위 그룹 내의 서브 픽셀 영역들 중에서 최외곽 서브 픽셀 영역들은, 제2 방향으로 일 직선(L1) 상에 있음을, 즉 조금씩 겹쳐짐을 볼 수 있다. 이와 같이 상하 행 사이에 겹침이 있는 배치는, 한 단위 그룹 내에서 서브 픽셀 영역 사이의 간격을 더 크게 가져갈 수 있는 장점이 있다. 도 4a 내지 4e의 실시예에서, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 배열된 상기 개구 영역(AG)들 사이에 서브 픽셀 영역들이 4개씩 배치된다. 즉, 4개의 서브 픽셀 영역들(SP1, SP2, SP3, SP2)이 하나의 단위 그룹을 이루는 경우의 실시예들이다. 그러나, 도 4a 내지 4e에 도시된 것은 실시예일뿐이고, 하나의 단위 그룹에 포함된 서브 픽셀의 종류는 다양할 수 있다.
도 4a는 각 서브 픽셀 영역(SP1, SP2, SP3, SP2) 사이의 간격이 실질적으로 일정한 실시예를 나타낸다. 도 4a와 같은 배치 구조에서는 서브 픽셀 영역들(SP1, SP2, SP3)의 사이로도 광학 센서의 수광이 이루어질 수 있다. 따라서, 도 4a와 같은 배치 구조는 도 2의 구조에 비해 수광 영역이 다양하게 분포될 수 있어 더 안정적인 이미지 데이터 획득이 가능하다.
도 4b는 각 서브 픽셀 영역(SP1, SP2, SP3, SP2) 사이의 간격이 일정하지 않은 실시예를 나타낸다. 도 4b의 실시예에서, 4개의 서브 픽셀 영역들은 2개의 묶음 사이에 더 큰 간격을 갖는다. 즉, 4개의 서브 픽셀 영역들은, 일 측 2개의 서브 픽셀 영역들(예: SP1 및 SP2) 로 구성된 제1 그룹 및 타 측 2개의 서브 픽셀 영역들(예: SP3 및 SP2)로 구성된 제2 그룹으로 구분된다. 그리고, 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹 사이의 간격(D2b)은, 상기 제1 그룹 내부의 서브 픽셀 영역들(예: SP1 및 SP2) 사이의 간격(D1b) 또는 상기 제2 그룹 내부의 서브 픽셀 영역들(예: SP1 및 SP2) 사이의 간격(D3b)보다 더 크다.
도 4c는, 4개의 서브 픽셀 영역들 중 어느 2개의 서브 픽셀 영역들(SP1, SP2)은, 다른 두 개의 서브 픽셀 영역들(SP3, SP2)과의 간격보다 더 가까이 서로 인접한 실시예를 나타낸다. 즉, 인접한 어느 두 서브 픽셀들 사이의 이격 거리(D1c)는 상대적으로 작고, 나머지 서브 픽셀들 사이의 거리(D3c) 및 두 서브 픽셀 묶음과 바로 옆의 서브 픽셀 영역 사이의 거리(D2c)는 상기 D1c보다 더 크다. 이때 두 서브 픽셀의 묶음은 좌측 2개, 우측 2개 또는 가운데 2개 등으로 다양하게 선택될 수 있다. 또한, 서브 픽셀 영역의 배치 형태는 제2 영역(A2) 전체적으로 일정할 수도 있고, 개구 영역(AG)을 중심으로 좌우 및/또는 상하 대칭일 수도 있다.
도 4d 및 4e는 서브 픽셀 영역들 중 어느 3개의 서브 픽셀 영역들(SP1, SP2, SP3)은, 나머지 한 개의 서브 픽셀 영역들(SP2)과의 간격보다 더 가까이 서로 인접한 실시예를 나타낸다. 즉, 4개의 서브 픽셀 영역들은, 일 측 3개의 서브 픽셀 영역들로 구성된 제1 그룹 및 타 측 1개의 서브 픽셀 영역들로 구성된 제2 그룹으로 구분되고, 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹 사이의 간격은, 상기 제1 그룹 내부의 서브 픽셀 영역들 사이의 간격보다 더 크다. 이때 세 서브 픽셀의 묶음은 좌측 3개 또는 우측 3개로 선택될 수 있다. 또한, 서브 픽셀 영역의 배치 형태는 도 4d와 같이 제2 영역(A2) 전체적으로 일정할 수도 있고, 도 4e와 같이 개구 영역(AG)을 중심으로 좌우 대칭일 수도 있다.
상술한 실시예들을 종합하여 보면, 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치(예: 유기발광 표시장치)는, 복수 개의 서브 픽셀들이 하나의 픽셀을 이루는 표시 패널을 갖는다. 상기 표시 패널은, 제1 픽셀들이 배치된 제1 영역 및 제2 픽셀들이 상기 제1 영역보다 덜 밀집하게 배치된 제2 영역을 가질 수 있다. 여기서 상기 제1 픽셀 및 상기 제2 픽셀은 복수 개의 서브 픽셀들로 이루어진다. 상기 제2 영역은 상기 제2 픽셀들 사이에 있는 제1 투과 영역(AG) 및 상기 제2 픽셀들을 이루는 서브 픽셀들 사이에 있는 제2 투과 영역을 구비할 수 있다.
한편, 상기 표시 장치는, 상기 제2 영역에 대응되게 위치한 광학 센서를 포함한다. 상기 광학 센서는 상기 제2 영역을 통해 이미지를 촬영할 수 있다. 이때 상기 광학 센서는, 도 2와 같이 제2 영역에 배치된 서브 픽셀 사이에 투과 영역이 없는 표시 장치에 비하여, 상기 제2 영역을 통해 더 균일한 이미지 데이터를 수집할 수 있도록 구비된다. 즉, 도 4에 예시된 다양한 실시예를 통해 획득된 이미지 데이터는, 도 2와 같은 실시예에 비해 MTF 곡선 상의 변동 폭이 적어서 더 나은 품질을 갖게 된다.
도 5a 및 5b는 도 4의 실시예에 따라 제2 영역을 통해 촬영된 이미지에 대한 분석을 나타낸 단면도이다.
도 5a를 보면, 개구 영역들 외에도 서브 픽셀 영역 사이로도 수광 됨을 보인다. 이와 같은 조건에서 수집된 이미지 데이터의 MTF(Modulation Transfer Function) 곡선은 도 5b와 같이 나타난다. 도 3b와 비교했을 때, 도 5b의 MTF 곡선은 계곡 형태의 급감 지점이 적거나, 감소 정도가 줄어듦이 확인되었다.
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 (15)

  1. 제1 서브 픽셀들이 제1 밀도로 배치된 제1 영역; 및
    제2 서브 픽셀들이 상기 제1 밀도보다 작은 제2 밀도로 배치된 제2 영역을 포함하고,
    상기 제2 영역은
    상기 제2 서브 픽셀들을 구동하는 소자들이 배치된 복수 개의 서브 픽셀 영역들; 및
    상기 제2 서브 픽셀들을 구동하는 소자들이 배치되지 않은 개구 영역을 포함하고,
    상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 각각은, 제1 방향으로 인접한 다른 서브 픽셀 영역과 빛이 투과할 정도의 소정 간격으로 이격된 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 대응된 위치에 광학 센서를 더 포함한 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 중 일부는, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 개구 영역을 사이에 두고 다른 서브 픽셀 영역과 이격된 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 중 다른 일부는, 상기 제2 방향으로 상기 개구 영역을 사이에 두지 않고 다른 서브 픽셀 영역과 이격된 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 방향으로 이격된 거리는 상기 제1 방향으로 이격된 거리보다 더 큰 표시 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 방향로 이격된 서브 픽셀 영역들은, 서브 픽셀 영역 중 적어도 일 부분이 일 직선 상에 있는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 사이에는 상기 제1 방향으로 연장한 배선은 없고 제2 방향으로 연장된 배선만 있는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들 각각이 상기 제1 방향으로 인접한 다른 서브 픽셀 영역과 이격된 거리는 9 마이크로미터(μm) 이상인 표시 장치.
  9. 제3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 서브 픽셀 영역들은, 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 배열된 상기 개구 영역들 사이에 4개씩 배치된 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 4개의 서브 픽셀 영역들은,
    일 측 2개의 서브 픽셀 영역들로 구성된 제1 그룹 및 타 측 2개의 서브 픽셀 영역들로 구성된 제2 그룹으로 구분되고,
    상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹 사이의 간격은, 상기 제1 그룹 또는 상기 제2 그룹 내부의 서브 픽셀 영역들 사이의 간격보다 더 큰 표시 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 4개의 서브 픽셀 영역들은,
    일 측 3개의 서브 픽셀 영역들로 구성된 제1 그룹 및 타 측 1개의 서브 픽셀 영역들로 구성된 제2 그룹으로 구분되고,
    상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹 사이의 간격은, 상기 제1 그룹 내부의 서브 픽셀 영역들 사이의 간격보다 더 큰 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 4개의 서브 픽셀 영역들은,
    상기 개구 영역을 중심으로 다른 4개의 서브 픽셀 영역들과 제1 방향으로 대칭인 표시 장치.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 4개의 서브 픽셀 영역들 중 어느 2개의 서브 픽셀 영역은,
    다른 두 개의 서브 픽셀 영역과의 간격보다 더 가까이 서로 인접한 표시 장치.
  14. 복수 개의 서브 픽셀들이 하나의 픽셀을 이루는 유기발광 표시 장치로서,
    제1 픽셀들이 배치된 제1 영역 및 제2 픽셀들이 상기 제1 영역보다 덜 밀집하게 배치된 제2 영역을 갖는 표시 패널; 및
    상기 제2 영역에 대응되게 위치한 광학 센서를 포함하고,
    상기 제1 픽셀 및 상기 제2 픽셀은 복수 개의 서브 픽셀들로 이루어지며,
    상기 제2 영역은
    상기 제2 픽셀들 사이에 있는 제1 투과 영역 및 상기 제2 픽셀들을 이루는 서브 픽셀들 사이에 있는 제2 투과 영역을 구비하여
    상기 제2 영역에 배치된 서브 픽셀 사이에 투과 영역이 없는 표시 장치에 비하여 상기 광학 센서가 상기 제2 영역을 통해 더 균일한 이미지 데이터를 수집할 수 있는 유기발광 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 배치된 서브 픽셀 사이에 투과 영역이 없는 표시 장치에 비해서 획득된 이미지 데이터의 MTF(Modulation Transfer Function) 곡선의 급감 량이 적은 표시 장치.
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