KR20230099770A - 표시 장치 및 이를 포함하는 전자 기기 - Google Patents

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KR20230099770A
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organic insulating
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disposed
lens structure
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코이치 수기타니
김혜인
박귀현
한세희
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 메인표시영역에 배치되는 제1표시요소들, 메인표시영역에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 컴포넌트영역에 배치된 제2표시요소들, 비표시영역에 배치되고 상기 제2표시요소들에 전기적으로 연결된 화소회로들, 상기 비표시영역의 화소회로들과 상기 컴포넌트영역의 상기 제2표시요소들을 연결하는 복수의 연결배선들, 상기 컴포넌트영역의 기판 상에 배치되는 제1유기절연층 및 상기 컴포넌트영역의 상기 제1유기절연층 상에 배치되는 제2유기절연층을 포함하되, 상기 제1유기절연층의 상면은, 상기 복수의 연결배선들 중 인접한 두 개의 연결배선들 사이에 배치된 제1곡면부를 포함하는 제1렌즈 구조를 포함하며, 상기 제2유기절연층의 상면은, 상기 제1곡면부 및 상기 이웃하는 두 개의 연결배선들의 일부와 중첩하는 제2곡면부를 포함하는 제2렌즈 구조를 포함하고, 상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 제1유기절연층의 굴절률과 상이한, 표시 장치 및 이를 포함하는 전자 기기를 개시한다.

Description

표시 장치 및 이를 포함하는 전자 기기{DISPLAY APPARATUS AND ELECTORNIC DEVICE COMPRISING THE DISPLAY APPARATUS}
본 발명의 실시예들은 표시 장치 및 이를 포함하는 전자 기기에 관한 것이다.
근래에 표시 장치는 그 용도가 다양해지고 있다. 또한, 표시 장치의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워 그 사용의 범위가 광범위해지고 있는 추세이다.
표시 장치 중 화상을 표시하는 영역이 차지하는 면적이 확대되면서, 표시 장치에 접목 또는 연계하는 다양한 기능들이 추가되고 있다. 다양한 기능을 추가하기 위한 방안으로, 화상을 표시하면서 다양한 기능을 수행하는 영역을 갖는 표시 장치의 연구가 계속되고 있다.
화상을 표시하면서 다양한 기능을 위한 영역은 그 기능을 수행하기 위해 빛 또는 음향 등에 대한 높은 투과율을 유지할 필요가 있다.
본 발명의 실시예들은 표시영역 내에 다양한 컴포넌트를 배치할 수 있는 영역을 가지며, 해당 영역의 배선 저항이 감소하며 공정 리스크가 감소하는 동시에 투과율이 확보되는 표시장치를 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에서는, 메인표시영역에 배치되는 제1표시요소들; 메인표시영역에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 컴포넌트영역에 배치된 제2표시요소들; 비표시영역에 배치되고 상기 제2표시요소들에 전기적으로 연결된 화소회로들; 상기 비표시영역의 화소회로들과 상기 컴포넌트영역의 상기 제2표시요소들을 연결하는 복수의 연결배선들; 상기 컴포넌트영역의 기판 상에 배치되는 제1유기절연층; 및 상기 컴포넌트영역의 상기 제1유기절연층 상에 배치되는 제2유기절연층;을 포함하되, 상기 연결배선들은 상기 제1유기절연층 및 상기 제2유기절연층 사이에 배치되고, 상기 제1유기절연층의 상면은, 상기 복수의 연결배선들 중 인접한 두 개의 연결배선들 사이에 배치된 제1곡면부를 포함하는 제1렌즈 구조를 포함하며, 상기 제2유기절연층의 상면은, 상기 제1곡면부 및 상기 이웃하는 두 개의 연결배선들의 일부와 중첩하는 제2곡면부를 포함하는 제2렌즈 구조를 포함하고, 상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 제1유기절연층의 굴절률과 상이한, 표시 장치를 개시한다.
일 실시예에서, 상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 제1유기절연층의 굴절률보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2유기절연층 상에 배치되는 뱅크층을 더 포함하며, 상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 뱅크층의 굴절률보다 크고, 상기 제1유기절연층의 굴절률보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2렌즈 구조의 상기 제2곡면부의 곡률 반경은 상기 제2렌즈 구조의 상기 제2곡면부의 곡률 반경보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2렌즈 구조의 상기 제2곡면부의 폭은 상기 제1렌즈 구조의 제1곡면부의 폭보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 수직단면 상에서 상기 제1렌즈 구조의 제1곡면부는 상기 기판의 수평면과 평행한 가상선에 대해 제1각도를 갖고, 수직 단면 상에서 상기 제2렌즈 구조의 제2곡면부는 상기 기판의 수평면과 평행한 가상선에 대해 제2각도를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2곡면부의 제2각도는 상기 제1곡면부의 제1각도보다 작을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연결배선의 폭은 0.7 ㎛ 내지 1.3 ㎛ 일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2유기절연층의 굴절률은 1.7 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연결배선은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및 구리(Cu) 중 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에서는, 메인표시영역, 컴포넌트영역, 및 비표시영역을 포함하는 표시 장치; 및 상기 표시 장치의 배면에 배치되며 상기 컴포넌트영역과 중첩하는 컴포넌트;를 포함하고, 상기 표시 장치는, 상기 메인표시영역에 배치되는 제1표시요소들; 상기 메인표시영역에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 상기 컴포넌트영역에 배치된 제2표시요소들; 상기 비표시영역에 배치되고 상기 제2표시요소들에 전기적으로 연결된 화소회로들; 상기 비표시영역의 화소회로들과 상기 컴포넌트영역의 상기 제2표시요소들을 연결하는 복수의 연결배선들; 상기 컴포넌트영역의 기판 상에 배치되는 제1유기절연층; 및 상기 컴포넌트영역의 상기 제1유기절연층 상에 배치되는 제2유기절연층;을 포함하되, 상기 연결배선들은 상기 제1유기절연층 및 상기 제2유기절연층 사이에 배치되고, 상기 제1유기절연층의 상면은, 상기 복수의 연결배선들 중 인접한 두 개의 연결배선들 사이에 배치된 제1곡면부를 포함하는 제1렌즈 구조를 포함하며, 상기 제2유기절연층의 상면은, 상기 제1곡면부 및 상기 이웃하는 두 개의 연결배선들의 일부와 중첩하는 제2곡면부를 포함하는 제2렌즈 구조를 포함하고, 상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 제1유기절연층의 굴절률과 상이한, 전자 기기를 개시한다.
일 실시예에서, 상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 제1유기절연층의 굴절률보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2유기절연층 상에 배치되는 뱅크층을 더 포함하며, 상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 뱅크층의 굴절률보다 크고, 상기 제1유기절연층의 굴절률보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2렌즈 구조의 상기 제2곡면부의 곡률 반경은 상기 제2렌즈 구조의 상기 제2곡면부의 곡률 반경보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2렌즈 구조의 상기 제2곡면부의 폭은 상기 제1렌즈 구조의 제1곡면부의 폭보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 수직단면 상에서 상기 제1렌즈 구조의 제1곡면부는 상기 기판의 수평면과 평행한 가상선에 대해 제1각도를 갖고, 수직 단면 상에서 상기 제2렌즈 구조의 제2곡면부는 상기 기판의 수평면과 평행한 가상선에 대해 제2각도를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2곡면부의 제2각도는 상기 제1곡면부의 제1각도보다 작을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연결배선의 폭은 0.7 ㎛ 내지 1.3 ㎛ 일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2유기절연층의 굴절률은 1.7 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연결배선은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및 구리(Cu) 중 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 컴포넌트는 카메라, 스피커, 태양전지, 플래시, 광 감지 센서, 열 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 컴포넌트 영역의 배선의 저항이 감소하고 신뢰성이 개선되는 동시에 컴포넌트 영역의 투과율을 확보할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 일 실시예에 다른 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2a 및 도 2b은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함될 수 있는 표시 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시요소 및 이에 전기적으로 연결된 화소회로를 개략적으로 나타낸 등가회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 위에서 바라본 평면도로, 도 3b의 D 영역을 나타낸다.
도 6은 도 5의 C-C'선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 5의 B-B'선에 따른 단면도이다.
도 8은 도 7의 E 영역을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함된 유기절연층들의 렌즈 구조를 지나는 광의 경로를 x, y 좌표 상에 개략적으로 나타낸 것이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함된 유기절연층의 렌즈 구조를 지나는 광의 x 좌표 값의 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 "A 및 B 중 적어도 어느 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 배선이 "제1 방향 또는 제2 방향으로 연장된다"는 의미는 직선 형상으로 연장되는 것뿐 아니라, 제1 방향 또는 제2 방향을 따라 지그재그 또는 곡선으로 연장되는 것도 포함한다.
이하의 실시예들에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다. 이하의 실시예들에서, "중첩"이라 할 때, 이는 "평면상" 및 "단면상" 중첩을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 사시도들이다.
도 1a 및 1b를 참조하면, 표시 장치(1)는 표시영역(DA)과 표시영역(DA) 외측의 비표시영역(NDA)을 포함한다. 표시영역(DA)은 보조표시영역(ADA)과, 보조표시영역(ADA)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 메인표시영역(MDA)을 포함할 수 있다. 보조표시영역(ADA)은 보조 이미지를 표시하고, 메인표시영역(MDA)은 메인 이미지를 표시할 수 있으며, 보조표시영역(ADA)과 메인표시영역(MDA)은 개별적으로 또는 함께 이미지를 표시할 수 있다. 표시영역(DA)은 비표시영역(NDA)에 의해 전체적으로 둘러싸일 수 있다.
도 1a 및 1b는 메인표시영역(MDA)이 하나의 컴포넌트영역(CA)의 적어도 일부를 둘러싸도록 위치한 것을 도시한다. 다른 실시예로, 표시 장치(1)는 2개 이상의 보조표시영역(ADA)들을 가질 수 있고, 복수 개의 보조표시영역(ADA)들의 형상 및 크기는 서로 상이할 수 있다. 표시 장치(1)의 상면에 대략 수직인 방향에서 보았을 시, 보조표시영역(ADA)의 형상은 원형, 타원형, 사각형 등의 다각형, 별 형상 또는 다이아몬드 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 그리고 도 1a 및 도 1b에서는 표시 장치(1)의 상면에 대략 수직인 방향에서 보았을 시 대략 사각형 형상을 갖는 메인표시영역(MDA)의 (y방향) 상측 중앙에 보조표시영역(ADA)이 배치된 것으로 도시하고 있으나, 보조표시영역(ADA)은 사각형인 메인표시영역(MDA)의 일측, 예컨대 우상측 또는 좌상측에 배치될 수도 있다.
표시 장치(1)는 메인표시영역(MDA)에 배치된 복수 개의 메인 부화소(Pm)들과 보조표시영역(ADA)에 배치된 복수 개의 보조 부화소(Pa)들을 이용하여 이미지를 제공할 수 있다. 보조표시영역(ADA)은 컴포넌트영역(CA)과, 컴포넌트영역(CA)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 중간영역(MA)을 포함할 수 있다. 따라서, 중간영역(MA)은 컴포넌트영역(CA)과 메인표시영역(MDA) 사이에 위치할 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 있어서, 보조표시영역(ADA)은 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 보조표시영역(ADA)은 도 1a와 같이 일측이 연장되어 비표시영역(NDA)과 접할 수 있고, 도 1b와 같이 메인표시영역(MDA) 내측에 위치할 수도 있다. 컴포넌트영역(CA)에는 도 2a를 참조하여 후술하는 것과 같이, 컴포넌트영역(CA)에 대응하여 표시 패널의 하부에 전자요소인 컴포넌트(40, 도 2a)가 배치될 수 있다. 컴포넌트영역(CA)은 컴포넌트(40)로부터 외부로 출력되거나 외부로부터 컴포넌트(40)를 향해 진행하는 빛 또는/및 음향 등이 투과할 수 있는 투과영역(TA)을 포함할 수 있다.
보조표시영역(ADA)에는 복수 개의 보조 부화소(Pa)들이 배치될 수 있다. 보조 부화소(Pa)는 컴포넌트영역(CA)에 배치된 제1보조 부화소(Pa1), 및 중간영역(MA)에 위치하는 제2보조 부화소(Pa2)를 포함할 수 있다.
복수 개의 보조 부화소(Pa)들은 빛을 방출하여, 소정의 이미지를 제공할 수 있다. 보조표시영역(ADA)에서 표시되는 이미지는 보조 이미지로, 메인표시영역(MDA)에서 표시 되는 이미지와 비교하여 해상도가 같거나 낮을 수 있다. 일 실시예에서, 컴포넌트영역(CA)은 투과영역(TA)을 갖기에, 컴포넌트영역(CA)의 해상도는 메인표시영역(MDA)의 해상도보다 낮을 수 있다. 예컨대, 컴포넌트영역(CA)의 해상도는 메인표시영역(MDA)의 해상도의 약 1/2, 3/8, 1/3, 1/4, 2/9, 1/8, 1/9, 1/16 등일 수 있다. 예컨대, 메인표시영역(MDA)의 해상도는 약 400ppi 이상이고, 컴포넌트영역(CA)의 해상도는 약 200ppi 또는 약 100ppi 일 수 있다. 일 실시예에서, 컴포넌트영역(CA)의 해상도는 400ppi 일 수 있다.
일 실시예에서, 보조표시영역(ADA) 내의 컴포넌트영역(CA)은 빛 및/또는 음향이 투과할 수 있는 투과영역(TA)을 구비하므로, 투과영역(TA) 상에 부화소가 배치되지 않는 경우, 단위 면적 당 배치될 수 있는 제1보조 부화소(Pa1)들의 수가 메인표시영역(MDA)에 단위 면적 당 배치되는 메인 부화소(Pm)들의 수에 비해 적을 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10) 및 상기 표시 패널(10)과 중첩 배치된 컴포넌트(40)을 포함할 수 있다. 표시 패널(10) 상부에는 표시 패널(10)을 보호하는 커버 윈도우(미도시)가 더 배치될 수 있다.
컴포넌트(40)는 빛 또는 음향을 이용하는 전자요소일 수 있다. 예컨대, 전자요소는 근접센서와 같이 거리를 측정하는 센서, 사용자의 신체의 일부(예, 지문, 홍채, 얼굴 등)을 인식하는 센서, 빛을 출력하는 소형 램프이거나, 화상을 캡쳐하는 이미지 센서(예, 카메라) 등일 수 있다. 빛을 이용하는 전자요소는, 가시광, 적외선광, 자외선광 등 다양한 파장 대역의 빛을 이용할 수 있다. 음향을 이용하는 전자요소는, 초음파 또는 다른 주파수 대역의 음향을 이용할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴포넌트(40)는 발광부와 수광부와 같이 서브-컴포넌트들을 포함할 수 있다. 발광부와 수광부는 일체화된 구조이거나, 물리적으로 분리된 구조로 한 쌍의 발광부와 수광부가 하나의 컴포넌트(40)를 이룰 수 있다.
컴포넌트영역(CA)을 통해 광이 투과하도록 할 시, 광 투과율은 약 10% 이상, 보다 바람직하게 40% 이상이거나, 25% 이상이거나 50% 이상이거나, 85% 이상이거나, 90% 이상일 수 있다.
표시 패널(10)은 보조 이미지가 표시되는 보조표시영역(ADA) 및 메인 이미지가 표시되는 메인표시영역(MDA)를 포함할 수 있다. 보조표시영역(ADA)은 컴포넌트(40)와 중첩되는 영역인 컴포넌트영역(CA)와 컴포넌트영역(CA)을 둘러싸는 중간영역(MA)을 포함할 수 있다.
표시 패널(10)은 기판(100), 기판(100) 상의 표시층(DPL), 터치스크린층(TSL), 광학기능층(OFL) 및 기판(100) 하부에 배치된 패널 보호 부재(PB)를 포함할 수 있다.
표시층(DPL)은 박막트랜지스터(TFTm, TFTa1, TFTa2)를 포함하는 표시회로층(PCL), 발광소자인 표시요소(EDm, EDa1, EDa2)를 포함하는 표시요소층(EDL) 및 박막봉지층(TFE) 또는 밀봉기판(미도시)과 같은 밀봉부재(ENM)를 포함할 수 있다. 기판(100)과 표시층(DPL) 사이, 표시층(DPL) 내에는 절연층(IL, IL')이 배치될 수 있다. 예컨대, 표시요소(EDm, EDa1, EDa2)는 발광다이오드를 포함할 수 있으며, 일 실시예로 도 2a 및 도 2b는 유기발광다이오드인 것을 도시한다. 이하에서는, 발광다이오드가 유기발광다이오드를 포함하는 것을 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로서, 본 발명의 표시요소는 무기물을 포함하는 발광다이오드이거나, 양자점을 포함하는 양자점 발광다이오드일 수 있다. 예컨대, 표시요소의 발광층은 유기물을 포함하거나, 무기물을 포함하거나, 양자점을 포함하거나, 유기물과 양자점을 포함하거나, 무기물과 양자점을 포함할 수 있다.
기판(100)은 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 기판(100)은 단단한(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
표시 패널(10)의 메인표시영역(MDA)에는 메인 표시요소(EDm) 및 이와 연결된 메인 부화소회로(PCm)가 배치될 수 있다. 메인 부화소회로(PCm)는 적어도 하나의 박막트랜지스터(TFTm)을 포함하며, 메인 표시요소(EDm)의 동작을 제어할 수 있다. 메인 부화소(Pm)는 메인 표시요소(EDm)의 발광에 의해서 구현될 수 있다.
표시 패널(10)의 컴포넌트영역(CA)에는 제1보조 표시요소(EDa1)가 배치되어 제1보조 부화소(Pa1)를 구현할 수 있다. 일 실시예에서, 도 2a와 같이, 제1보조 표시요소(EDa1)를 구동하는 제1보조 부화소회로(PCa1)는 컴포넌트영역(CA)에 배치되지 않고, 메인표시영역(MDA)와 컴포넌트영역(CA)의 사이의 중간영역(MA)에 배치될 수 있다. 다른 실시예로서 도 2b와 같이, 제1보조 표시요소(EDa1)를 구동하는 제1보조 부화소회로(PCa1)는 컴포넌트영역(CA)에 배치되지 않고, 비표시영역(NDA)에 배치될 수 있다. 즉, 제1보조 부화소회로(PCa1)는 제1보조 표시요소(EDa1)와 비중첩하도록 배치될 수 있다.
제1보조 부화소회로(PCa1)는 적어도 하나의 제1보조 박막트랜지스터(TFTa1)를 포함하며, 연결배선(TWL)에 의해서 제1보조 표시요소(EDa1)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1보조 부화소회로(PCa1)는 제1보조 표시요소(EDa1)의 동작을 제어할 수 있다. 제1보조 부화소(Pa1)는 제1보조 표시요소(EDa1)의 발광에 의해서 구현될 수 있다.
컴포넌트영역(CA) 중 제1보조 표시요소(EDa1)가 배치되지 않는 영역을 투과영역(TA)으로 정의할 수 있다. 투과영역(TA)은 컴포넌트영역(CA)에 대응하여 배치된 컴포넌트(40)로부터 방출되는 빛/신호 나 컴포넌트(40)로 입사되는 빛/신호가 투과(transmission)되는 영역일 수 있다.
제1보조 부화소회로(PCa1)와 제1보조 표시요소(EDa1)를 연결하는 연결배선(TWL)은 투과영역(TA)에 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 컴포넌트영역(CA)에 보조 부화소회로(PCa)가 배치되지 않는 바, 투과영역(TA)의 면적을 확장하기에 용이하며 광 투과율이 보다 향상될 수 있다.
표시 패널(10)의 중간영역(MA)에는 제2보조 표시요소(EDa2) 및 이와 연결된 제2보조 부화소회로(PCa2)가 배치되어 제2보조 부화소(Pa2)를 구현할 수 있다. 중간영역(MA)에 배치된 제1보조 부화소회로(PCa1) 및 제2보조 부화소회로(PCa2)는 상호 인접하며 교번하여 배치될 수 있다.
표시요소층(EDL)은 도 2a 및 도 2b와 같이 박막봉지층(TFE)으로 커버되거나, 또는 밀봉기판으로 커버될 수 있다. 일 실시예로, 박막봉지층(TFE)은 적어도 하나의 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기봉지층을 포함할 수 있다. 예컨대, 박막봉지층(TFE)은 제1 및 제2무기봉지층(310, 330) 및 이들 사이의 유기봉지층(320)을 포함할 수 있다.
제1무기봉지층(310) 및 제2무기봉지층(330)은 실리콘산화물(SiOx), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiOxNy), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)과 같은 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 화학기상증착법(CVD) 등에 의해 형성될 수 있다. 유기봉지층(320)은 폴리머(polymer)계열의 소재를 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 실리콘계 수지, 아크릴계 수지(예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등), 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다.
제1무기봉지층(310), 유기봉지층(320) 및 제2무기봉지층(330)은 메인표시영역(MDA) 및 보조표시영역(ADA)을 커버하도록 일체로 형성될 수 있다.
터치스크린층(TSL)은 외부의 입력, 예컨대 터치 이벤트에 따른 좌표 정보를 획득할 수 있다. 터치스크린층(TSL)은 터치전극 및 터치전극과 연결된 터치 배선들을 포함할 수 있다. 터치스크린층(TSL)은 자기 정전 용량 방식 또는 상호 정전 용량 방식으로 외부 입력을 감지할 수 있다.
터치스크린층(TSL)은 박막봉지층(TFE) 상에 형성될 수 있다. 또는, 터치스크린층(TSL)은 터치기판 상에 별도로 형성된 후 광학 투명 접착제(OCA)와 같은 점착층을 통해 박막봉지층(TFE) 상에 결합될 수 있다. 일 실시예로서, 터치스크린층(TSL)은 박막봉지층(TFE) 바로 위에 직접 형성될 수 있으며, 이 경우 점착층은 터치스크린층(TSL)과 박막봉지층(TFE) 사이에 개재되지 않을 수 있다.
광학기능층(OFL)은 반사 방지층을 포함할 수 있다. 반사 방지층은 외부에서 표시 장치(1)를 향해 입사하는 빛(외부광)의 반사율을 감소시킬 수 있다. 일 실시예로, 광학기능층(OFL)은 편광 필름일 수 있다. 다른 실시예로, 광학기능층(OFL)은 투과영역(TA)에 대응하는 개구(미도시)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 투과영역(TA)의 광투과율이 현저히 향상될 수 있다. 이러한 개구에는 광투명수지(OCR, optically clear resin)와 같은 투명한 물질이 채워질 수 있다. 다른 실시예로, 광학기능층(OFL)은 블랙매트릭스와 컬러필터들을 포함하는 필터 플레이트로 구비될 수 있다.
패널 보호 부재(PB)는 기판(100)의 하부에 부착되어, 기판(100)을 지지하고 보호하는 역할을 할 수 있다. 패널 보호 부재(PB)는 컴포넌트영역(CA)에 대응하는 개구(PB_OP)를 구비할 수 있다. 패널 보호 부재(PB)에 개구(PB_OP)를 구비함으로써, 컴포넌트영역(CA)의 광 투과율을 향상시킬 수 있다. 패널 보호 부재(PB)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyeleneterepthalate) 또는 폴리이미드(polyimide)를 포함하여 구비될 수 있다. 컴포넌트영역(CA)의 면적은 컴포넌트(40)가 배치되는 면적에 비해서 크게 구비될 수 있다. 이에 따라, 패널 보호 부재(PB)에 구비된 개구(PB_OP)의 면적은 상기 컴포넌트영역(CA)의 면적과 일치하지 않을 수 있다. 도 2a 및 도 2b에서는 컴포넌트(40)가 표시 패널(10)의 일측에 이격되어 배치된 것을 도시하나, 컴포넌트(40)의 적어도 일부는 패널 보호 부재(PB)에 구비된 개구(PB_OP) 내에 삽입될 수도 있다.
컴포넌트영역(CA)에는 컴포넌트(40)가 하나 또는 복수 개 배치될 수 있다. 복수의 컴포넌트(40)들은 서로 기능을 달리할 수 있다. 예컨대, 컴포넌트(40)들은 카메라(촬상소자), 스피커, 태양전지, 플래시(flash), 광 감지 센서, 열 감지 센서, 근접 센서, 조도 센서, 홍채 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 도 2a 및 도 2b와 같이 중간영역(MA)의 제1 및/또는 제2보조 부화소회로(PCa1, PCa2)의 하부에 배면금속층(bottom metal layer, BML)이 배치될 수 있다. 배면금속층(BML)은 부화소회로들을 보호하기 위해 부화소회로들과 중첩하여 배치될 수 있다. 일 실시예로, 배면금속층(BML)은 중간영역(MA)에 대응한 기판(100)과 제1 및/또는 제2보조 부화소회로(PCa1, PCa2) 사이에서, 제1 및/또는 제2보조 부화소회로(PCa1, PCa2)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 이러한 배면금속층(BML)은 외부 광이 제1 및/또는 제2보조 부화소회로(PCa1, PCa2)에 도달하는 것을 차단할 수 있다. 또한, 메인표시영역(MDA)의 메인부화소회로(Pm)의 하부에도 배면금속층(BML)이 배치될 수 있다. 메인부화소회로(Pm)의 하부에 위치한 배면금속층(BML)은 제1 및/또는 제2보조 부화소회로(PCa1, PCa2)의 하부에 위치한 배면금속층(BML)과 이격되어 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 배면금속층(BML)은 표시영역(DA) 전체에 대응하도록 형성되고, 컴포넌트영역(CA)에 대응하는 하부-홀을 포함하도록 구비될 수도 있다. 다른 실시예로, 배면금속층(BML)은 생략될 수도 있다.
도 1a 내지 도 2b를 참조하여 설명한 표시 장치는 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 내비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display, HMD)와 같이 웨어러블 전자 기기에 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치는 자동차의 계기판, 및 자동차의 센터페시아(center fascia) 또는 대쉬보드에 배치된 CID(Center Information Display), 자동차의 사이드 미러를 대신하는 룸 미러 디스플레이(room mirror display), 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로, 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이로 사용될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 제공된 표시 패널을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 표시 패널(10)을 이루는 각종 구성 요소들은 기판(100) 상에 배치된다.
메인표시영역(MDA)에는 복수의 메인 부화소(Pm)들이 배치된다. 메인 부화소(Pm)들은 각각 유기발광다이오드(OLED)와 같은 표시요소에 의해 발광소자로 구현될 수 있다. 상기 메인 부화소(Pm)를 구동하는 메인 부화소회로(PCm)는 메인표시영역(MDA)에 배치되며, 메인 부화소회로(PCm)는 메인 부화소(Pm)와 중첩되어 배치될 수 있다. 각 메인 부화소(Pm)는 예컨대 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 광을 방출할 수 있다. 메인표시영역(MDA)은 밀봉부재로 커버되어, 외기 또는 수분 등으로부터 보호될 수 있다.
보조표시영역(ADA)은 전술한 바와 같이 메인표시영역(MDA)의 일측에 위치거나, 표시영역(DA)의 내측에 배치되어 메인표시영역(MDA)에 의해 둘러싸일 수 있다. 보조표시영역(ADA)에는 복수의 보조 부화소(Pa1, Pa2)들이 배치된다. 복수개의 보조 부화소(Pa1, Pa2)들은 각각 유기발광다이오드와 같은 표시요소에 의해 발광소자로 구현될 수 있다. 각 보조 부화소(Pa)는 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 광을 방출할 수 있다. 보조표시영역(ADA)은 밀봉부재로 커버되어, 외기 또는 수분 등으로부터 보호될 수 있다.
보조표시영역(ADA)은 컴포넌트영역(CA)과 이를 적어도 부분적으로 둘러싸는 중간영역(MA)을 포함할 수 있다. 제1보조 부화소(Pa1)는 컴포넌트영역(CA) 상에서 구현되고, 제2보조 부화소(Pa2)는 중간영역(MA) 상에서 구현될 수 있다. 이는 즉, 제1보조 부화소(Pa1)는 컴포넌트영역(CA)에서 실질적으로 발광하고, 제2보조 부화소(Pa2)는 중간영역(MA)에서 실질적으로 발광하는 것을 의미할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 제1보조 부화소(Pa1)를 구현하는 제1보조 표시요소(EDa1, 도 2a)는 컴포넌트영역(CA)에 배치되고, 제1보조 부화소회로(PCa1)는 중간영역(MA)에 배치되므로, 제1보조 표시요소(EDa1, 도 2a)와 제1보조 부화소회로(PCa1)는 연결배선(TWL)에 의해 연결될 수 있다.
다른 실시예로서, 도 3b를 참조하면, 제1보조 부화소(Pa1)를 구현하는 제1보조 표시요소(EDa1, 도 2b)는 컴포넌트영역(CA)에 배치되고, 제1보조 부화소회로(PCa1)는 비표시영역(NDA)에 배치되므로, 제1보조 표시요소(EDa1, 도 2b)와 제1보조 부화소회로(PCa1)은 연결배선(TWL)에 의해 연결될 수 있다.
도 3a와 도 3b를 참조하면, 제1보조 표시요소(EDa1)는 컴포넌트영역(CA)에 배치되나, 제1보조 표시요소(EDa1)에 전기적으로 연결된 제1보조 부화소회로(PCa1)는 컴포넌트영역(CA)에 배치되지 않는다. 본 발명의 비교예로서, 다양한 종류의 신호선들 및 전압선들에 연결된 트랜지스터들 및 스토리지 커패시터를 포함하는 제1보조 부화소회로(PCa1)가 컴포넌트영역(CA)에 배치되는 경우, 제1보조 부화소회로(PCa1)의 존재에 의해 투과영역(TA)의 면적을 충분히 확보하기 어려울 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1보조 부화소회로(PCa1)을 중간영역(MA) 또는 비표시영역(NDA)에 배치하고, 제1보조 표시요소(EDa1)을 컴포넌트영역(CA)에 배치함으로써, 컴포넌트영역(CA)에서의 해상도를 유지하며 투과영역(TA)의 면적은 증가시킬 수 있다.
표시영역(DA) 상의 부화소들(Pm, Pa1, Pa2)을 구동하는 부화소회로들(PCm, PCa1, PCa2) 각각은 비표시영역(NDA)에 배치된 외곽회로들과 전기적으로 연결될 수 있다. 비표시영역(NDA)에는 제1스캔구동회로(SDR1), 제2스캔구동회로(SDR2), 단자부(PAD), 구동전압 공급라인(11) 및 공통전압 공급라인(13)이 배치될 수 있다.
제1스캔구동회로(SDR1)는 스캔선(SL)을 통해 메인 부화소(Pm)를 구동하는 메인 부화소회로(PCm)에 스캔 신호를 인가할 수 있다. 또한, 제1스캔구동회로(SDR1)는 발광제어선(EL)을 통해 각 화소회로에 발광 제어 신호를 인가할 수 있다. 제2스캔구동회로(SDR2)는 메인표시영역(MDA)을 중심으로 제1스캔구동회로(SDR1)와 대칭적으로 배치될 수 있다. 메인표시영역(MDA)의 메인 부화소(Pm)의 메인 부화소회로(PCm) 중 일부는 제1스캔구동회로(SDR1)와 전기적으로 연결될 수 있고, 나머지는 제2스캔구동회로(SDR2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
단자부(PAD)는 기판(100)의 일측에 배치될 수 있다. 단자부(PAD)는 절연층에 의해 덮이지 않고 노출되어 표시 회로 보드(30)와 연결된다. 표시 회로 보드(30)에는 표시 구동부(32)가 배치될 수 있다.
표시 구동부(32)는 제1스캔구동회로(SDR1)와 제2스캔구동회로(SDR2)에 전달하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 표시 구동부(32)는 데이터 신호를 생성하며, 생성된 데이터 신호는 제1팬아웃 배선(DW) 및 제1팬아웃 배선(DW)과 연결된 데이터선(DL)을 통해 메인 부화소회로(PCm)에 전달될 수 있다.
표시 구동부(32)는 구동전압 공급라인(11)에 구동전압(ELVDD)을 공급할 수 있고, 공통전압 공급라인(13)에 공통전압(ELVSS)을 공급할 수 있다. 구동전압(ELVDD)은 구동전압 공급라인(11)과 연결된 구동전압선(PL)을 통해 부화소들(Pm, Pa)의 화소회로에 인가되고, 공통전압(ELVSS)은 공통전압 공급라인(13)과 연결되어 표시요소의 대향전극에 인가될 수 있다.
구동전압 공급라인(11)은 메인표시영역(MDA)의 하측에서 x방향으로 연장되어 구비될 수 있다. 공통전압 공급라인(13)은 루프 형상에서 일측이 개방된 형상을 가져, 메인표시영역(MDA)을 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시요소 및 이에 전기적으로 연결된 부화소회로(PC)를 개략적으로 나타낸 등가회로도이다.
도 4에 도시된 부화소회로(PC)는 도 3a 및 도 3b에서 전술한 메인 부화소회로(PCm), 제1보조 부화소회로(PCa1) 및 제2보조 부화소회로(PCa2) 각각에 해당할 수 있다.
도 4에 도시된 표시요소(EDL)는 도 3a 및 도 3b에서 전술한 표시요소인 메인 표시요소(EDm), 제1보조 표시요소(EDa1), 제2보조 표시요소(EDa2)) 각각에 해당할 수 있다. 일 실시예로, 표시요소(EDL)는 유기발광다이오드일 수 있다.
도 4를 참조하면, 부화소회로(PC)는 구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
스위칭 박막트랜지스터(T2)는 스캔선(SL) 및 데이터선(DL)에 각각 전기적으로 연결되며, 스캔선(SL)으로부터 입력되는 스캔 신호 또는 스위칭 전압에 기초하여 데이터선(DL)으로부터 입력된 데이터 신호 또는 데이터 전압을 구동 박막트랜지스터(T1)로 전달할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(T2)와 구동전압선(PL)에 전기적으로 연결되며, 스위칭 박막트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 구동전압(ELVDD)의 차이에 해당하는 전압을 저장할 수 있다.
구동 박막트랜지스터(T1)는 구동전압선(PL)과 스토리지 커패시터(Cst)에 각각 전기적으로 연결되며, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압 값에 대응하여 구동전압선(PL)으로부터 표시요소(EDL)를 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다. 표시요소(EDL)는 구동 전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다. 표시요소(EDL)의 대향전극은 공통전압(ELVSS)을 공급받을 수 있다.
도 4는 부화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터와 1개의 스토리지 커패시터를 포함하는 것을 도시하고 있으나, 부화소회로(PC)는 3개 또는 그 이상의 박막트랜지스터를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 3b의 D 영역에 대응된다. 도 5는 컴포넌트영역(CA) 및 컴포넌트영역(CA)과 접하는 비표시영역(NDA)의 일부를 보다 상세하게 도시한다.
도 3b 및 도 5를 참조하면, 컴포넌트영역(CA) 상에는 제1보조 부화소(Pa1)의 제1보조 표시요소(EDa1)가 배치될 수 있다. 제1보조 표시요소(EDa1)는 유기발광다이오드일 수 있고, 적색, 녹색 및 백색 중 어느 하나의 광을 방출할 수 있다. 제1보조 표시요소(EDa1)를 구동시키기 위한 제1보조 부화소회로(PCa1)는 비표시영역(NDA)에 배치될 수 있다. 제1보조 부화소(Pa1)의 제1보조 표시요소(EDa1)는 컴포넌트영역(CA) 및 비표시영역(NDA)을 지나는 연결배선(TWL)에 의해 제1보조 부화소회로(PCa1)과 연결될 수 있다.
비표시영역(NDA)의 제1보조 부화소회로(PCa1)에 데이터신호를 제공하는 데이터선(DL)은 메인표시영역(MDA, 도 3b)에 배치된 데이터선(DL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 비표시영역(NDA)의 데이터선(DL)은 메인표시영역(MDA, 도 3b)의 데이터선(DL)과 팬아웃 배선(FW)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 팬아웃 배선(FW)은 비표시영역(NDA), 중간영역(MA) 및 메인표시영역(MDA)을 지나도록 연장될 수 있다(도 3b 및 도 5).
전술한 데이터선(DL)과 같이, 컴포넌트 영역(CA)에는 연결배선(TWL)을 제외한 다른 배선들, 예컨대, 구동전압선, 스캔선 등이 존재하지 않으며, 따라서 컴포넌트 영역(CA)에서 빛이 투과할 수 있는 면적을 충분히 확보할 수 있다.
연결배선(TWL)은 데이터선(DL)과 평행한 방향, 예컨대, -y 방향으로 연장될 수 있다. 연결배선(TWL)은 서로 다른 영역에 배치된 표시요소와 부화소회로를 전기적으로 연결한다. 연결배선(TWL)들은 컴포넌트영역(CA)에 배치된 제1보조 표시요소(EDa1)들과 비표시영역(NDA)에 배치된 제1보조 부화소회로(PCa1)들을 전기적으로 연결하며, 따라서 연결배선(TWL)은 비표시영역(NDA) 및 컴포넌트영역(CA)을 지나도록 연장될 수 있다. 연결배선(TWL)들은 평면상에서 서로 평행하게 배치될 수 있다.
도 6은 도 5의 C-C'선에 따른 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1보조 부화소회로(PCa1)는 복수의 박막트랜지스터들을 포함할 수 있으며, 이와 관련하여 도 6은 제1보조 부화소회로(PCa1)에 구비된 제1보조 박막트랜지스터(TFTa1)를 도시한다.
제1보조 부화소(Pa1)의 제1보조 표시요소(EDa1)에 해당하는 유기발광다이오드(OLED)는 연결배선(TWL)을 통해 제1보조 부화소회로(PCa1)와 연결될 수 있다. 연결배선(TWL)의 일측은 제1보조 부화소회로(PCa1)와 연결되고, 타측은 표시요소인 유기발광다이오드(OLED)의 제1전극(210)과 연결될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 연결배선(TWL)은 제1유기절연층(117) 상에 배치되고, 제1보조 부화소회로(PCa1)와 직접 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 연결배선(TWL)은 다른 층에 배치된 별도의 도전라인을 통해 제1보조 부화소회로(PCa1)와 연결될 수 있다.
기판(100)은 글라스이거나 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등과 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기판(100)은 전술한 고분자 수지를 포함하는 베이스층 및 배리어층(미도시)을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 고분자 수지를 포함하는 기판(100)은 플렉서블, 롤러블, 벤더블 특성을 가질 수 있다.
화소회로층(PCL)은 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 화소회로층(PCL)은 제1보조 부화소회로(PCa1) 및 절연층들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 절연층들은 무기절연층으로, 버퍼층(111), 제1게이트절연층(112), 제2게이트절연층(113), 제1층간절연층(114), 제2층간절연층(115), 및 제3층간절연층(116)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 절연층들은 유기절연층으로, 제1유기절연층(117), 제2유기절연층(119)을 포함할 수 있다.
제1보조 부화소회로(PCa1)는 제1보조 박막트랜지스터(TFTa1) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 제1보조 박막트랜지스터(TFTa1)는 제1반도체층(AS1), 제1게이트전극(GE1), 제1소스전극(SE1), 및 제1드레인전극(DE1)을 포함할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 하부 전극(CE1) 및 상부 전극(CE2)을 포함할 수 있다. 제1보조 박막트랜지스터(TFTa1)은 구동 박막트랜지스터로서 기능할 수 있다.
버퍼층(111)은 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층(111)은 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON) 및 실리콘산화물(SiO2)과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 전술한 무기절연물을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
배면금속층(BML)은 기판(100)과 버퍼층(111) 사이에 배치될 수 있다. 배면금속층(BML)은 제1보조 부화소회로(PCa1)의 하부에 부화소회로를 보호하기 위해, 중첩하여 배치될 수 있다. 배면금속층(BML)은 반사형 금속으로 형성될 수 있으며, 예컨대 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 알루미늄 질화물(AlN), 텅스텐(W), 텅스텐 질화물(WN), 구리(Cu), 및 티타늄(Ti), 실리콘(Si) 등을 포함할 수 있다.
제1반도체층(AS1)은 실리콘 반도체를 포함할 수 있다. 제1반도체층(AS1)은 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 또는, 제1반도체층(AS1)은 비정질(amorphous) 실리콘을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1반도체층(AS1)은 산화물 반도체를 포함하거나, 유기 반도체 등을 포함할 수 있다. 제1반도체층(AS1)은 채널영역 및 채널영역의 양측에 각각 배치된 드레인영역 및 소스영역을 포함할 수 있다. 제1게이트전극(GE1)은 채널영역과 중첩할 수 있다.
제1게이트전극(GE1)은 제1반도체층(AS1)과 중첩할 수 있다. 제1게이트전극(GE1)은 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다. 제1게이트전극(GE1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
제1반도체층(AS1)과 제1게이트전극(GE1) 사이에는 제1게이트절연층(112)이 배치될 수 있다. 따라서, 제1반도체층(AS1)은 제1게이트전극(GE1)과 절연될 수 있다. 제1게이트절연층(112)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 및/또는 징크산화물(ZnO)등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
제2게이트절연층(113)은 제1게이트전극(GE1)을 덮을 수 있다. 제2게이트절연층(113)은 제1게이트전극(GE1) 상에 배치될 수 있다. 제2게이트절연층(113)은 제1게이트절연층(112)과 유사하게 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 및/또는 징크산화물(ZnO) 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
상부 전극(CE2)은 제2게이트절연층(113) 상에 배치될 수 있다. 상부 전극(CE2)은 그 아래의 제1게이트전극(GE1)과 중첩할 수 있다. 이러한 경우, 상부 전극(CE2) 및 제1게이트전극(GE1)은 제2게이트절연층(113)을 사이에 두고 중첩하여 스토리지 커패시터(Cst)를 형성할 수 있다. 즉, 제1보조 박막트랜지스터(TFTa1)의 제1게이트전극(GE1)은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(CE1)으로 기능할 수 있다.
이와 같이, 스토리지 커패시터(Cst)와 제1보조 박막트랜지스터(TFTa1)가 중첩되어 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 스토리지 커패시터(Cst)는 제1보조 박막트랜지스터(TFTa1)와 중첩되지 않도록 형성될 수도 있다.
상부 전극(CE2)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 전술한 물질의 단일층 또는 다층일 수 있다.
제1층간절연층(114) 및 제2층간절연층(115)은 상부 전극(CE2)을 덮을 수 있다. 일 실시예에서, 제1층간절연층(114) 및 제2층간절연층(115)은 제1게이트전극(GE1)을 덮을 수 있다. 제1층간절연층(114) 및 제2층간절연층(115)은 각각 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 징크산화물(ZnO) 등을 포함할 수 있다. 제1층간절연층(114) 및 제2층간절연층(115)은 전술한 무기절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
제1소스전극(미도시) 및 제1드레인전극(DE1)은 제3층간절연층(116) 상에 배치될 수 있다. 제1소스전극(미도시) 및 제1드레인전극(DE1)은 제1반도체층(AS1)과 연결될 수 있다. 제1소스전극 및 제1드레인전극(DE1)은 절연층들의 컨택홀들을 통해 제1반도체층(AS1)과 연결될 수 있다.
제1소스전극, 제1드레인전극(DE1)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및 구리(Cu) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 제1소스전극(미도시) 및 제1드레인전극(DE1)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조를 가질 수 있다.
또한, 제3층간절연층(116) 상에는 데이터선(DL, 도 5)과 연결되는 제2팬아웃 배선(FW)이 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 제2팬아웃 배선(FW)은 제2층간절연층(115) 상에 배치될 수도 있다.
제1유기절연층(117)은 제1소스전극(미도시) 및 제1드레인전극(DE1)을 덮으며 배치될 수 있다. 제1유기절연층(117) 상에는 신호 배선 예컨대, 데이터신호를 전달하기 위한 데이터선(DL, 도 5), 구동전압을 전달하기 위한 구동전압선(미도시) 등이 배치될 수 있다. 제1소스전극(미도시), 제1드레인전극(DE1)은 이러한 데이터선(DL) 또는 구동전압선(미도시)과 직접 또는 다른 박막트랜지스터를 통해서 연결될 수 있다.
연결배선(TWL)은 제1유기절연층(117) 상에 배치될 수 있다. 다르게 말하면, 연결배선(TWL)은 데이터선(DL, 도 5), 구동전압선(미도시) 등과 동일한 층 상에 배치되고, 동일 물질을 포함할 수 있다.
연결배선(TWL)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및 구리(Cu) 중 선택되는 적어도 하나를 포함하는 금속일 수 있다. 연결배선(TWL)은 전술한 물질을 포함하는 단층 또는 다층 구조일 수 있다. 일 실시예에서, 연결배선(TWL)은 Ti/Al/Ti 일 수 있다.
본 발명의 비교예에서, 연결배선(TWL)은 컴포넌트영역(CA)의 투과율을 확보하기 위하여, 투명한 물질, 예컨대, 투명 전도성 산화물(TCO, Transparent Conducting Oxide)로 구비될 수 있다. 이 경우, 연결배선(TWL)은 부화소회로의 소스 전극 또는 드레인 전극과 연결된 신호 배선, 예컨대 데이터선 등과 별도의 층에 형성되고 브릿지 형태로 컨택될 수 있다. 또한, 투과율 및 굴절에 의한 회절 현상을 고려하여 연결배선(TWL)을 다른 배선들과 비교하여 얇게 형성하므로, 배선 침식에 취약할 수 있고 단선이 발생할 수 있다. 나아가, 상대적으로 배선 저항도 클 수 있다.
반면, 본 발명의 실시예는, 연결배선(TWL)을 신호배선 예컨대, 데이터선(DL, 도 5), 구동전압선(미도시) 등과 동일 공정에서 형성할 수 있으며, 동일 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 투명 전도성 산화물(TCO) 층을 형성하기 위한 별도의 공정을 수행할 필요가 없어, 공정상 경제적일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는, 컴포넌트영역(CA)의 투과율을 확보하기 위하여, 도 9를 참조하여 후술하는 바와 같이, 연결배선(TWL)의 물질이 아닌 연결배선(TWL) 주변의 유기절연층들에 구비된 렌즈 구조를 이용하므로, 연결배선(TWL)의 두께도 상대적으로 두껍게 형성할 수 있다. 이에 따라, 단선의 위험이 감소하며, 배선 저항도 감소할 수 있다.
제2유기절연층(119)은 연결배선(TWL)을 덮으며 배치될 수 있다. 제1유기절연층(117) 및 제2유기절연층(119)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있고, 예컨대, BCB(Benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide), HMDSO(Hexamethyldisiloxane), Polymethylmethacrylate(PMMA)나, Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1유기절연층(117) 및 제2유기절연층(119)은 전술한 바와 같은 유기 절연 물질에 고굴절 필러를 분산시켜 굴절률을 제어할 수 있다. 제1유기절연층(117) 및 제2유기절연층(119)는 예컨대, TiO2 필러를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
표시요소층(EDL)은 화소회로층(PCL) 상에 배치될 수 있다. 표시요소층(EDL)은 표시요소를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시요소층(EDL)은 컴포넌트영역(CA)에 배치된 표시요소로서 유기발광다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)는 제2유기절연층(119) 상에 배치될 수 있다. 표시요소로서 유기발광다이오드(OLED)는 제1보조 부화소회로(PCa1)과 전기적으로 연결되어 제1보조 부화소(Pa1)을 구현할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 제1전극(210), 유기발광층을 포함하는 중간층(220) 및 제1전극(210)에 대향하는 제2전극(230)을 포함할 수 있다.
제1전극(210)은 화소전극일 수 있다. 제1전극(210)은 제1유기절연층(117) 상에 구비된 콘택홀을 통해 콘택전극(CM)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전극(210)은 반사 전극일 수 있다. 일 실시예로, 제1전극(210)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사층과, 반사층 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 예를 들어, 제1전극(210)은 ITO/Ag/ITO의 다층 구조를 가질 수 있다.
제2유기절연층(119) 상에는 뱅크층(120)이 배치될 수 있다. 뱅크층(120)은 제1전극(210)의 가장자리와 제1전극(210) 상부의 제2전극(230)의 사이의 거리를 증가시킴으로써 제1전극(210)의 가장자리에서 아크 등이 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
뱅크층(120)은 폴리이미드, 폴리아마이드(Polyamide), 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질로, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 뱅크층(120)은 투명하거나, 차광성 물질을 포함하여 검은색을 가질 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)의 중간층(220)은 뱅크층(120)에 의해 형성된 개구(120OP) 내에 배치될 수 있다. 뱅크층(120)의 개구(120OP)에 의해 유기발광다이오드(OLED)의 발광영역이 정의될 수 있다.
중간층(220)은 발광층(220b)을 포함할 수 있다. 발광층(220b)은 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물을 포함할 수 있다. 발광층(220b)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있으며, 발광층(220b)의 아래 및 위에는, 홀 수송층(HTL; hole transport layer), 홀 주입층(HIL; hole injection layer)을 포함하는 제1기능층(220a), 전자 수송층(ETL; electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL; electron injection layer)을 포함하는 제2기능층(220c)이 선택적으로 더 배치될 수 있다.
제2전극(230)은 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2전극(230)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 TCO(transparent conductive oxide)막이 더 배치될 수 있다. 제2전극(230)은 표시영역(DA) 전면에 걸쳐 일체(一體)로 형성되어, 중간층(220)과 뱅크층(120)의 상부에 배치될 수 있다.
제2전극(230) 상에는 유기물질을 포함하는 상부층(250)이 형성될 수 있다. 상부층(250)은 제2전극(230)을 보호하는 동시에 광 추출 효율을 높이기 위해서 마련된 층일 수 있다. 상부층(250)은 제2전극(230) 보다 굴절률이 높은 유기물질을 포함할 수 있다. 또는, 상부층(250)은 굴절률이 서로 다른 층들이 적층되어 구비될 수 있다. 예컨대, 상부층(250)은 고굴절률층/저굴절률층/고굴절률층이 적층되어 구비될 수 있다. 이 때, 고굴절률층의 굴절률은 1.7이상 일 수 있으며, 저굴절률층의 굴절률은 1.3이하 일 수 있다.
상부층(250)은 추가적으로 플루오린화리튬(LiF)을 포함할 수 있다. 또는, 상부층(250) 추가적으로 실리콘산화물(SiOX), 실리콘질화물(SiNX)와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 도시한 것으로, 도 5의 B-B'선에 따른 단면도이고, 도 8은 도 7의 E 영역을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 7을 참조하면, 컴포넌트 영역(CA)에는 비투과성 금속을 포함하는 연결배선(TWL)이 배치되기에, 투과영역(TA)은 컴포넌트 영역(CA) 중에서 연결배선(TWL)이 배치되지 않은 영역에 해당할 수 있다. 예컨대, 투과영역(TA)은 이웃한 두개의 연결배선(TWL)들 사이의 영역에 해당할 수 있다. 컴포넌트영역(CA)의 기판(100) 상에 제1유기절연층(117)이 배치되고, 제1유기절연층(117)의 상부에 제2유기절연층(119)이 배치될 수 있다. 복수의 연결배선(TWL)들은 제1유기절연층(117) 및 제2유기절연층(119) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 연결배선(TWL)들은 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1유기절연층(117)의 상면은 제1렌즈 구조(LS1)을 포함할 수 있다. 제1렌즈 구조(LS1)은 복수의 연결배선(TWL)들 중 인접한 연결배선(TWL)들 예컨대, 제1연결배선(TWL1) 및 제2연결배선(TWL2) 사이에 배치된 제1곡면부(LR1)을 포함할 수 있다. 제1곡면부(LR1)는 상방으로, 예컨대, +y 방향 성분을 포함하는 방향으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 제1곡면부(LR1)는 연결배선(TWL)에 인접하게 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1곡면부(LR1)는 가장자리가 연결배선(TWL)에 접하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1렌즈 구조(LS1)는 단면상 제1곡면부(LR1)들 사이에 배치된 제1평면부(FR1)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1렌즈 구조(LS1)는 제1평면부(FR1)를 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1렌즈 구조(LS1)는 평면이 없는 전체적으로 라운드진 곡면부를 포함할 수 있다.
제2유기절연층(119)의 상면은 제2렌즈 구조(LS2)를 포함할 수 있다. 제2렌즈 구조(LS2)는 연결배선(TWL)들, 예컨대 이웃하는 제1연결배선(TWL1) 및 제2연결배선(TWL2)의 일부와 중첩하게 배치된 제2곡면부(LR2)를 포함할 수 있다. 제2곡면부(LR2)는 상방으로, 예컨대, +y 방향 성분을 포함하는 방향으로 볼록한 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제2렌즈 구조(LS2)는 단면상 제2곡면부(LR2)들 사이에 배치된 제2평면부(FR2)를 포함할 수 있다. 제2평면부(FR2)는 연결배선(TWL)에 중첩하지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 제2렌즈 구조(LS2)는 제2평면부(FR2)를 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제2렌즈 구조(LS2)는 평면이 없는 전체적으로 라운드진 곡면부를 포함할 수 있다. 제2렌즈 구조(LS2)의 제2평면부(FR2)는 제1렌즈 구조(LS1)의 제1평면부(FR1)과 중첩할 수 있다.
제2렌즈 구조(LS2)의 제2곡면부(LR2)들은 각각, 제1렌즈 구조(LS1)의 제1곡면부(LR1)들 및 인접한 두 개의 연결배선(TWL)들의 적어도 일부와 중첩할 수 있다. 제2렌즈 구조(LS2)의 제2곡면부(LR2)의 폭(W2)은 상기 제1렌즈 구조(LS1)의 제1곡면부(LR1)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 다르게 말하면, 제2렌즈 구조(LS2)의 제2곡면부(LR2)는 연결배선(TWL)의 상부를 커버하도록 폭(W2)이 제1곡면부(LR1)의 폭(W1)보다 크게 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1유기절연층(117)의 제1렌즈 구조(LS1) 및 제2유기절연층(119)의 제2렌즈 구조(LS2)는 하프톤 마스크를 이용하여 형성할 수 있다.
제1유기절연층(117)의 제1렌즈 구조(LS1) 및 제2유기절연층(119)의 제2렌즈 구조(LS2)는 외부에서 입사하는 광의 경로를 제어할 수 있다.
제2유기절연층(119)의 제2렌즈 구조(LS2), 예컨대 제2곡면부(LR2)는 연결배선(TWL)의 일부와 중첩하도록 배치되어 연결배선(TWL)의 수직 상방으로 입사하는 광의 경로를 제어할 수 있다. 제2곡면부(LR2)로 입사된 광은 연결배선(TWL)들의 사이 공간을 향하는 방향(예컨대, -x 방향)으로 굴절되어 이동할 수 있다.
제1유기절연층(117)의 제1렌즈 구조(LS1), 예컨대 제1곡면부(LR1)는 제2곡면부(LR2)에 의해 굴절되어 이동한 광의 경로를 제어할 수 있다. 제1곡면부(LR1)로 입사된 광은 제2곡면부(LR2)에 의해 굴절된 방향과 반대되는 방향(예컨대, +x 방향)으로 굴절되어 이동할 수 있다.
다시 말하면, 제2유기절연층(119)의 제2렌즈 구조(LS2)는 연결배선(TWL)을 향하여 입사된 광이 연결배선(TWL)의 주변에서 굴절되어 투과영역(TA, 도 7)으로 진행하도록 할 수 있다. 또한, 제1유기절연층(117)의 제1렌즈 구조(LS1)는 제2유기절연층(119)의 제2렌즈 구조(LS2)에서 굴절된 광이 다시 굴절되어 제2렌즈 구조(LS2)에 의해 굴절되기 전에 향하던 일 지점, 예컨대, 연결배선(TWL)과 중첩된 일 지점을 향하여 진행하도록 할 수 있다. 따라서, 컴포넌트영역(CA)에서 연결배선(TWL)에 의해 반사되거나 흡수되어 손실되는 광량을 최소화할 수 있고, 컴포넌트영역(CA)의 투과율을 확보할 수 있다.
일 실시예에서, 연결배선(TWL)의 폭(CD)은 약 0.7 ㎛ 내지 약 2.0 ㎛ 일 수 있다. 일부 실시예에서, 연결배선(TWL)의 폭(CD)은 약 0.7 ㎛ 내지 약 1.3 ㎛일 수 있다. 연결배선(TWL)의 폭(CD)이 약 0.7 ㎛ 미만인 경우, 배선 저항 감소 효과가 미미할 수 있다. 연결배선(TWL)의 폭(CD)이 약 2.0 ㎛ 보다 큰 경우, 배선 간 간격이 줄어들어 쇼트가 발생할 수 있고, 컴포넌트영역(CA)의 투과율이 감소할 수 있다.
일 실시예예서, 인접한 연결배선(TWL)들 예컨대, 제1연결배선(TWL1) 및 제2연결배선(TWL2) 각각의 중심부 사이의 거리(PT1)의 최소값은 제2렌즈 구조(LS2)의 제2곡면부(LR2)의 폭(W2)의 2배와 같을 수 있다. 일 실시예에서, 제1연결배선(TWL1) 및 제2연결배선(TWL2) 각각의 중심부 사이의 거리(PT1)는 2.8 ㎛ 내지 4.0 ㎛일 수 있다.
제1유기절연층(117)의 제1렌즈 구조(LS1) 및 제2유기절연층(119)의 제2렌즈 구조(LS2)는 각 유기절연층들(117, 119)의 굴절률과 두께, 제1곡면부(LR1) 및 제2곡면부(LR2)의 곡률 반경, 제1곡면부(LR1) 및 제2곡면부(LR2) 각각의 기판에 평행한 가상선(P1, P2)에 대한 각도(θ1, θ2)를 고려하여 설계될 수 있다.
제1유기절연층(117)의 굴절률과 제2유기절연층(119)의 굴절률은 상이할 수 있다. 제2유기절연층(119)의 굴절률은 제1유기절연층(117)의 굴절률보다 클 수 있다. 일 실시예에서, 제2유기절연층(119)의 굴절률은 뱅크층(120)의 굴절률보다 클 수 있다. 일 실시예에서, 제2유기절연층(119)의 굴절률은 약 1.7 보다 크거나 같을 수 있다. 일부 실시예에서, 제2유기절연층(119)의 굴절률은 약 1.73 내지 약 1.85 일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2유기절연층(119)의 굴절률은 약 1.8일 수 있다. 일 실시예에서, 제1유기절연층(117)의 굴절률은 약 1.4 보다 크거나 같을 수 있다. 일부 실시예에서, 제1유기절연층(117)의 굴절률은 약 1.475 내지 약 1.6 일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1유기절연층(117)의 굴절률은 약 1.55 일 수 있다.
제2렌즈 구조(LS2)의 제2곡면부(LR2)의 곡률 반경은 제1렌즈 구조(LS1)의 제1곡면부(LR1)의 곡률 반경보다 클 수 있다. 일 실시예에서, 제2곡면부(LR2)의 곡률 반경은 약 1.6 ㎛ 보다 크거나 같을 수 있다. 일부 실시예예서, 제2곡면부(LR2)의 곡률 반경은 약 1.6 ㎛ 내지 약 2.7 ㎛ 일 수 있다. 일 실시예에서, 제2곡면부(LR2)의 곡률 반경은 약 2.0 ㎛ 일 수 있다. 일 실시예에서, 제1렌즈 구조(LS1)의 제1곡면부(LR1)의 곡률 반경은 약 0.4 ㎛ 내지 약 1.9 ㎛ 일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1곡면부(LR1)의 곡률 반경은 약 0.4 ㎛ 내지 약 1.3 ㎛ 일 수 있다. 일 실시예에서, 제1곡면부(LR1)의 곡률 반경은 0.7 ㎛ 일 수 있다.
수직단면 상에서 제1렌즈 구조(LS1)의 제1곡면부(LR1), 예컨대 제1곡면부(LR1)의 측면은 기판(100)의 수평면과 평행한 가상선(P1)에 대해 제1각도(θ1)를 가질 수 있다. 수직단면 상에서 제2렌즈 구조(LS2)의 제2곡면부(LR2), 예컨대 제2곡면부(LR2)의 측면은 기판(100)의 수평면과 평행한 가상선(P2)에 대해 제2각도(θ2)를 가질 수 있다. 제2곡면부(LR2)의 제2 각도(θ2)는 제1곡면부(LR1)의 제1각도(θ1)보다 작을 수 있다.
일 실시예에서, 제2곡면부(LR2)의 제2 각도(θ2)는 약 30°내지 50° 일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2곡면부(LR2)의 제2 각도(θ2)는 약 30° 내지 48°일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2곡면부(LR2)의 제2 각도(θ2)는 40°일 수 있다. 제1곡면부(LR1)의 제1각도(θ1)는 약 40° 내지 약 90°일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1곡면부(LR1)의 제1각도(θ1)는 약 40° 내지 약 80°일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1곡면부(LR1)의 제1각도(θ1)는 약 75°일 수 있다.
제2유기절연층(119)의 두께(h2)는 제1유기절연층(117)의 두께(h1)보다 클 수 있다. 일 실시예에서, 제2유기절연층(119)의 두께(h2)는 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 이하일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2유기절연층(119)의 두께(h2)는 약 6.5 ㎛ 내지 약 7.5 ㎛ 일 수 있다. 일 실시예에서, 제2유기절연층(119)의 두께(h2)는 약 7 ㎛ 일 수 있다. 일 실시예에서, 제1유기절연층(117)의 두께(h1)는 약 1 ㎛ 내지 약 2.8 ㎛ 일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1유기절연층(117)의 두께(h1)는 약 1.5 ㎛ 일 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함된 각 유기절연층들의 렌즈 구조를 지나는 광의 경로를 x, y 좌표 상에 개략적으로 나타낸 것이다. 도 9a는 제2유기절연층(119)의 제2렌즈 구조(LS2), 제1유기절연층(117)의 제1렌즈 구조(LS1), 제3층간절연층(116)의 표면(116s), 및 컴포넌트영역(CA)의 하부에 위치한 컴포넌트(40, 도 7)의 표면(40s)을 x, y 좌표 평면 상에 개략적으로 도시한다. 컴포넌트(40)는 예컨대, 카메라 이미지 센서 일 수 있고, 컴포넌트(40)의 표면(40s)는 카메라 이미지 센서의 표면일 수 있다. 도 9a에 도시된 표시 장치의 x, y 좌표의 값은 설명의 편의상 설정된 예시적인 것으로 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 9b는 도 9a에서 제2유기절연층(119)의 상부에서 입사한 5개의 광(L1, L2, L3, L4, L5)의 x 좌표 값의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 9b는 제2유기절연층(119)의 제2렌즈 구조(LS2)의 표면에서의 x 좌표 값(x1) 및 컴포넌트(40)의 표면(40s)에서의 x 좌표 값(x2)을 비교하여 도시한다.
도 8, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 전술한 바와 같이, 연결배선(TWL)과 중첩되는 컴포넌트(40)의 표면(40s)의 일 지점을 향하여 제2곡면부(LR2)로 입사된 광(L2, L3, L4, L5)들은 인접한 연결배선(TWL)들의 사이 공간을 향하는 방향(예컨대, -x 방향)으로 굴절되어 진행할 수 있다. 이후, 제1곡면부(LR1)로 입사된 광(L2, L3, L4, L5)들은 제2곡면부(LR2)에 의해 굴절된 방향과 반대되는 방향(예컨대, +x 방향)으로 다시 굴절되어 진행할 수 있다. 이에 따라, 제2곡면부(LR2)로 입사된 광(L2, L3, L4, L5)들은 연결배선(TWL)의 주변에서 굴절되어 진행함으로써, 연결배선(TWL)에 의해 반사 또는 흡수되지 않고 연결배선(TWL) 하부의 컴포넌트(40) 표면(40s)에 도달할 수 있다.
이때, 제1렌즈 구조(LS1) 및 제2렌즈 구조(LS2)는 제1렌즈 구조(LS1) 및 제2렌즈 구조(LS2)에 의해 굴절되어 이동하는 입사광(L2, L3, L4, L5)들이 컴포넌트(40) 표면(40s)에서 초기에 향하였던 목표 지점에 도달하도록 설계될 수 있다. 다르게 말하면, 외부로부터 입사된 광(L2, L3, L4, L5)들이 제2곡면부(LR2) 표면에 도달할 때의 x좌표 값(x1) 및 컴포넌트(40) 표면(40s)에 도달할 때의 x 좌표 값(x2)의 차가 작도록 제어될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 입사된 광들의 제2곡면부(LR2) 표면에서의 x좌표 값(x1) 및 컴포넌트(40) 표면(40s)에서의 x 좌표 값(x2)의 차는 0.1 ㎛ 이하일 수 있다.
이와 같은 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 표시 장치
100: 기판
MDA: 메인표시영역
NDA: 비표시영역
CA: 컴포넌트영역
Pa1: 제1보조 부화소
EDa1: 제1보조 표시요소
PCa1: 제1보조 부화소회로
TWL: 연결배선
TWL1, TWL2: 제1, 제2연결배선
117: 제1유기절연층
119: 제2유기절연층
LS1: 제1렌즈구조
LS2: 제2렌즈구조
LR1: 제1곡면부
LR2: 제2곡면부

Claims (21)

  1. 메인표시영역에 배치되는 제1표시요소들;
    메인표시영역에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 컴포넌트영역에 배치된 제2표시요소들;
    비표시영역에 배치되고 상기 제2표시요소들에 전기적으로 연결된 화소회로들;
    상기 비표시영역의 화소회로들과 상기 컴포넌트영역의 상기 제2표시요소들을 연결하는 복수의 연결배선들;
    상기 컴포넌트영역의 기판 상에 배치되는 제1유기절연층; 및
    상기 컴포넌트영역의 상기 제1유기절연층 상에 배치되는 제2유기절연층;을 포함하되,
    상기 연결배선들은 상기 제1유기절연층 및 상기 제2유기절연층 사이에 배치되고,
    상기 제1유기절연층의 상면은, 상기 복수의 연결배선들 중 인접한 두 개의 연결배선들 사이에 배치된 제1곡면부를 포함하는 제1렌즈 구조를 포함하며,
    상기 제2유기절연층의 상면은, 상기 제1곡면부 및 상기 이웃하는 두 개의 연결배선들의 일부와 중첩하는 제2곡면부를 포함하는 제2렌즈 구조를 포함하고,
    상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 제1유기절연층의 굴절률과 상이한, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 제1유기절연층의 굴절률보다 큰, 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2유기절연층 상에 배치되는 뱅크층을 더 포함하며,
    상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 뱅크층의 굴절률보다 크고, 상기 제1유기절연층의 굴절률보다 큰, 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2렌즈 구조의 상기 제2곡면부의 곡률 반경은 상기 제1렌즈 구조의 상기 제1곡면부의 곡률 반경보다 큰, 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2렌즈 구조의 상기 제2곡면부의 폭은 상기 제1렌즈 구조의 제1곡면부의 폭보다 큰, 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    수직 단면 상에서 상기 제1렌즈 구조의 제1곡면부는 상기 기판의 수평면과 평행한 가상선에 대해 제1각도를 갖고,
    수직 단면 상에서 상기 제2렌즈 구조의 제2곡면부는 상기 기판의 수평면과 평행한 가상선에 대해 제2각도를 갖는, 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2곡면부의 제2각도는 상기 제1곡면부의 제1각도보다 작은, 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연결배선의 폭은 0.7 ㎛ 내지 1.3 ㎛ 인, 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2유기절연층의 굴절률은 1.7 이상인, 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연결배선은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및 구리(Cu) 중 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 표시 장치.
  11. 메인표시영역, 컴포넌트영역, 및 비표시영역을 포함하는 표시 장치; 및
    상기 표시 장치의 배면에 배치되며 상기 컴포넌트영역과 중첩하는 컴포넌트;를 포함하고,
    상기 표시 장치는,
    상기 메인표시영역에 배치되는 제1표시요소들;
    상기 메인표시영역에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 상기 컴포넌트영역에 배치된 제2표시요소들;
    상기 비표시영역에 배치되고 상기 제2표시요소들에 전기적으로 연결된 화소회로들;
    상기 비표시영역의 화소회로들과 상기 컴포넌트영역의 상기 제2표시요소들을 연결하는 복수의 연결배선들;
    상기 컴포넌트영역의 기판 상에 배치되는 제1유기절연층; 및
    상기 컴포넌트영역의 상기 제1유기절연층 상에 배치되는 제2유기절연층;을 포함하되,
    상기 연결배선들은 상기 제1유기절연층 및 상기 제2유기절연층 사이에 배치되고,
    상기 제1유기절연층의 상면은, 상기 복수의 연결배선들 중 인접한 두 개의 연결배선들 사이에 배치되며 상방으로 볼록한 제1곡면부를 포함하는 제1렌즈 구조를 포함하며,
    상기 제2유기절연층의 상면은, 상기 제1곡면부 및 상기 이웃하는 두 개의 연결배선들의 일부와 중첩하며 상방으로 볼록한 제2곡면부를 포함하는 제2렌즈 구조를 포함하고,
    상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 제1유기절연층의 굴절률과 상이한, 전자 기기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 제1유기절연층의 굴절률보다 큰, 전자 기기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2유기절연층 상에 배치되는 뱅크층을 더 포함하며,
    상기 제2유기절연층의 굴절률은 상기 뱅크층의 굴절률보다 크고 상기 제1유기절연층의 굴절률보다 큰, 전자 기기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제2렌즈 구조의 상기 제2곡면부의 곡률 반경은 상기 제1렌즈 구조의 상기 제1곡면부의 곡률 반경보다 큰, 전자 기기.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제2렌즈 구조의 상기 제2곡면부의 폭은 상기 제1렌즈 구조의 제1곡면부의 폭보다 큰, 전자 기기.
  16. 제11항에 있어서,
    수직단면 상에서 상기 제1렌즈 구조의 제1곡면부는 상기 기판의 수평면과 평행한 가상선에 대해 제1각도를 갖고,
    수직 단면 상에서 상기 제2렌즈 구조의 제2곡면부는 상기 기판의 수평면과 평행한 가상선에 대해 제2각도를 갖는, 전자 기기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2곡면부의 제2각도는 상기 제1곡면부의 제1각도보다 작은, 전자 기기.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 연결배선의 폭은 0.7 ㎛ 내지 1.3 ㎛ 인, 전자 기기.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제2유기절연층의 굴절률은 1.7 이상인, 전자 기기.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 연결배선은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및 구리(Cu) 중 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 전자 기기.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 컴포넌트는 카메라, 스피커, 태양전지, 플래시, 광 감지 센서, 열 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 전자 기기.
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