KR20230124807A - 전자 장치 - Google Patents

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KR20230124807A
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light
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Abstract

일 실시예는 베이스층, 베이스층 상에 배치된 회로층, 회로층 상에 배치되고, 개구부가 정의된 화소 정의막, 및 화소 정의막으로 구분되는 발광 소자와 수광 소자를 포함하는 표시 소자층, 및 표시 소자층 상에 배치되고, 발광 소자와 중첩하는 입력 감지층, 및 표시 소자층 상에 배치되고, 수광 소자와 중첩하는 액정 부재를 포함함으로써, 센싱 감도가 우수한 수광 소자를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.

Description

전자 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액티브 영역에 수광 소자를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
영상 정보를 제공하기 위하여 다양한 형태의 전자 장치가 사용되고 있으며, 이러한 전자 장치는 사용자의 입력을 감지하는 등 사용자와 유기적으로 소통할 수 있는 다양한 기능을 제공한다. 특히 최근의 전자 장치들은 사용자의 지문을 감지하기 위한 기능을 함께 포함하고 있다.
지문 인식 방식으로는 전극들 사이에 형성된 정전용량 변화를 감지하는 정전용량 방식, 광 센서를 이용하여 입사되는 광을 감지하는 광 방식, 압전체 등을 활용하여 진동을 감지하는 초음파 방식 등이 있다. 한편, 광 방식의 센서를 포함하는 경우 외부광 등에 의한 노이즈를 차단하여 지문 인식 성능을 향상시키는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 수광 소자의 센싱 감도가 개선된 전자 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예는 베이스층, 상기 베이스층 상에 배치된 회로층, 상기 회로층 상에 배치되고, 개구부가 정의된 화소 정의막, 및 상기 화소 정의막으로 구분되는 발광 소자와 수광 소자를 포함하는 표시 소자층, 상기 표시 소자층 상에 배치되고, 상기 발광 소자와 중첩하는 입력 감지층, 및 상기 표시 소자층 상에 배치되고, 상기 수광 소자와 중첩하는 액정 부재를 포함하고, 상기 액정 부재는 제1 액정 전극, 상기 제1 액정 전극 상에 배치된 제2 액정 전극, 및 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 사이에 배치되고, 복수의 액정 분자들을 포함하는 액정층을 포함하는 전자 장치를 제공한다.
상기 액정 부재는 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 간의 전압차가 없는 경우, 상기 액정 분자들이 불규칙적으로 배열된 제1 모드, 및 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극에 전압차가 있는 경우, 상기 액정 분자들이 규칙적으로 배열된 제2 모드로 동작하는 것일 수 있다.
상기 제2 모드에서 상기 액정 분자들의 장축 방향은 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극의 적층 방향과 나란한 것일 수 있다.
상기 제2 모드에서 상기 액정 분자들의 장축 방향은 상기 제1 액정 전극 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 수직한 것일 수 있다.
상기 액정 분자들은 서로 평행한 제1 내지 제5 평면상에 각각 배치된 제1 내지 제5 서브 액정 분자들을 포함하고, 상기 제2 모드에서 상기 제1 내지 제4 서브 액정 분자들은 각각 다른 방향으로 배향되고, 상기 제5 서브 액정 분자는 상기 제1 서브 액정과 같은 방향으로 배향되는 것일 수 있다.
상기 액정층은 상기 액정 분자들이 분산된 분산매를 더 포함하고, 상기 분산매는 고분자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 액정층은 상기 제1 액정 전극 상에 배치되며, 상기 액정 분자들을 포함하는 제1 서브 액정층, 및 상기 제1 서브 액정층과 상기 제2 액정 전극 사이에 배치되며, 상기 액정 분자들을 포함하는 제2 서브 액정층을 포함하고, 상기 제1 서브 액정층, 및 상기 제2 서브 액정층은 각각 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 간에 전압 차가 없는 경우, 상기 액정 분자들이 불규칙하게 배열되는 제1 서브 모드, 및 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극에 전압 차가 있는 경우, 상기 액정 분자들이 규칙적으로 배열되는 제2 서브 모드로 동작되고, 상기 제2 서브 모드에서 상기 제1 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의 배향 방향과 상기 제2 서브 모드에서 상기 제2 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의 배향 방향은 서로 상이한 것일 수 있다.
상기 제2 서브 모드에서 상기 제1 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의장축 방향은 상기 제1 액정 전극 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 나란하고, 상기 제2 서브 모드에서 상기 제2 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의 장축 방향은 상기 제1 액정 전극 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 수직하는 것일 수 있다.
상기 제2 서브 모드에서 상기 제1 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의장축 방향은 상기 제1 액정 전극 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 수직하고, 상기 제2 서브 모드에서 상기 제2 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의 장축 방향은 상기 제1 액정 전극 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 나란한 것일 수 있다.
상기 입력 감지층 상에 편광층을 미포함하는 것일 수 있다.
상기 수광 소자와 상기 입력 감지층 사이에 배치된 컬러 필터층을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 컬러 필터층은 750nm 이상 2500nm 이하의 파장 영역의 광 또는 500nm 이상 600nm 이하의 파장 영역의 광을 투과시키고, 상기 수광 소자는 750nm 이상 2500nm 이하의 파장 영역의 광 또는 500nm 이상 600nm 이하의 파장 영역의 광을 감지하는 것일 수 있다.
일 실시예는 제1 내지 제3 발광 영역, 비발광 영역, 및 수광 영역으로 구분되고, 베이스층, 상기 베이스층 상에 배치된 회로층, 상기 회로층 상에 상기 제1 내지 제3 발광 영역, 및 상기 수광 영역과 대응하여 배치된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되며, 상기 제1 내지 제3 발광 영역, 상기 비발광 영역, 및 상기 수광 영역과 대응하여 배치된 정공 수송 영역, 상기 정공 수송 영역 상에, 상기 제1 발광 영역과 대응하여 배치되며, 제1 광을 방출하는 제1 발광층, 상기 정공 수송 영역 상에, 상기 제2 발광 영역과 대응하여 배치되며, 제2 광을 방출하는 제2 발광층, 상기 정공 수송 영역 상에, 상기 제3 발광 영역과 대응하여 배치되며, 제3 광을 방출하는 제3 발광층, 상기 정공 수송 영역 상에, 상기 수광 영역과 대응하여 배치된 수광층, 상기 제1 내지 제3 발광층, 및 상기 수광층 상에 배치된 전자 수송 영역, 상기 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극, 상기 제2 전극 상에서 상기 수광층과 중첩하여 배치된 제1 액정 전극, 상기 제1 액정 전극 상에 배치된 제2 액정 전극, 및 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 사이에 배치되며, 분산매, 및 상기 분산매에 분산된 복수의 액정 분자들을 포함하는 액정층을 포함하는 전자 장치를 제공한다.
상기 수광층과 상기 제1 액정 전극 사이에 배치된 컬러 필터층을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 컬러 필터층은 750nm 이상 2500nm 이하의 파장 영역의 광 또는 500nm 이상 600nm 이하의 파장 영역의 광을 투과시키고, 상기 수광층은 750nm 이상 2500nm 이하의 파장 영역의 광 또는 500nm 이상 600nm 이하의 파장 영역의 광을 감지하는 것일 수 있다.
상기 액정층은 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 간의 전압차가 없는 경우, 상기 액정 분자들이 불규칙적으로 배열된 제1 모드, 및 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 간의 전압차가 있는 경우, 상기 액정 분자들이 규칙적으로 배열된 제2 모드로 동작하는 것일 수 있다.
상기 제2 모드에서 상기 액정 분자들의 장축 방향은 상기 제1 액정 전극, 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 나란하거나, 또는 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 수직하는 것일 수 있다.
상기 액정층은 상기 제1 액정 전극 상에 배치되며, 상기 액정 분자들을 포함하는 제1 서브 액정층, 및 상기 제1 서브 액정층과 상기 제2 액정 전극 사이에 배치되며, 상기 액정 분자들을 포함하는 제2 서브 액정층을 포함하고, 상기 제1 서브 액정층과 상기 제2 서브 액정층은 서로 다른 재료를 포함하는 것일 수 있다.
상기 제1 서브 액정층 및 상기 제2 서브 액정층 중 어느 하나는 상기 액정 분자들이 네마틱 액정이고, 다른 하나는 상기 액정 분자들이 콜레스테릭 액정인 것일 수 있다.
상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 제1 내지 제3 발광층과 중첩하는 입력 감지층을 더 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예는 표시 소자층 상에서 수광 소자와 중첩하여 배치된 액정 부재를 포함하여, 수광 소자가 개선된 센싱 특성을 갖는 전자 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 I-I'선에 대응하는 부분을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 단면도이다.
도 7a는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 7b는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 9는 일 실시예의 전자 장치의 일부분의 단면도이다.
도 10은 일 실시예의 전자 장치의 일부분의 단면도이다.
도 11은 일 실시예의 전자 장치의 일부분의 단면도이다.
도 12는 일 실시예의 전자 장치의 일부분의 단면도이다.
도 13은 일 실시예의 전자 장치의 일부분의 단면도이다.
도 14는 일 실시예의 전자 장치의 일부분의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
한편, 본 출원에서 "직접 배치"된다는 것은 층, 막, 영역, 판 등의 부분과 다른 부분 사이에 추가되는 층, 막, 영역, 판 등이 없는 것을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, "직접 배치"된다는 것은 두 개의 층 또는 두 개의 부재들 사이에 접착 부재 등의 추가 부재를 사용하지 않고 배치하는 것을 의미하는 것일 수 있다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다. 본 명세서에서 "상에 배치되는" 것은 어느 하나의 부재의 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 나타내는 것일 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 분해 사시도이다. 도 3은 도 1의 I-I'선에 대응하는 부분을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 일 실시예의 전자 장치(ED)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(ED)는 휴대폰, 태블릿, 자동차 내비게이션, 게임기, 또는 웨어러블 장치일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1에서는 전자 장치(ED)가 휴대폰인 것을 예시적으로 도시하였다.
전자 장치(ED)는 액티브 영역(ED-AA)을 통해 영상(IM)을 표시할 수 있다. 액티브 영역(ED-AA)은 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)에 의해 정의된 평면을 포함할 수 있다. 액티브 영역(ED-AA)은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면의 적어도 일 측으로부터 벤딩된 곡면을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 액티브 영역(ED-AA)은 상기 평면만을 포함할 수도 있고, 액티브 영역(ED-AA)은 상기 평면의 적어도 2개 이상, 예를 들어 4 개의 측면으로부터 각각 벤딩된 4개의 곡면들을 더 포함할 수도 있다.
한편, 도 1 및 이하 도면들에서는 제1 방향축(DR1) 내지 제4 방향축(DR4)을 도시하였으며, 본 명세서에서 설명되는 제1 내지 제4 방향축들(DR1, DR2, DR3, DR4)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다. 또한 제1 내지 제4 방향축들(DR1, DR2, DR3, DR4)이 지시하는 방향은 제1 내지 제4 방향으로 설명될 수 있으며, 동일한 도면 부호가 사용될 수 있다.
본 명세서에서는 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)은 서로 직교하고, 제3 방향축(DR3)은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향일 수 있다. 제4 방향축(DR4) 방향은 제1 방향축(DR1) 방향 및 제2 방향축(DR2) 방향 사이의 방향일 수 있다.
전자 장치(ED)의 두께 방향은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향인 제3 방향축(DR3)과 나란한 방향일 수 있다. 본 명세서에서, 전자 장치(ED)를 구성하는 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향축(DR3)을 기준으로 정의될 수 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)에서 제공되는 영상(IM)은 동적인 영상은 물론 정지 영상을 포함할 수 있다. 도 1에서 영상(IM)의 일 예로 시계창 및 아이콘들이 도시되었다. 영상(IM)이 표시되는 면은 전자 장치(ED)의 전면(front surface)과 대응될 수 있으며, 윈도우 부재(WM)의 전면과 대응될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 외부에서 인가되는 사용자의 입력을 감지할 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함한다. 일 실시예의 전자 장치(ED)는 액티브 영역(ED-AA)을 통해 사용자의 입력을 감지하고, 감지된 입력 신호에 반응할 수 있다. 또한, 제공되는 전자 장치(ED)의 디자인에 따라 전자 장치(ED)의 측면이나 배면에 인가되는 사용자의 입력도 감지할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
예를 들어, 일 실시예의 전자 장치(ED)는 외부에서 인가되는 사용자의 지문(FG) 등의 생체 정보를 감지할 수 있다. 전자 장치(ED)의 액티브 영역(ED-AA)에는 지문 인식 영역이 제공될 수 있다. 지문 인식 영역은 액티브 영역(ED-AA)의 모든 영역에 제공되거나, 또는 액티브 영역(ED-AA)의 일부 영역에 제공될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예의 전자 장치(ED)는 표시 모듈(DM), 윈도우 부재(WM), 및 하우징(HAU)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 윈도우 부재(WM)와 하우징(HAU)은 결합되어 전자 장치(ED)의 외관을 구성할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 모듈(DM)은 액티브 영역(AA) 및 주변 영역(NAA)으로 구분될 수 있다. 액티브 영역(AA)은 전기적 신호에 따라 활성화되는 영역일 수 있다. 상술한 바와 같이 액티브 영역(AA)은 영상을 표시하거나 외부 입력을 감지하는 부분일 수 있다.
주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)의 적어도 일 측에 인접하여 위치하는 영역일 수 있다. 주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)을 감싸고 배치되는 것일 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 도 2 등에 도시된 것과 달리 일 실시예에서 주변 영역(NAA) 중 일부는 생략될 수 있다. 주변 영역(NAA)에는 액티브 영역(AA)을 구동하기 위한 구동 회로나 구동 배선 등이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP), 및 입력 감지층(ISL)을 포함하는 것일 수 있다. 표시 모듈(DM)은 입력 감지층(ISL) 상에 배치된 유기 평탄층(OCL)을 더 포함하는 것일 수 있다. 한편, 도 3에는 도시하지 않았으나, 일 실시예의 전자 장치(ED)는 입력 감지층(ISL)과 동일한 층상에 액정 부재(LM, 도 5)를 포함하는 것일 수 있다. 액정 부재(LM, 도 5)에 대해서는 도 5에서 더욱 상세히 설명한다.
표시 패널(DP)은 베이스층(BS), 베이스층(BS) 상에 배치된 표시 소자층(EDL)을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)은 베이스층(BS), 베이스층(BS) 상에 배치된 회로층(DP-CL), 회로층(DP-CL) 상에 배치된 표시 소자층(EDL), 및 표시 소자층(EDL) 상에 배치된 봉지층(TFL)을 포함할 수 있다. 봉지층(TFL)은 표시 소자층(EDL)을 커버하는 것일 수 있다.
한편, 일 실시예의 전자 장치(ED)는 표시 모듈(DM) 상에 배치된 윈도우 부재(WM)를 더 포함할 수 있다. 윈도우 부재(WM)는 윈도우(WP)와 접착층(AP)을 포함할 수 있고, 접착층(AP)은 유기 평탄층(OCL)과 윈도우(WP) 사이에 배치될 수 있다. 접착층(AP)은 광학 투명 접착 필름(OCA, optically clear adhesive film) 또는 광학 투명 접착 수지층(OCR, optically clear adhesive resin layer)일 수 있다. 한편, 일 실시예에서 접착층(AP)은 생략될 수도 있다.
윈도우(WP)는 표시 모듈(DM)의 외측 전체를 커버하는 것일 수 있다. 윈도우 (WP)는 표시 모듈(DM)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것일 수 있다. 일 실시예의 전자 장치(ED)에서 윈도우(WP)는 광학적으로 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 윈도우(WP)는 유리 기판 또는 고분자 기판일 수 있다. 예를 들어, 윈도우(WP)는 강화 처리된 강화 유리 기판일 수 있다. 윈도우(WP)는 전자 장치(ED)의 최상부 층에 해당할 수 있다.
또한, 일 실시예의 전자 장치(ED)에서 윈도우 부재(WM)는 투과부(TA) 및 베젤부(BZA)로 구분될 수 있다. 투과부(TA)는 표시 모듈(DM)의 액티브 영역(AA)에 대응하는 부분이고, 베젤부(BZA)는 표시 모듈(DM)의 주변 영역(NAA)에 대응하는 부분일 수 있다.
투과부(TA) 및 베젤부(BZA)를 포함한 윈도우 부재(WM)의 전면은 전자 장치(ED)의 전면에 해당한다. 사용자는 전자 장치(ED)의 전면에 해당하는 투과부(TA)를 통해 제공되는 이미지를 시인할 수 있다.
베젤부(BZA)는 투과부(TA)의 형상을 정의할 수 있다. 베젤부(BZA)는 투과부(TA)에 인접하며, 투과부(TA)를 에워쌀 수 있다 다만, 실시예가 도시된 것에 한정되는 것은 아니며 베젤부(BZA)는 투과부(TA)의 일 측에만 인접하여 배치될 수도 있고, 일 부분이 생략될 수도 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)에서 베젤부(BZA)를 통해 시인되는 전자 장치(ED)의 일 부분은 투과부(TA)를 통해 시인되는 부분에 비해 상대적으로 광 투과율이 낮을 수 있다. 또한, 일 실시예의 전자 장치(ED)에서 베젤부(BZA)는 소정의 컬러를 갖는 것으로 시인되는 부분일 수 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)는 유기 평탄층(OCL)을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 유기 평탄층(OCL) 외부로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시키거나, 또는 외부로부터 입사되는 광의 일부를 흡수하여 차단하는 것일 수 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)에 포함된 입력 감지층(ISL)은 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B)와 중첩하며, 표시 패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 입력 감지층(ISL)은 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 펜, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 평면도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 2의 DD' 영역을 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 II-II'선에 대응하는 부분을 나타낸 단면도이다.
일 실시예에 따른 표시 모듈(DM)은 액티브 영역(AA) 내에 배치된 복수 개의 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 및 수광 영역(IPA)을 포함하는 것일 수 있다. 표시 모듈(DM)은 적색광을 방출하는 적색 발광 영역(PXA-R), 녹색광을 방출하는 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 청색광을 방출하는 청색 발광 영역(PXA-B)을 포함할 수 있다. 또한, 외부 물체에서 반사되어 입사되는 광을 수광하여 센싱하는 수광 영역(IPA)을 포함할 수 있다. 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 사이, 및 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 수광 영역(IPA) 사이에는 비발광 영역(NPXA)이 배치될 수 있다. 각각의 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B), 및 발광 영역(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 수광 영역(IPA)은 비발광 영역(NPXA)으로 서로 구분될 수 있다. 비발광 영역(NPXA)은 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 및 수광 영역(IPA) 각각을 에워쌀 수 있다.
일 실시예에서, 복수 개의 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 중 서로 상이한 파장 영역의 광을 방출하는 발광 영역들의 면적은 서로 상이할 수 있다. 이때 면적은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면 상에서 보았을 때의 면적을 의미할 수 있다.
하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 동일한 면적을 가지거나, 또는 도 5에서 도시된 것과 다른 면적 비율로 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)이 제공될 수 있다. 한편, 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 적색광, 녹색광, 청색광 이외의 다른 색의 광을 발광하는 것이거나 도시된 형태와 다른 평면 형상을 갖는 것일 수 있다.
한편, 일 실시예에서 평면 상에서의 수광 영역(IPA)의 면적은 적색 발광 영역(PXA-R), 청색 발광 영역(PXA-B) 및 녹색 발광 영역(PXA-G) 각각의 면적보다 작은 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 수광 영역(IPA)의 면적은 적색 발광 영역(PXA-R), 청색 발광 영역(PXA-B) 및 녹색 발광 영역(PXA-G) 중 어느 하나의 발광 영역의 면적과 동일하거나, 클 수 있다.
도 4를 참조하면, 적색 발광 영역들(PXA-R) 및 청색 발광 영역들(PXA-B)은 제1 방향축(DR1)을 따라 서로 교번하여 배열되어 제1 그룹(PXG1)을 구성할 수 있다. 녹색 발광 영역들(PXA-G)과 수광 영역들(IPA)은 제1 방향축(DR1)을 따라 번갈아 배열되어 제2 그룹(PXG2)을 구성할 수 있다. 또한, 청색 발광 영역들(PXA-B)및 적색 발광 영역들(PXA-R)은 제1 방향축(DR1)을 따라 교번하여 배열되며 제3 그룹(PXG3)을 구성할 수 있다.
제1 그룹(PXG1) 내지 제3 그룹(PXG3)은 제2 방향축(DR2) 방향으로 순서대로 배열되어 배치될 수 있다. 제1 그룹(PXG1) 내지 제3 그룹(PXG3) 각각은 복수로 제공될 수 있다. 도 4에 도시된 일 실시예에서, 제2 방향축(DR2)을 따라 제1 그룹(PXG1), 제2 그룹(PXG2), 제3 그룹(PXG3), 및 제2 그룹(PXG2)이 하나의 반복 단위를 이루며, 이러한 반복 단위들이 제2 방향축(DR2) 방향으로 반복되어 배열될 수 있다.
일 실시예에서 하나의 녹색 발광 영역(PXA-G)은 하나의 적색 발광 영역(PXA-R) 또는 하나의 청색 발광 영역(PXA-B)으로부터 제4 방향축(DR4) 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 제4 방향축(DR4) 방향은 제1 방향축(DR1) 방향 및 제2 방향축(DR2) 방향 사이의 방향일 수 있다.
또한, 일 실시예에서 수광 영역(IPA)은 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각으로부터 이격되어 있으며, 적색 발광 영역(PXA-R) 및 청색 발광 영역(PXA-B) 사이에서 제2 방향축(DR2) 방향으로 이격되어 배치된 것일 수 있다. 수광 영역(IPA)은 녹색 발광 영역(PXA-G)과 제1 방향축(DR1)을 따라 하나씩 번갈아 가며 배열된 것일 수 있다.
도 4에 도시된 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 배열 구조는 펜타일 구조라 명칭될 수 있다. 다만, 일 실시예에 따른 전자 장치에서의 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 배열 구조는 도 4에 도시된 배열 구조에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일 실시예에서 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 제1 방향축(DR1) 또는 제2 방향축(DR2)을 따라, 적색 발광 영역(PXA-R), 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 청색 발광 영역(PXA-B)이 순차적으로 번갈아 가며 배열되는 스트라이프 구조를 가질 수도 있다. 또한, 스트라이프 배열 구조에서, 수광 영역(IPA)은 녹색 발광 영역(PXA-G)과 동일한 행 또는 동일한 열을 이루어 하나의 스트라이프 배열을 이룰 수 있다. 하지만, 일 실시예에서 수광 영역(IPA)과 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 배열 형태 및 수광 영역(IPA)과 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 배치 비율 등은 상술한 배열 형태와 다를 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일 부분의 단면도이다. 도 5의 단면도는 도 4에 도시된 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 및 수광 영역(IPA)의 일부를 예시적으로 나타낸 것이다. 즉, 도 5는 일 실시예에 따른 전자 장치(ED, 도 3)의 일부를 나타낸 단면도이다.
일 실시예의 전자 장치는 표시 모듈(DM)에 베이스층(BS)을 포함한다. 베이스층(BS)은 표시 소자층(EDL)이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 베이스층(BS)은 유리기판, 금속기판, 고분자기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 베이스층(BS)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다.
베이스층(BS)은 다층구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 베이스층(BS)은 합성수지층, 접착층, 및 합성수지층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 특히, 합성수지층은 폴리이미드(polyimide)계 수지를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 합성수지층은 아크릴(acrylate)계 수지, 메타크릴(methacrylate)계 수지, 폴리아이소프렌(polyisoprene)계 수지, 비닐(vinyl)계 수지, 에폭시(epoxy)계 수지, 우레탄(urethane)계 수지, 셀룰로오스(cellulose)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 폴리아미드(polyamide)계 수지 및 페릴렌(perylene)계 수지 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 한편, 본 명세서에서 "~~계" 수지는 "~~"의 작용기를 포함하는 것을 의미한다.
회로층(DP-CL)은 베이스층(BS) 상에 배치된다. 회로층(DP-CL)은 절연층, 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인 등을 포함할 수 있다. 코팅, 또는 증착 등의 방식으로 절연층, 반도체층, 및 도전층이 베이스층(BS) 위에 형성되고, 이후, 복수 회의 포토리소그래피 공정을 통해 절연층, 반도체층, 및 도전층이 선택적으로 패터닝(patterning)될 수 있다. 이 후, 회로층(DP-CL)에 포함된 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인이 형성될 수 있다.
표시 소자층(EDL)은 회로층(DP-CL) 상에 배치될 수 있다. 표시 소자층(EDL)은 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 소자층(EDL)에 포함된 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B)는 유기 발광 소자, 퀀텀닷 발광 소자, 마이크로 엘이디(micro LED) 발광 소자, 또는 나노 엘이디(nano LED) 발광 소자를 포함하는 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B)는 전기적 신호에 따라 광이 발생되거나 광량이 제어될 수 있다면 다양한 실시예들을 포함할 수 있다.
수광 소자(OPD)는 외부 물체에 의해 반사된 광을 수광하여 인식하는 광 센서일 수 있다. 예를 들어, 수광 소자(OPD)는 외부 물체에 의해 반사된 가시광선 영역의 광을 인식하는 광 센서일 수 있다. 일 실시예에서 수광 소자(OPD)는 지문, 정맥 등의 사용자의 신체 부위에서 반사된 광을 인식하여 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 생체 인식 센서일 수 있다.
표시 소자층(EDL)은 개구부들(OP-E, OP-I)이 정의된 화소 정의막(PDL)을 포함하며, 화소 정의막(PDL)을 기준으로 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)가 분리되어 구분될 수 있다. 화소 정의막(PDL)에는 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B)의 구성이 배치된 제1 개구부(OP-E) 및 수광 소자(OPD)의 구성이 배치된 제2 개구부(OP-I)가 정의될 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 베이스층(BS) 상에 배치되는 것일 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 회로층(DP-CL) 상에 배치되며, 개구부(OP-E, OP-I)에서 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)의 상부면 일부를 노출시킬 수 있다. 본 실시예에서 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 및 수광 영역(IPA)은 개구부(OP-E, OP-I)에서 노출된 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)의 영역에 대응하게 정의되었다.
일 실시예에서 화소 정의막(PDL)은 고분자 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 폴리아크릴레이트(Polyacrylate)계 수지 또는 폴리이미드(Polyimide)계 수지를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 화소 정의막(PDL)은 고분자 수지 이외에 무기물을 더 포함하여 형성될 수 있다. 한편, 화소 정의막(PDL)은 광흡수 물질을 포함하여 형성되거나, 흑색 안료 또는 흑색 염료를 포함하여 형성될 수 있다. 흑색 안료 또는 흑색 염료를 포함하여 형성된 화소 정의막(PDL)은 블랙화소정의막을 구현할 수 있다. 화소 정의막(PDL) 형성 시 흑색 안료 또는 흑색 염료로는 카본 블랙 등이 사용될 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 화소 정의막(PDL)은 무기물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등을 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B)은 각각 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B), 제2 전극(CE), 및 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)을 포함하는 것일 수 있다. 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B)은 제1 개구부(OP-E)에서 노출될 수 있다. 본 명세서에서 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B)을 구성하는 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B)은 발광전극으로 명칭될 수 있다. 일 실시예에서 표시 소자층(EDL)은 적색 발광 영역(PXA-R)에 대응하여 배치되고 적색광을 방출하는 적색 발광 소자(ED-R), 녹색 발광 영역(PXA-G)에 대응하여 배치되고 녹색광을 방출하는 녹색 발광 소자(ED-G), 및 청색 발광 영역(PXA-B)에 대응하여 배치되고 청색광을 방출하는 청색 발광 소자(ED-B)를 포함할 수 있다. 적색 발광 소자(ED-R)는 마주하는 제1 전극(AE-R)과 제2 전극(CE), 및 제1 전극(AE-R)과 제2 전극(CE) 사이에 배치된 적색 발광층(EML-R)을 포함한다. 녹색 발광 소자(ED-G)는 마주하는 제1 전극(AE-G)과 제2 전극(CE), 및 제1 전극(AE-G)과 제2 전극(CE) 사이에 배치된 녹색 발광층(EML-G)을 포함하고, 청색 발광 소자(ED-B)는 마주하는 제1 전극(AE-B)과 제2 전극(CE), 및 제1 전극(AE-B)과 제2 전극(CE) 사이에 배치된 청색 발광층(EML-B)을 포함한다.
수광 소자(OPD)는 제1 전극(AE), 제2 전극(CE), 및 수광층(OPL)을 포함하는 것일 수 있다. 제1 전극(AE)은 제2 개구부(OP-I)에서 노출될 수 있다. 본 명세서에서 수광 소자(OPD)를 구성하는 제1 전극(AE)은 수광전극으로 명칭될 수 있다.
표시 소자층(EDL)에서 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)은 금속재료, 금속합금 또는 도전성 화합물로 형성될 수 있다. 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)은 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)일 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되지 않는다. 또한, 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)은 화소 전극 또는 감지 전극일 수 있다. 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)이 투과형 전극인 경우, 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti, W 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다.
제2 전극(CE)은 공통 전극일 수 있다. 제2 전극(CE)은 캐소드(cathode) 또는 애노드(anode)일 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)이 애노드인 경우 제2 전극(CE)은 캐소드일 수 있고, 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)이 캐소드인 경우 제2 전극(CE)은 애노드일 수 있다.
제2 전극(CE)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제2 전극(CE)이 투과형 전극인 경우, 제2 전극(CE)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다. 제2 전극(CE)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(CE)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti, Yb, W 또는 이들을 포함하는 화합물이나 혼합물(예를 들어, AgMg, AgYb, 또는 MgAg)을 포함할 수 있다.
한편, 일 실시예의 표시 소자층(EDL)에 포함된 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)은 반투과형 전극 또는 반사형 전극이고, 제2 전극(CE)은 투과형 전극, 반투과형 전극일 수 있다. 즉, 일 실시예에서 투과형 또는 반투과형의 제2 전극(CE)을 포함하여, 외부 물체로부터 반사된 광이 수광 소자(OPD)로 용이하게 전달될 수 있다.
발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B)의 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)은 제1 개구부(OP-E)에 배치될 수 있다. 즉, 발광층들(EML-R, EML-G, EML-B)은 제1 개구부(OP-E) 내에 각각 분리되어 형성될 수 있다. 발광층들(EML-R, EML-G, EML-B)은 유기 발광 재료를 포함하는 것이거나, 또는 퀀텀닷 재료를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B) 각각은 정공 수송 영역(HTR) 및 전자 수송 영역(ETR)을 포함하는 것일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B)과 발광층(EML-R, EML-G, EML-B) 사이에 배치되고, 전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)과 제2 전극(CE) 사이에 배치되는 것일 수 있다.
한편, 수광 소자(OPD)는 제1 전극(AE)과 제2 전극(CE) 사이에 배치되고, 제2 개구부(OP-I) 내에 배치된 수광층(OPL)을 포함하는 것일 수 있다. 수광층(OPL)은 광을 수신하여 전기적 신호로 변환하는 수광 물질을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 수광층(OPL)은 유기 수광 물질을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에서, 수광층(OPL)은 유기 고분자 물질 등을 수광 물질로 포함할 수 있으며, 예를 들어, 수광층(OPL)은 공액 고분자(conjugated polymer)를 포함할 수 있다. 수광층(OPL)은 티오펜계 공액 고분자, 벤조디티오펜계 공액 고분자, 티에노[3,4-c]피롤-4,6-디온(TPD)계 공액 고분자, 디케토-피롤-피롤(DPP)계 공액 고분자, 벤조티아디아졸(BT)계 공액 고분자 등을 포함할 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서 수광 소자(OPD)는 특정 파장의 광을 감지하는 것일 수 있다. 예를 들어, 파장이 750nm 이상 2500nm 이하인 광을 감지하는 것일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 수광 소자(OPD)는 파장이 500nm 이상 600nm 이하인 광을 감지하는 것일 수 있다. 즉, 수광 소자(OPD)는 근적외선광 또는 녹색광 감지하는 것일 수 있다.
수광 소자(OPD)는 정공 수송 영역(HTR) 및 전자 수송 영역(ETR)을 포함하는 것일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(AE)과 수광층(OPL) 사이에 배치되고, 전자 수송 영역(ETR)은 수광층(OPL) 과 제2 전극(CE) 사이에 배치되는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)를 구성하는 정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층, 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층 또는 정공 수송층의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 정공 주입 물질 및 정공 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 일 실시예에서, 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)에 포함된 정공 수송 영역(HTR)은 정공 수송층을 포함하고, 정공 주입층을 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에서 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)를 구성하는 전자 수송 영역(ETR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층, 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층 또는 전자 수송층의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 전자 주입 물질과 전자 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 전자 수송 영역(ETR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)으로부터 차례로 적층된 복수의 층들을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)에 포함된 전자 수송 영역(ETR)은 전자 수송층을 포함하고, 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에서 전자 수송 영역(ETR)은 각 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B)의 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 또는 수광 소자(OPD)의 수광층(OPL) 상에 배치되며, 화소 정의막(PDL)으로 구분되어 제공되는 것일 수 있다. 또는, 일 실시예에서 전자 수송 영역(ETR)은 하나의 공통층으로 제공되는 것일 수 있다. 전자 수송 영역(ETR)은 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD) 전체에 공통층으로 제공될 수 있다. 전자 수송 영역(ETR)은 화소 정의막(PDL), 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 및 수광층(OPL) 전체와 중첩하는 것일 수 있다.
봉지층(TFL)은 표시 소자층(EDL) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(TFL)은 적어도 하나의 무기층 및 적어도 하나의 유기층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 봉지층(TFL)은 순차적으로 적층된 무기층, 유기층, 및 무기층을 포함할 수 있으나, 봉지층(TFL)을 구성하는 층들이 이에 제한되는 것은 아니다.
입력 감지층(ISL)은 표시 소자층(EDL) 상에, 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-R)과 중첩하여 배치될 수 있다. 입력 감지층(ISL)은 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 펜, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다.
입력 감지층(ISL)은 연속된 공정을 통해 표시 패널(DP) 상에 형성될 수 있다. 이 경우, 입력 감지층(ISL)은 표시 패널(DP) 위에 직접 배치된다고 표현될 수 있다. 직접 배치된다는 것은 입력 감지층(ISL)과 표시 패널(DP) 사이에 제 3의 구성요소가 배치되지 않는 것을 의미할 수 있다. 즉, 입력 감지층(ISL)과 표시 패널(DP) 사이에는 별도의 접착부재가 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 입력 감지층(ISL)은 봉지층(TFL) 상에 직접 배치될 수 있다.
한편, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 입력 감지층(ISL)과 표시 패널(DP) 사이에 접착부재(미도시)가 더 배치될 수 있다. 입력 감지층(ISL)은 하부 절연층(IS-IL1), 제1 도전층(IS-CL1), 층간 절연층(IS-IL2), 제2 도전층(IS-CL2), 및 상부 절연층(IS-IL3)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 하부 절연층(IS-IL1) 및 상부 절연층(IS-IL3) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2) 각각은 단층구조를 갖거나, 제3 방향(DR3)을 따라 적층된 다층구조를 가질 수 있다. 다층구조의 도전층은 투명 도전층들과 금속층들 중 적어도 두 층 이상을 포함할 수 있다. 다층구조의 도전층은 서로 다른 금속을 포함하는 금속층들을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), PEDOT, 금속 나노 와이어, 그라핀을 포함할 수 있다. 금속층은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2) 각각은 3층의 금속층 구조, 예컨대, 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수 있다. 상대적으로 내구성이 높고 반사율이 낮은 금속을 상/하층에, 전기전도율이 높은 금속을 내층에 적용할 수 있다.
제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2) 각각은 복수 개의 도전패턴들을 포함한다. 이하, 제1 도전층(IS-CL1)은 제1 도전패턴들을 포함하고, 제2 도전층(IS-CL2)은 제2 도전패턴들을 포함하는 것으로 설명된다. 제1 도전패턴들과 제2 도전패턴들 각각은 감지전극들 및 이에 연결된 신호라인들을 포함할 수 있다. 제1 도전패턴들 및 제2 도전패턴들은 후술하는 차광부(BM)에 중첩하게 배치될 수 있다. 차광부(BM)는 제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2)과 중첩하여 제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2)에 의한 외부광 반사를 방지한다.
하부 절연층(IS-IL1), 층간 절연층(IS-IL2), 및 상부 절연층(IS-IL3) 각각은 무기막 또는 유기막을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 하부 절연층(IS-IL1) 및 층간 절연층(IS-IL2)은 무기막일 수 있다. 또한, 상부 절연층(IS-IL3)은 유기막을 포함할 수 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)는 표시 소자층(EDL) 상에 배치되고, 수광 소자(OPD)와 중첩하는 액정 부재(LM)를 포함하는 것일 수 있다. 액정 부재(LM)는 입력 감지층(ISL)과 동일한 층 상에 배치되는 것일 수 있다. 구체적으로, 액정 부재(LM)는 입력 감지층(ISL)에 포함된 제2 절연층(IS-IL2)과 동일한 층 상에 배치되는 것일 수 있다. 액정 부재(LM)는 수광 소자(OPD)와 중첩하여, 제1 절연층(IS-IL1)과 제3 절연층(IS-IL3) 사이에 배치되는 것일 수 있다.
액정 부재(LM)는 수광 소자(OPD)에 입사되는 광양을 증가시키는 것일 수 있다. 액정 부재(LM)는 액정 부재(LM)에 입사한 광을 굴절시켜, 수광 소자(OPD)에 입사되는 광양을 증가시키는 것일 수 있다. 또한, 액정 부재(LM)는 액정 부재(LM)에 포함된 액정 분자들(LC, 도 7a)의 배향에 따라, 광의 투과량이 조절될 수 있다. 이에 따라, 일 실시예의 전자 장치(ED)는 액정 부재(LM)를 포함함으로써, 편광층을 포함하지 않더라도, 특정 파장 영역의 광만 액정 부재(LM)를 통과하여 수광 소자(OPD)에 입사할 수 있다. 이에 따라, 액정 부재(LM)는 수광 소자(OPD)의 센싱 감도를 개선하는 것일 수 있다. 액정 부재(LM)에 대해서는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 후에 상세히 설명한다.
일 실시예에서, 유기 평탄층(OCL)은 표시 패널(DP) 상에 배치된다. 일 실시예에서, 유기 평탄층(OCL)은 입력 감지층(ISL) 상에 직접 배치될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 차광부(BM)들은 비발광 영역(NPXA)에 중첩하여, 표시 패널(DP) 상에 배치되는 것일 수 있다. 일 실시예에서, 차광부(BM)들은 비발광 영역(NPXA)에 중첩하여, 입력 감지층(ISL) 상에 직접 배치되는 것일 수 있다. 한편, 유기 평탄층(OCL)은 차광부(BM)들을 커버하는 것일 수 있다.
차광부(BM)는 빛샘 현상을 차단하는 것일 수 있다. 차광부(BM)는 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광부(BM)는 유기 안료 또는 염료를 포함하는 것일 수 있다. 차광부(BM)는 흑색 안료 또는 흑색 염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 차광부(BM)는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate), 3-메톡시부틸아세테이트(3-methoxybutyl acetate) 및 유기 흑색 안료를 포함한 차광 조성물로부터 형성된 것일 수 있다.
또한, 차광부(BM)는 화소 정의막(PDL)과 중첩하는 것일 수 있다. 차광부(BM)는 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 사이, 및 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 수광 영역(IPA)을 구분하는 화소 정의막(PDL)과 중첩하는 것일 수 있다.
유기 평탄층(OCL)은 입력 감지층(ISL)상에 배치되는 것일 수 있다. 유기 평탄층(OCL)은 입력 감지층(ISL) 상에 배치되어 입력 감지층(ISL)을 보호하고, 입력 감지층(ISL)의 상면을 평탄화하는 것일 수 있다. 유기 평탄층(OCL)은 아크릴 수지, 또는 에폭시 수지 등과 같은 유기 재료를 포함하는 것일 수 있다. 아크릴 수지 또는 에폭시 수지와 같은 유기 재료를 광경화 또는 열경화하여 유기 평탄층(OCL)을 형성할 수 있다. 유기 평탄층(OCL)은 단일층 또는 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 유기 평탄층(OCL)은 디임모늄계 화합물, 폴리메틴계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 및 나프탈로시아닌계 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)는 수광 소자(OPD)와 봉지층(TFL) 사이에 배치된 컬러 필터층(CFL)을 더 포함하는 것일 수 있다. 컬러 필터층(CFL)은 특정 파장 영역의 광을 선택적으로 투과시키는 것일 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터층(CFL)은 파장 영역이 750nm 이상 2500nm 이하인 광을 선택적으로 투과시키는 것일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 컬러 필터층(CFL)은 파장 영역이 500nm 이상 600nm 이하인 광을 선택적으로 투과시키는 것일 수 있다. 즉, 일 실시예의 컬러 필터층(CFL)은 근적외선 또는 녹색광을 선택적으로 투과시키는 것일 수 있다. 또한, 컬러 필터층(CFL)은 수광 소자(OPD)가 흡수하는 광의 파장 영역과 동일한 파장 영역의 광을 선택적으로 투과시키는 것일 수 있다. 이에 따라, 컬러 필터층(CFL)에 의해 수광 소자(OPD)에 특정 파장 영역의 광이 선택적으로 입사되어, 수광 소자(OPD)의 센싱 감도가 개선될 수 있다. 한편, 일 실시예의 전자 장치(ED)는 입력 감지층(ISL) 상부에 도 5에 도시된 컬러 필터층(CFL)과 구분되는 별도의 컬러 필터층을 미포함하는 것일 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 단면도이다. 도 6는 외부 입력인 지문(FG)을 인식하는 상태를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)에서 표시 소자층(EDL)에 포함된 발광 소자(ED-G)에 방출된 광(OT-L)은 외부 물체(예를 들어, 본 실시예에서 지문(FG))에서 반사되어 반사광(IP-L)으로 표시 소자층(EDL)에 포함된 수광 소자(OPD)로 입사될 수 있다. 수광 소자(OPD)로 입사되는 반사광(IP-L)은 파장 영역이 750nm 이상 2500nm 이하인 광일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 수광 소자(OPD)로 입사되는 반사광(IP-L)은 파장 영역이 500nm 이상 600nm 이하인 광일 수 있다. 수광 소자(OPD)는 입사된 광을 수광하고 이를 전기적 신호로 변환하여 외부 입력을 인지하여 전자 장치(ED)의 구동 상태를 변화시킬 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 각각 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 8은 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 7a, 도 7b, 및 도 8은 각각 도 5에 표시된 AA에 대응하는 부분이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 일 실시예에서 액정 부재(LM)는 순차적으로 적층된 제1 액정 전극(LC-CL1), 액정층(LCL), 및 제2 액정 전극(LC-CL2)을 포함하는 것일 수 있다. 제1 액정 전극(LC-CL1) 및 제2 액정 전극(LC-CL2)은 서로 다른 전압이 인가되어, 액정층(LCL)에 포함된 액정 분자(LC)들의 배향을 조절하는 것일 수 있다. 제1 액정 전극(LC-CL1)과 제2 액정 전극(LC-CL2)의 전압 차에 따라 액정 분자(LC)들에 전계가 가해지고, 액정 분자(LC)들이 규칙적으로 배열될 수 있다. 액정 분자(LC)들이 규칙적으로 배열됨에 따라, 액정 부재(LM)에 입사되는 광의 투과량이 조절될 수 있다. 액정 분자(LC)들에 가해지는 전계의 크기에 따라 액정 분자(LC)들의 배열이 조절될 수 있다. 즉, 제1 액정 전극(LC-CL1)과 제2 액정 전극(LC-CL2)의 전압을 조절하여, 액정 분자(LC)들이 배열을 조절함으로써, 액정 부재(LM)에 입사되는 광의 투과량을 조절할 수 있다.
액정층(LCL)은 액정 분자(LC)들, 및 액정 분자(LC)들을 포함하는 것일 수 있다. 액정 분자(LC)들은 네마틱 액정(Nematic Liquid Crystal, NLC)일 수 있다. 예를 들어, 액정 분자(LC)들은 시아노비페닐(cyanobiphenyl), 및 시아노트리페닐(cyanotriphenyl) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 액정 분자들은 콜레스테릭 액정(Cholesteric Liquid Crystal, CLC)일 수 있으며, 네마틱 액정(Nematic Liquid Crystal, NLC)에 Chiral dopant가 소량 첨가된 나선 형태일 수 있다. 예를 들어, 카르복실산을 도입한 콜레스테릭 액정 도판트를 포함 할 수있다. 액정 분자(LC)는 장축 방향과 단축 방향으로 구분될 수 있다. 액정 분자(LC)는 장축 방향이 단축 방향보다 길이가 긴 것일 수 있다. 예를 들어, 액정 분자(LC)는 단축 방향보다 장축 방향이 더 긴 타원형 형상일 수 있다. 콜레스테릭 액정 배열이 Plannar 구조일 때 특정 파장의 빛을 선택적으로 반사하는 특성을 가지며, CLC의 나선 구조와 같은 방향의 원평광 빛은 반사되고 반대 방향의 원평광 빛은 투과하는 특성을 가지는 것일 수 있다.
일 실시예의 액정층(LCL)은 액정 분자(LC)들이 분산된 분산매(DSM)을 더 포함하는 것일 수 있다. 분산매(DSM)는 고분자일 수 있다. 예를 들어, 분산매(DSM)는 아크릴레이트계 고분자일 수 있다. 구체적으로, 분산매(DSM)는 2-하이드록시 에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate) 및 에틸렌 글리콜 페닐 에터 아크릴레이트(ethylene glycol phenyl ether acrylate)을 포함하는 것일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐, 실시예는 이에 제한되지 않으며, 액정 분자(LC)들을 분산시킬 수 있는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다.
액정 부재(LM)는 제1 액정 전극(LC-CL1)과 제2 액정 전극(LC-CL2) 간의 전압차가 없는 경우, 액정 분자(LC)들이 불규칙적으로 배열된 제1 모드, 제1 액정 전극(LC-CL1)과 제2 액정 전극(LC-CL2) 간의 전압차가 있는 경우, 액정 분자(LC)들이 규칙적으로 배열된 제2 모드로 동작할 수 있다. 액정 부재(LM)는 제1 모드에서보다 제2 모드에서 특정 파장 영역의 광에 대한 광 투과율이 큰 것일 수 있다. 구체적으로, 액정 부재(LM)는 수광 소자(OPD)가 센싱하는 광의 파장 영역과 동일한 파장 영역의 광에 대해 광 투과율이 큰 것일 수 있다. 예를 들어, 액정 부재(LM)는 파장이 750nm 이상 2500nm이하인 광에 대한 투과율이 크거나, 또는 파장이 500nm 이상 600nm 이하인 광에 대한 투과율이 큰 것일 수 있다.
도 7a를 참조하면, 일 실시예에서 액정 부재(LM)는 제1 모드에서 액정층(LCL)에 포함된 액정 분자(LC)들이 불규칙하게 배열된 것일 수 있다. 도 7b를 참조하면, 일 실시예에서 액정 부재(LM)는 제2 모드에서 액정층(LCL)에 포함된 액정 분자(LC)들이 규칙적으로 배열된 것일 수 있다. 예를 들어, 액정 부재(LM)는 제2 모드에서 액정 분자(LC)들 각각의 장축 방향은제1 액정 전극(LC-CL1)과 제2 액정 전극(LC-CL2)이 적층된 제3 방향(DR3)과 나란할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐, 실시예는 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 일 실시예의 액정 부재(LM-1)는 도 7b에 도시된 것과 달리 제2 모드에서 액정 분자(LC)들 각각의 장축 방향은 제1 액정 전극(LC-CL1)과 제2 액정 전극(LC-CL2)이 적층된 제3 방향(DR3)과 수직한 것일 수 있다.
일 실시예에서, 외부에서 액정 부재(LM) 방향으로 입사하는 제1 광(L1)은 액정층(LCL)에서 일부는 투과되고, 일부는 반사될 수 있다. 구체적으로, 액정층(LCL)은 제2 모드에서 액정층(LCL)으로 입사하는 광의 투과율이 증가하는 것일 수 있다. 제1 광(L1) 중 일부가 액정층(LCL)을 투과하여, 수광 소자(OPD)로 입사하는 것일 수 있다. 제2 광(L2)은 제1 광(L1)이 액정층(LCL)을 투과한 광일 수 있다. 제2 광(L2)은 제1 광(L1) 중 특정 파장 영역을 갖는 광이 액정층(LCL)을 투과한 것에 대응하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제2 광(L2)은 파장 영역이 750nm 이상 2500nm 이하인 광이거나, 파장 영역이 500nm 이상 600nm 이하인 광일 수 있다. 일 실시예의 전자 장치(ED)는 액정 부재(LM)를 포함함으로써, 수광 소자(OPD)에 특정 파장 영역의 광만이 입사되도록 조절할 수 있다. 즉, 액정 부재(LM)가 편광층의 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라 수광 소자(OPD)의 센싱 감도를 개선할 수 있다.
또한, 제1 광(L1)은 액정층(LCL)을 통과하면서 굴절되어, 광 경로가 수정될 수 있다. 외부에서 액정 부재(LM) 방향으로 입사하는 제1 광(L1)은 입사하는 각도에 따라, 일부는 수광 소자(OPD)에 입사하고, 다른 일부는 수광 소자(OPD)에 입사하지 않을 수 있다. 일 실시예의 전자 장치(ED)는 광을 굴절시키는 액정층(LCL)을 포함함으로써, 수광 소자(OPD)에 입사하는 광의 양을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도 7b에 도시된 바와 같이 제1 광(L1)이 액정 부재(LM)에 입사하여 굴절된 제2 광(L2)이 수광 소자(OPD)에 입사할 수 있다. 이에 따라 수광 소자(OPD)에 입사하는 광양이 증가하여, 수광 소자(OPD)의 센싱 감도를 개선할 수 있다.
한편, 도 7b에 도시한 제1 광(L1)의 광경로, 및 제1 광(L1)이 굴절되어 진행된 제2 광(L2)의 광경로는 예시적인 것일 뿐, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 제2 광(L2)이 굴절되어 수광 소자(OPD)로 입사되는 것이라면, 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)의 광경로는 이에 제한되지 않는다.
이하 도 9 및 도 13을 참조하여 일 실시예의 전자 장치에 대해 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 내용과 동일한 내용은 다시 설명하지 않고, 차이점을 위주로 설명한다.
도 9 및 도 10은 각각 일 실시예의 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 10은 일 실시예의 전자 장치의 일부분의 단면도이다. 도 9, 및 도 10은 각각 도 5에 도시된 AA에 대응하는 부분이다.
도 9 및 도 10에 도시된 액정 부재(LM-2, LM-3)는 도 1 내지 도 7에 도시된 액정 부재와 달리, 액정층(LCL-2, LCL-3)이 두 개의 서브 액정층들(SL-1, SL-2)을 포함하는 점에서 차이가 있다.
도 9를 참조하면, 액정층(LCL-2)은 제1 서브 액정층(SL-1), 및 제2 서브 액정층(SL-2)을 포함하는 것일 수 있다. 제1 서브 액정층(SL-1)은 제1 액정 전극(LC-CL1) 상에 배치되는 것일 수 있다. 제1 서브 액정층(SL-1)은 액정 분자(LC1)들을 포함하는 것일 수 있다.
제2 서브 액정층(SL-2)은 제1 서브 액정층(SL-1)과 제2 액정 전극(LC-CL2) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 제2 서브 액정층(SL-2)은 액정 분자(LC2)들을 포함하는 것일 수 있다.
제1 서브 액정층(SL-1)과 제2 서브 액정층(SL-2)은 제1 액정 전극(LC-CL1)과 제2 액정 전극(LC-CL2) 간에 전압차가 없는 경우, 각각 액정 분자(LC1, LC2)들이 불규칙하게 배열되는 제1 서브 모드, 제1 액정 전극(LC-CL1)과 제2 액정 전극(LC-CL2) 간에 전압차가 있는 경우, 각각 액정 분자(LC1, LC2)들이 규칙적으로 배열되는 제2 서브 모드로 동작하는 것일 수 있다. 제2 서브 모드에서 제1 서브 액정층(SL-1)에 포함된 액정 분자(LC1)의 배향 방향과 제2 서브 모드에서 제2 서브 액정층(SL-2)에 포함된 액정 분자(LC2)들의 배향 방향은 서로 상이한 것일 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제2 서브 모드에서 제1 서브 액정층(SL-1)에 포함된 액정 분자(LC1)들의 장축 방향은 제1 액정 전극(LC-CL1) 및 제2 액정 전극(LC-CL2)이 적층된 방향과 나란하고, 제2 서브 모드에서 제2 서브 액정층(SL-2)에 포함된 액정 분자(LC2)들의 장축 방향은 제1 액정 전극(LC-CL1) 및 제2 액정 전극(LC-CL2)이 적층된 방향과 수직하는 것일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 서브 모드에서 제1 서브 액정층(SL-1)에 포함된 액정 분자(LC1)들의 장축 방향은 제1 액정 전극(LC-CL1) 및 제2 액정 전극(LC-CL2)이 적층된 방향과 수직고, 제2 서브 모드에서 제2 서브 액정층(SL-2)에 포함된 액정 분자(LC2)들의 장축 방향은 제1 액정 전극(LC-CL1) 및 제2 액정 전극(LC-CL2)이 적층된 방향과 나란한 것일 수 있다.
일 실시예에서, 외부에서 액정 부재(LM-2, LM-3) 방향으로 입사하는 제1 광(L1)은 액정층(LCL-2, LCL-3)에서 일부는 투과되고, 일부는 반사될 수 있다. 제1 광(L1) 중 일부가 액정층(LCL-2, LCL-3)을 투과하여, 수광 소자(OPD)로 입사하는 것일 수 있다. 구체적으로, 액정층(LCL-2, LCL-3)은 제2 모드에서 액정층(LCL-2, LCL-3)으로 입사하는 광의 투과율이 증가하는 것일 수 있다. 제2 광(L2)은 제1 광(L1)이 액정층(LCL-2, LCL-3)을 투과한 광일 수 있다. 제2 광(L2)은 제1 광(L1) 중 특정 파장 영역을 갖는 광이 액정층(LCL-2, LCL-3)을 투과한 것에 대응하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제2 광(L2)은 파장 영역이 750nm 이상 2500nm 이하인 광일 수 있다.일 실시예의 전자 장치(ED)는 액정 부재(LM-2, LM-3)를 포함함으로써, 수광 소자(OPD)에 특정 파장 영역의 광만이 입사되도록 조절할 수 있다. 즉, 액정 부재(LM-2, LM-3)가 편광층의 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라 수광 소자(OPD)의 센싱 감도를 개선할 수 있다.
제1 광(L1)은 액정층(LCL-2, LCL-3)을 통과하면서 굴절되어, 광 경로가 수정될 수 있다. 외부에서 액정 부재(LM-2, LM-3) 방향으로 입사하는 제1 광(L1)은 입사하는 각도에 따라, 일부는 수광 소자(OPD)에 입사하고, 다른 일부는 수광 소자(OPD)에 입사하지 않을 수 있다. 일 실시예의 전자 장치(ED)는 광을 굴절시키는 액정층(LCL-2, LCL-3)을 포함함으로써, 수광 소자(OPD)에 입사하는 광의 양을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도 9및 도 10에 각각 도시된 바와 같이 제1 광(L1)이 액정 부재(LM-2, LM-3)에 입사하여 굴절된 제2 광(L2)이 수광 소자(OPD)에 입사할 수 있다. 이에 따라 수광 소자(OPD)에 입사하는 광양이 증가하여, 수광 소자(OPD)의 센싱 감도를 개선할 수 있다.일 실시예의 전자 장치는 서로 다른 종류의 액정 분자들을 포함하는 제1 서브 액정층(SL-1), 및 제2 서브 액정층(SL-2)을 포함함으로써, 수광 소자(OPD)로 입사하는 특정 파장의 광의 광량을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 수광 소자(OPD)의 센싱 감도를 개선할 수 있다.
도 11은 일 실시예의 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 12는 일 실시예의 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 11는 도 5에 도시된 AA에 대응하는 부분이다. 도 12는 도 11의 액정층을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12에 도시된 액정 부재에 포함된 액정층은 도 1 내지 도 7에 도시된 액정 부재에 포함된 액정층과 달리, 액정 분자들이 콜레스테릭 액정인 점에서 차이가 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 액정 부재(LM-4)에 포함된 액정 분자(LC3)는 콜레스테릭 액정일 수 있다. 액정 부재(LM-4)에 포함된 액정층(LCL-4)은 액정 분자(LC3)들을 포함하고, 액정 분자(LC3)은 콜레스테릭 액정인 점에서 차이가 있다.
액정층(LCL-4)은 서로 평행하는 제1 내지 제5 평면(PL1~PL5) 각각에 액정 분자(LC3)들이 배치된 구조를 가질 수 있다. 제1 평면(PL1)에 제1 서브 액정 분자(S-LC1)들이 배치되는 것일 수 있다. 제2 평면(PL2)에 제2 서브 액정 분자(S-LC2)들이 배치되는 것일 수 있다. 제3 평면(PL3)에 제3 서브 액정 분자(S-LC3)들이 배치되는 것일 수 있다. 제4 평면(PL4)에 제4 서브 액정 분자(S-LC4)들이 배치되는 것일 수 있다. 제5 평면(PL5)에 제5 서브 액정 분자(S-LC5)들이 배치되는 것일 수 있다.
제2 모드에서 제1 내지 제4 서브 액정 분자(S-LC1~S-LC4)들의 장축 방향은 서로 다른 방향으로 배향되는 것일 수 있다. 제1 서브 액정 분자(S-LC1)의 장축 방향은 제X 방향(DR-X)으로 배향되고, 제2 서브 액정 분자(S-LC2)의 장축 방향은 제V 방향(DR-V)으로 배향되고, 제3 서브 액정 분자(S-LC3)의 장축 방향은 제Y 방향(DR-Y)으로 배향되고, 제4 서브 액정 분자(L-LC4)의 장축 방향은 제Z 방향(DR-Z)으로 배향되는 것일 수 있다. 한편, 제1 서브 액정 분자(S-LC1)들과 제5 서브 액정 분자(S-LC5)들은 동일한 방향으로 배향되는 것일 수 있다. 제5 서브 액정 분자(S-LC5)의 장축 방향은 제X 방향(DR-X)으로 배향되는 것일 수 있다. 즉, 제1 내지 제5 서브 액정 분자(S-LC1~S-LC5)는 순차적으로 반시계 방향으로 회전하는 것일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 내지 제5 서브 액정 분자(S-LC1~S-LC5)는 순차적으로 시계 방향으로 회전하는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 외부에서 액정 부재(LM-4, LM-5) 방향으로 입사하는 제1 광(L1)은 액정층(LCL-4, LCL-5)에서 일부는 투과되고, 일부는 반사될 수 있다. 제1 광(L1) 중 일부가 액정층(LCL-4, LCL-5)을 투과하여, 수광 소자(OPD)로 입사하는 것일 수 있다. 구체적으로, 액정층(LCL-4, LCL-5)은 제2 모드에서 액정층(LCL-4, LCL-5)으로 입사하는 광의 투과율이 증가하는 것일 수 있다. 제2 광(L2)은 제1 광(L1)이 액정층(LCL-4, LCL-5)을 투과한 광일 수 있다. 제2 광(L2)은 제1 광(L1) 중 특정 파장 영역을 갖는 광이 액정층(LCL-4, LCL-5)을 투과한 것에 대응하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제2 광(L2)은 파장 영역이 750nm 이상 2500nm 이하인 광일 수 있다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제2 광(L2)은 파장 영역이 500 nm 이상 600nm 이하인 광일 수 있다. 일 실시예의 전자 장치(ED)는 액정 부재(LM-4, LM-5)를 포함함으로써, 수광 소자(OPD)에 특정 파장 영역의 광만이 입사되도록 조절할 수 있다. 즉, 액정 부재(LM-4, LM-5)가 편광층의 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라 수광 소자(OPD)의 센싱 감도를 개선할 수 있다.
제1 광(L1)은 액정층(LCL-4, LCL-5)을 통과하면서 굴절되어, 광 경로가 수정될 수 있다. 외부에서 액정 부재(LM-2) 방향으로 입사하는 제1 광(L1)은 입사하는 각도에 따라, 일부는 수광 소자(OPD)에 입사하고, 다른 일부는 수광 소자(OPD)에 입사하지 않을 수 있다. 일 실시예의 전자 장치(ED)는 광을 굴절시키는 액정층(LCL-4, LCL-5)을 포함함으로써, 수광 소자(OPD)에 입사하는 광의 양을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도 11 및 도 12에 각각 도시된 바와 같이 제1 광(L1)이 액정 부재(LM-4, LM-5)에 입사하여 굴절된 제2 광(L2)이 수광 소자(OPD)에 입사할 수 있다. 이에 따라 수광 소자(OPD)에 입사하는 광양이 증가하여, 수광 소자(OPD)의 센싱 감도를 개선할 수 있다.일 실시예의 전자 장치는 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정층(LCL-4, LCL-5)을 포함하는 액정 부재(LM-4, LM-5)를 포함함으로써, 수광 소자(OPD) 입사하는 광량을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 수광 소자(OPD)의 센싱 감도를 개선할 수 있다.
도 13은 일 실시예의 전자 장치의 일부분의 단면도이다. 도 14는 일 실시예의 전자 장치의 일부분의 단면도이다. 도 13은 도 5에 도시된 AA에 대응하는 부분이다. 도 14는 도 5에 도시된 AA에 대응하는 부분이다.
도 13 및 도 14에 도시된 액정 부재에 포함된 액정층은 도 9에 도시된 액정 부재에 포함된 액정층과 달리, 두 개의 서브 액정층 중 어느 하나의 액정층에 콜레스테릭 액정 분자가 포함된 점에 차이가 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 제1 서브 액정층(SL-1a, SL-1b), 및 제2 서브 액정층(SL-2a, SL-2b)이 서로 다른 종류의 액정 분자들을 포함하는 것일 수 있다. 도 13과 같이 제1 서브 액정층(SL-1a)에 포함된 액정 분자(LC1)는 네마틱 액정이고, 제2 서브 액정층(SL-2a)에 포함된 액정 분자(LC2-1)들은 콜레스테릭 액정일 수 있다. 또한, 도 14와 같이 제1 서브 액정층(SL-1b)에 포함된 액정 분자(LC1-1)는 콜레스테릭 액정이고, 제2 서브 액정층(SL-2b)에 포함된 액정 분자(LC2)는 네마틱 액정일 수 있다. 일 실시예의 전자 장치는 서로 다른 종류의 액정 분자들을 포함하는 제1 서브 액정층(SL-1a, SL-1b), 및 제2 서브 액정층(SL-2a, SL-2b)을 포함하는 액정 부재(LM-5, LM-6)으로써, 수광 소자(OPD) 입사하는 광량을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 수광 소자(OPD)의 센싱 감도를 개선할 수 있다.
일 실시예의 전자 장치는 표시 소자층 상에 수광 소자와 중첩하여 배치된 액정 부재를 포함하는 것이다. 액정 부재는 제1 액정 전극과 제2 액정 전극 사이에 전압 차가 없는 경우, 제1 모드로 동작하고, 제1 액정 전극과 제2 액정 전극 사이에 전압차가 있어, 액정 분자에 전계가 가해지는 경우 제2 모드로 동작할 수 있다. 에 액정 부재는 제2 모드로 동작할 때가 제1 모드로 동작할 때보다 액정 부재에 입사하는 광에 대한 광 투과율이 증가될 수 있다. 또한, 액정 부재는 수광 소자를 향하지 않는 광을 수광 소자에 입사할 수 있도록 광을 굴절 시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 전자 장치에서, 수광 소자는 우수한 센싱 감도를 가질 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
ED : 전자 장치 BS : 베이스층
DP-CL: 회로층 PDL: 화소 정의막
ED-R, ED-G, ED-B : 발광 소자 OPD : 수광 소자
ISL : 입력 감지층 CFL : 컬러 필터층
LM: 액정 부재 LC-CL1: 제1 액정 전극
LC-CL2: 제2 액정 전극 LCL: 액정층

Claims (20)

  1. 베이스층;
    상기 베이스층 상에 배치된 회로층;
    상기 회로층 상에 배치되고, 개구부가 정의된 화소 정의막, 및 상기 화소 정의막으로 구분되는 발광 소자와 수광 소자를 포함하는 표시 소자층;
    상기 표시 소자층 상에 배치되고, 상기 발광 소자와 중첩하는 입력 감지층; 및
    상기 표시 소자층 상에 배치되고, 상기 수광 소자와 중첩하는 액정 부재를 포함하고,
    상기 액정 부재는
    제1 액정 전극;
    상기 제1 액정 전극 상에 배치된 제2 액정 전극; 및
    상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 사이에 배치되고, 복수의 액정 분자들 액정층을 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액정 부재는 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 간의 전압차가 없는 경우, 상기 액정 분자들이 불규칙적으로 배열된 제1 모드; 및
    상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극에 전압차가 있는 경우, 상기 액정 분자들이 규칙적으로 배열된 제2 모드로 동작하는 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 모드에서 상기 액정 분자들의 장축 방향은 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극의 적층 방향과 나란한 전자 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 모드에서 상기 액정 분자들의 장축 방향은 상기 제1 액정 전극 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 수직한 방향인 전자 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 액정 분자들은 서로 평행한 제1 내지 제5 평면상에 각각 배치된 제1 내지 제5 서브 액정 분자들을 포함하고,
    상기 제2 모드에서 상기 제1 내지 제4 서브 액정 분자들은 각각 다른 방향으로 배향되고, 상기 제5 서브 액정 분자는 상기 제1 서브 액정과 같은 방향으로 배향되는 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액정층은 상기 액정 분자들이 분산된 분산매를 더 포함하고,
    상기 분산매는 고분자를 포함하는 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액정층은
    상기 제1 액정 전극 상에 배치되며, 상기 액정 분자들을 포함하는 제1 서브 액정층; 및
    상기 제1 서브 액정층과 상기 제2 액정 전극 사이에 배치되며, 상기 액정 분자들을 포함하는 제2 서브 액정층을 포함하고,
    상기 제1 서브 액정층, 및 상기 제2 서브 액정층은 각각
    상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 간에 전압 차가 없는 경우, 상기 액정 분자들이 불규칙하게 배열되는 제1 서브 모드; 및
    상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극에 전압 차가 있는 경우, 상기 액정 분자들이 규칙적으로 배열되는 제2 서브 모드로 동작되고,
    상기 제2 서브 모드에서 상기 제1 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의 배향 방향과 상기 제2 서브 모드에서 상기 제2 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의 배향 방향은 서로 상이한 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 서브 모드에서 상기 제1 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의장축 방향은 상기 제1 액정 전극 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 나란하고,
    상기 제2 서브 모드에서 상기 제2 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의 장축 방향은 상기 제1 액정 전극 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 수직하는 전자 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 서브 모드에서 상기 제1 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의장축 방향은 상기 제1 액정 전극 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 수직하고,
    상기 제2 서브 모드에서 상기 제2 서브 액정층에 포함된 상기 액정 분자들의 장축 방향은 상기 제1 액정 전극 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 나란한 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 입력 감지층 상에 편광층을 미포함하는 전자 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수광 소자와 상기 입력 감지층 사이에 배치된 컬러 필터층을 더 포함하는 전자 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컬러 필터층은 750nm 이상 2500nm 이하의 파장 영역의 광 또는 500nm 이상 600nm 이하의 파장 영역의 광을 투과시키고,
    상기 수광 소자는 750nm 이상 2500nm 이하의 파장 영역의 광 또는 500nm 이상 600nm 이하의 파장 영역의 광을 감지하는 전자 장치.
  13. 제1 내지 제3 발광 영역, 비발광 영역, 및 수광 영역으로 구분되는 전자 장치에 있어서,
    베이스층;
    상기 베이스층 상에 배치된 회로층;
    상기 회로층 상에 상기 제1 내지 제3 발광 영역, 및 상기 수광 영역과 대응하여 배치된 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되며, 상기 제1 내지 제3 발광 영역, 상기 비발광 영역, 및 상기 수광 영역과 대응하여 배치된 정공 수송 영역;
    상기 정공 수송 영역 상에, 상기 제1 발광 영역과 대응하여 배치되며, 제1 광을 방출하는 제1 발광층;
    상기 정공 수송 영역 상에, 상기 제2 발광 영역과 대응하여 배치되며, 제2 광을 방출하는 제2 발광층;
    상기 정공 수송 영역 상에, 상기 제3 발광 영역과 대응하여 배치되며, 제3 광을 방출하는 제3 발광층;
    상기 정공 수송 영역 상에, 상기 수광 영역과 대응하여 배치된 수광층;
    상기 제1 내지 제3 발광층, 및 상기 수광층 상에 배치된 전자 수송 영역;
    상기 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극;
    상기 제2 전극 상에서 상기 수광층과 중첩하여 배치된 제1 액정 전극;
    상기 제1 액정 전극 상에 배치된 제2 액정 전극; 및
    상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 사이에 배치되며, 분산매, 및 상기 분산매에 분산된 복수의 액정 분자들을 포함하는 액정층을 포함하는 전자 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수광층과 상기 제1 액정 전극 사이에 배치된 컬러 필터층을 더 포함하는 전자 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 컬러 필터층은 750nm 이상 2500nm 이하의 파장 영역의 광 또는 500nm 이상 600nm 이하의 파장 영역의 광을 투과시키고,
    상기 수광 소자는 750nm 이상 2500nm 이하의 파장 영역의 광 또는 500nm 이상 600nm 이하의 파장 영역의 광을 감지하는 전자 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 액정층은
    상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 간의 전압차가 없는 경우, 상기 액정 분자들이 불규칙적으로 배열된 제1 모드; 및
    상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극 간의 전압차가 있는 경우, 상기 액정 분자들이 규칙적으로 배열된 제2 모드로 동작하는 전자 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 모드에서 상기 액정 분자들의 장축 방향은 상기 제1 액정 전극, 및 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 나란하거나, 또는 상기 제1 액정 전극과 상기 제2 액정 전극이 적층된 방향과 수직하는 전자 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 액정층은
    상기 제1 액정 전극 상에 배치되며, 상기 액정 분자들을 포함하는 제1 서브 액정층; 및
    상기 제1 서브 액정층과 상기 제2 액정 전극 사이에 배치되며, 상기 액정 분자들을 포함하는 제2 서브 액정층을 포함하고,
    상기 제1 서브 액정층과 상기 제2 서브 액정층은 서로 다른 재료를 포함하는 전자 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 서브 액정층 및 상기 제2 서브 액정층 중 어느 하나는 상기 액정 분자들이 네마틱 액정이고, 다른 하나는 상기 액정 분자들이 콜레스테릭 액정인 전자 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 제1 내지 제3 발광층과 중첩하는 입력 감지층을 더 포함하는 표시 장치.
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