显示装置的制作方法

显示装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年5月6日提交的第10
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2020
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0054087号韩国专利申请的优先权以及从其获得的所有权益，该韩国专利申请的内容通过引用以其整体地并入本文中。
技术领域
3.本公开涉及三维图像显示装置，并且特别地涉及具有经改善的从显示装置中的发光元件发射的光的透射率的三维图像显示装置以及具有经改善的透射率的光学膜。


背景技术：

4.在多媒体装置中使用的各种显示装置(诸如电视机、移动电话、平板电脑、导航装置和游戏机)允许从发光元件发射的光通过窗透射，并且因此向用户供给图像。
5.用户对可实现三维图像的显示装置的需求被增加，以使得显示装置具有了立体效果并且显示了更逼真的图像，并且三维图像显示装置的商业化正在进行。
6.特别地，正在对具有能够改善透射率的折射层的三维图像显示装置进行研究，以便在保留图像的清晰度的同时使外部光反射最小化。


技术实现要素：

7.本公开提供了具有经改善的图像可见性和发射效率的显示装置。
8.本公开也提供了具有增加的透光率的光学膜。
9.本公开也提供了制造光学膜的方法，而通过该制造光学膜的方法提供了具有增加的透光率的光学膜。
10.本发明概念的实施方式提供了显示装置，该显示装置包括显示面板、第一层、第二层和柱状透镜，显示面板包括构造为发射光的发光元件，第一层包括多孔聚合物并且设置在显示面板上，第二层包括金属卤化物并且设置在第一层上，并且柱状透镜设置在显示面板上，其中，第一层具有第一折射率，并且第二层具有比第一折射率小的第二折射率。
11.在实施方式中，多孔聚合物可包括多个孔，并且多个孔中的每个可具有约500纳米至约1000纳米(nm)的直径。
12.在实施方式中，第二层可具有约100nm至约200nm的厚度。
13.在实施方式中，第一层可包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚硅氧烷中的任一种。
14.在实施方式中，第二层可包括mgf2和sio2中的至少一种。
15.在实施方式中，第二层可与第一层接触。
16.在实施方式中，第一层可在约400nm至约700nm的波长范围内具有至少92百分比(％)的透射率。
17.在实施方式中，柱状透镜可设置在第二层上。
18.在实施方式中，柱状透镜可设置在显示面板与第一层之间。
19.在本发明概念的实施方式中，光学膜包括第一层和第二层，第一层包括多孔聚合物，并且第二层包括金属卤化物并且设置在第一层上，其中，第一层具有第一折射率，并且第二层具有比第一折射率小的第二折射率。
20.在实施方式中，多孔聚合物可具有多个孔，并且多个孔可各自具有约500nm至约1000nm的直径。
21.在实施方式中，第二层可具有约100nm至约200nm的厚度。
22.在实施方式中，第一层可包含聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚硅氧烷中的任一种。
23.在实施方式中，第二层可包括mgf2和sio2中的至少一种。
24.在实施方式中，第二层可与第一层接触。
25.在本发明概念的实施方式中，制造光学膜的方法包括：制备基础衬底；通过混合聚合物、非溶剂和溶剂而产生第一溶液；用第一溶液对基础衬底进行涂覆；从第一溶液去除非溶剂以形成包含多孔聚合物的第一层；以及在第一层上形成包含金属卤化物的第二层。
26.在实施方式中，第一溶液中的非溶剂的浓度可为约1体积百分比(vol％)至约4vol％。
27.在实施方式中，聚合物可包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚硅氧烷中的任一种。
28.在实施方式中，金属卤化物可为mgf2。
29.在实施方式中，非溶剂可包括甲醇、环己烷或壬烷。
附图说明
30.附图被包括以提供对本发明概念的进一步理解，并且附图被并入并且构成本说明书的一部分。附图示出了本发明概念的示例性实施方式，并且与描述一起用于解释本概念的原理。在附图中：
31.图1示例性地示出了根据本发明概念的实施方式的显示装置的透视图；
32.图2示例性地示出了根据本发明概念的实施方式的显示装置的分解透视图；
33.图3示例性地示出了沿图2的i
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i'截取的剖面视图；
34.图4和图5是示出根据实施方式的光学膜的透射率的曲线图；
35.图6是示出根据本发明概念的实施方式的制造光学膜的方法的流程图；
36.图7示例性地示出了根据本发明概念的实施方式的制造光学膜的方法的操作；
37.图8示例性地示出了根据本发明概念的实施方式的制造光学膜的方法的操作；
38.图9a至图9d是示出根据本发明概念的实施方式的第一层的剖面视图的图像；以及
39.图10示例性地示出了根据本发明概念的实施方式的制造光学膜的方法的操作。
具体实施方式
40.在本公开中，将理解的是，当元件(或区域、层、部分)被称为在另一元件“上”、“连接到”或“联接到”另一元件时，它能直接在另一元件上、直接连接到或直接联接到另一元件，或者第三元件可设置在它们之间。
41.在整个说明书中，相似的附图标记是指相似的元件。而且，在附图中，为了技术内
容的有效描述，夸大了元件的比例和尺寸。本文中所使用的术语是仅出于描述特定实施方式的目的，而不旨在限制。除非内容另有清楚指示，否则如本文中所使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式，包括“至少一个”。“至少一个(at least one)”将不被解释为限制“一(a)”或者“一(an)”。“或者(or)”意味着“和/或(and/or)”。术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或者多个的任何和所有组合。
42.将理解的是，尽管在本文中可使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不背离本发明的教导的情况下，第一元件可被称为第二元件，相似地，第二元件可被称为第一元件。除非上下文另有清楚指示，否则单数形式也旨在包括复数形式。
43.术语，诸如“下方(below)”、“下(lower)”、“上方(above)”、“上(upper)”，可用于描述如图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。这些术语是这样的相对概念：它们可用于以附图中描绘的方位进行解释。
44.还应理解的是，当术语“包括(comprise)”、“包括有(comprising)”或“具有(have)”在本说明书中使用时，旨在指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在或添加的可能性。
45.除非另有限定，否则本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解的是，除非在本文中明确地如此限定，否则术语(诸如常用词典中限定的那些)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化或者过于正式的意义来解释。
46.在下文中，将参照附图对本发明概念的实施方式进行描述。
47.图1示例性地示出了根据本发明概念的实施方式的显示装置dd的透视图。图2示例性地示出了根据本发明概念的实施方式的显示装置dd的分解透视图。图3示例性地示出了沿图2的i
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i'截取的剖面视图。图4和图5是示出根据实施方式的光学膜的透射率的曲线图。
48.图1示例性地示出了在智能电话中采用的显示装置dd。显示装置dd可用于诸如移动电话、平板电脑、汽车导航、游戏机或智能手表的中小型电子装置以及诸如电视机或监视器的大型电子装置，但是不限于此。
49.在本公开中，智能电话可为实现三维图像的显示装置dd。换言之，根据本发明概念的实施方式的显示装置dd可向用户提供三维图像。作为用于实现三维图像的方法，存在着眼镜采用方法和无眼镜方法。在下文中，将描述以无眼镜方式实现三维图像的显示装置。通过使用柱状透镜或视差光栅来实现与多个视点对应的图像，无眼镜的三维图像显示装置向用户提供三维图像。显示装置dd中可限定有显示区域da和非显示区域nda。显示区域da为实现三维图像的区域。即，显示区域da为显示图像im的区域。
50.第一方向dr1为显示装置dd的短边延伸的方向，并且第二方向dr2为显示装置dd的长边延伸的方向。如图1中所示，显示区域da可与由第一方向dr1和第二方向dr2限定的平面平行。显示区域da的法线方向(即，显示装置dd的厚度方向)指示第三方向dr3。每个构件的前侧(或上侧)和背侧(或下侧)根据第三方向dr3来区分。然而，由第一方向至第三方向指示的方向为相对概念，并且因此可改变为其它方向。在下文中，第一方向至第三方向为分别由第一方向dr1、第二方向dr2和第三方向dr3指示的方向，并且被指定为相似的附图标记或符
号。
51.图1中所示的显示区域da的形状为实例，并且在另一实施方式中可改变显示区域da的形状。非显示区域nda与显示区域da相邻，并且为不显示图像im的区域。显示装置dd的边框区域可由非显示区域nda限定。非显示区域nda可围绕显示区域da。然而，本发明概念的实施方式不限于此，并且在另一实施方式中可改变显示区域da和非显示区域nda的形状。
52.参照图2，显示装置dd可包括窗wd、光学膜rc、柱状透镜ls、显示面板dp、印刷电路板pcb、控制驱动电路cic和壳体hs。
53.在实施方式中，窗wd可设置在显示面板dp上。窗wd可保护显示装置dd内部的部件免受外部冲击的影响。窗wd中可限定有透射区域ta和边框区域bza。透射区域ta可为入射光透射的区域。具体地，从显示面板dp生成的光可穿过透射区域ta，并且由穿过的光构成的图像对于用户可为可见的。在实施方式中，在平面视图(即，在第三方向dr3上的视图)中透射区域ta可与显示区域da重叠。
54.边框区域bza可与透射区域ta相邻。具体地，边框区域bza可围绕透射区域ta。在本发明概念的实施方式中，边框区域bza可具有预定颜色。在平面视图中，边框区域bza可与非显示区域nda重叠。
55.显示面板dp可生成图像并且在第三方向dr3上提供生成的图像。在实施方式的显示装置dd中，显示面板dp可为发光显示面板。例如，显示面板dp可为微发光二极管(micro light emitting diode，micro
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led)显示面板、有机电致发光显示面板或量子点发光显示面板。在本公开中，基于有机电致发光显示面板给出了描述。然而，本发明概念的实施方式不限于此。
56.显示面板dp可为刚性显示面板。替代性地，在实施方式中，显示面板dp可为柔性显示面板。显示面板dp可包括柔性衬底。术语“柔性”在本文中意味着可弯折性，并且不限于被完全折叠的结构，而是可包括被弯折几纳米的程度的结构。
57.显示面板dp中可限定有有源区域aa和非有源区域naa。有源区域aa为与图1的显示区域da对应的区域，并且可示出图像im以及检测用户的输入。
58.非有源区域naa为与非显示区域nda对应的区域，并且可向有源区域aa提供电信号。非有源区域naa中可设置有用于从有源区域aa接收电信号的电线。
59.此外，显示面板dp可包括基础衬底(未示出)、电路层(未示出)、发光元件层(未示出)和封装层(未示出)。基础衬底可提供设置有显示面板dp的其它部分的基础表面。电路层包括像素驱动电路和信号线。例如，电路层可包括多个晶体管、电容器和线。发光元件层设置在电路层上，并且可包括与多个晶体管连接的发光元件。在发光元件层中，像素布置成矩阵形式。显示面板dp可通过从发光元件层的发光元件发射的光来生成图像。封装层设置在发光元件层上，并且可封装发光元件层并且保护发光元件层免受杂质的影响。
60.尽管未示出，但是实施方式的显示装置还可包括设置在显示面板dp上的输入传感器。具体地，输入传感器可设置在显示面板dp的封装层上。输入传感器可包括可感测用户输入的多个感测电极，并且可生成多个感测信号。
61.印刷电路板pcb上可安装有控制驱动电路cic和输入感测驱动电路tic。印刷电路板pcb可电连接到显示面板dp的焊盘pd。输入感测驱动电路tic可通过使用焊盘pd来感测输入传感器的静电电容的变化。控制驱动电路cic可控制数据驱动电路dic。数据驱动电路dic
可根据从控制驱动电路cic接收的信号而向像素提供数据信号。
62.显示面板dp下方可设置有壳体hs。壳体hs可容纳窗wd、光学膜rc、柱状透镜ls和显示面板dp。
63.柱状透镜ls和光学膜rc可设置在显示面板dp与窗wd之间。
64.如图2中所示，光学膜rc可设置在柱状透镜ls与窗wd之间。
65.光学膜rc可为折射率调节层。光学膜rc可包括第一层hr和设置在第一层hr上的第二层lr。在实施方式中，第二层lr可与第一层hr接触。如图2中所示，当光学膜rc设置在柱状透镜ls上时，第一层hr可涂覆在柱状透镜ls上。然而，本发明概念的实施方式不限于此。在另一实施方式中，光学膜rc的第二层lr与柱状透镜ls之间可设置有光学透明粘合剂(optically clear adhesive，oca)。
66.参照图3，第一层hr包括多孔聚合物。多孔聚合物可包括多孔聚碳酸酯、多孔聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，pmma)和/或多孔聚硅氧烷。例如，第一层hr可包括多孔聚甲基丙烯酸甲酯。第一层hr的折射率可依据第一层hr的成分而在约1.4至约1.49之间变化。
67.在实施方式中，第一层hr的多孔聚合物可限定多个孔pp。多个孔pp可成形为使得第一层hr的多孔聚合物的表面凹形地凹入。多个孔pp的直径dm可各自为约500纳米至约1000纳米(nm)。尽管图3示例性地示出了多个孔pp各自具有特定的形状，但是本发明概念的实施方式不限于此。因此，多个孔pp可具有不同的尺寸和形状。在实施方式中，当多个孔pp各自具有椭圆形时，多个孔pp中的每个的直径dm可指示孔pp的平均直径。
68.在根据实施方式的光学膜rc中，可见光的透射率可根据第一层hr中的孔pp的直径dm来调节。具体地，穿过第一层hr的可见光的透射率可根据多个孔pp的直径dm来调节。如果多个孔pp的直径dm增加，则光相对于第一层hr的透射率可在约600nm至约700nm的长波长范围内增加。相反，如果多个孔pp的直径dm减小，则光相对于第一层hr的透射率可在约300nm至约400nm的短波长范围内增加。换言之，在根据实施方式的光学膜rc中，具有特定波长的光相对于第一层hr的透射率可通过调节多个孔pp的直径dm来增大或减小。在另一实施方式中，例如，可见光相对于第一层hr的透射率可为至少约90百分比(％)。更具体地，具有约400nm至约700nm的波长的光的透射率为至少约92％。
69.第一层hr具有第一折射率，并且第二层lr具有第二折射率。第一折射率大于第二折射率。即，相比于第二层lr，第一层hr为更高折射层，并且相比于第一层hr，第二层lr为更低折射层。在光学膜rc中，低折射率层设置在高折射率层上并且与高折射率层接触，以使得可增加或减小穿过光学膜rc的光的透射率。
70.在实施方式的光学膜rc中，具有特定波长的光的透射率可根据第一折射率与第二折射率之间的差值来调节。具体地，第二折射率可通过改变第二层lr的厚度ll来调节。例如，第二层lr的厚度ll可为约100nm至约200nm。第二折射率可为约1.35至约1.45。在本公开中，第二层lr的厚度ll可为通过在第三方向dr3上测量第二层lr而获得的长度。
71.在根据实施方式的光学膜rc中，第一折射率与第二折射率之间的差值可通过改变第二折射率来调节。例如，如果第二层lr的厚度ll增加，则第二折射率可降低，并且第一折射率与第二折射率之间的差值可增大。本发明概念的实施方式不限于此。根据第二层lr的厚度ll，第一折射率与第二折射率之间的差值可具有各种值，这使得在宽范围内调节光学
膜rc的光的透射率是可能的。
72.第二层lr包括金属卤化物。金属卤化物可为mgf2。然而，本发明概念的实施方式不限于此。任何材料都可用作包括在第二层lr中的金属卤化物，而没有任何限制，只要该材料具有比第一层hr低的折射率并且可通过调节第二层lr的厚度或通过调节多个孔pp的直径dm根据波长来调节折射率。例如，第二层lr可包括sio2。
73.图4和图5是示出根据实施方式的光学膜rc的透射率的曲线图。更具体地，图4和图5是示出根据若干实施方式的光学膜rc的透射率(％)相对于波长(nm)的曲线图。图4示出了如在第一情况下、在第二情况下以及在第三情况下测量的可见光的透射率，而在第一情况(在下文中称为实验例1)中放置有玻璃衬底，在第二情况(在下文中称为实验例2)中聚甲基丙烯酸甲酯(在下文中称为pmma)作为单层放置在玻璃衬底上，在第三情况(在下文中称为实验例3)中pmma和mgf2顺序地层压在玻璃衬底上。玻璃衬底的折射率为约1.52，pmma的折射率为约1.49，并且mgf2的折射率为约1.38。通过用在氯仿中存在有约10毫克每毫升(mg/ml)的浓度的pmma的溶液、以约7000转每分钟(rpm)对玻璃衬底进行约40秒的旋涂而获得pmma层，并且将mgf2沉积到pmma上以具有100nm的厚度。
74.参照图4中的曲线图，在整个可见光范围(即约300nm至700nm)内可确认实验例2和实验例3的透射率大于实验例1的透射率。换言之，可看出的是，与不包括pmma层的显示装置相比，包括pmma层的显示装置具有更加改善的发光元件的发射效率。
75.从图4可观察到的是，在至少约500nm的长波长范围内，透射率以实验例1、实验例2和实验例3的顺序进一步得到改善。具体地，例如，具有约600nm的波长的光在实验例1中示出了约89％的透射率，在实验例2中示出了约90％的透射率，并且在实验例3中示出了约91％的透射率。即，当mgf2沉积到pmma上以具有约100nm的厚度时，可证明的是，即使在长波长范围内，透射率也得到改善。
76.实验例2与实验例3的比较可示出的是，与仅将pmma沉积在玻璃衬底上的情况(即，实验例2)相比，将具有比pmma低的折射率的mgf2沉积在pmma上的情况(即，实验例3)具有更加改善的透射率。
77.图5示出了如在放置有玻璃衬底并且多孔聚甲基丙烯酸甲酯(在下文中称为多孔pmma)被放置在该玻璃衬底上的情况下测量的可见光的透射率。
78.使用作为非溶剂的壬烷和pmma的浓度为10mg/ml的氯仿来制备多孔pmma，并且将壬烷的浓度调节至约1体积百分比(vol％)、约2vol％和约3vol％。多孔pmma中的多个孔pp的直径dm随着壬烷的浓度的增加而增加。
79.参照图5中所示的曲线图，与其表面上不具有凹凸的pmma中相比，多孔pmma中透射率得到更加改善。在约500nm至约700nm的长波长内，在图4中没有孔的pmma单层的透射率为约90％或更低，而在图5中包括多孔pmma的光学膜的透射率增加到至少约92％。
80.而且，参照图5中的曲线图，可看出的是，光的透射率随着壬烷的浓度的增加而增加。具体地，例如，具有约600nm的波长的光在约2vol％的壬烷浓度处示出了约93％的透射率。
81.当将图4中实验例2的曲线图与图5中具有约2vol％的壬烷浓度的曲线图进行比较时，可看出的是，与在玻璃衬底上无孔的pmma形成为单层的情况(实验例1)相比，在多孔pmma形成为单层的情况(即，2vol％的情况)下，长波长范围内的透射率变得更高。
82.具体地，具有约600nm的波长的光在玻璃衬底涂覆有无孔pmma时具有约90％的透射率，并且在玻璃衬底涂覆有多孔pmma时具有约93％的透射率。因此，可看出的是，与包括其表面上不具有凹凸的pmma层的显示装置中相比，在包括多孔pmma层的显示装置中，发射效率和可见性可得到更加改善。此外，参照来自图4中的实验例2和实验例3的结果，预料到的是，如果在图5中进一步布置mgf2来代替多孔pmma的单层，则具有约600nm的波长范围的光示出了至少约93％的透射率。
83.图6是示出根据本发明概念的实施方式的制造光学膜rc的方法的流程图。图7、图8和图10是顺序地示出根据本发明概念的实施方式的制造光学膜rc的方法的操作的示意图。图9a和图9d是根据本发明概念的实施方式的第一层hr的图像。
84.根据图6，根据本发明概念的实施方式的制造光学膜rc的方法s10包括用于制备基础衬底gl的操作s100、用于制备第一溶液po的操作s200、用第一溶液po进行涂覆的操作s300、用于形成第一层hr的操作s400以及用于形成第二层lr的操作s500。
85.具体地，在用于制备基础衬底gl的操作s100中，基础衬底gl可为玻璃衬底。然而，本发明概念的实施方式不限于此。
86.参照图7，用于制备第一溶液po的操作s200可为将非溶剂ns添加到通过将聚合物溶解在溶剂中而获得的制备溶液ps中来制备第一溶液po的操作。制备溶液ps的溶剂可为氯仿。聚合物可为聚甲基丙烯酸甲酯(在下文中称为pmma)。pmma可以约10mg/ml的浓度溶解在溶剂中。非溶剂ns可为脂族烃。具体地，非溶剂ns可为甲醇、环己醇和/或壬烷。例如，非溶剂ns可为壬烷。壬烷可混合在制备溶液ps中，而不溶解在制备溶液ps中。然而，本发明概念的实施方式不限于此。
87.参照图8，用第一溶液po进行涂覆的操作s300可为用第一溶液po对基础衬底gl进行涂覆且然后干燥的操作。具体地，用第一溶液po对基础衬底gl进行涂覆的操作可通过诸如旋涂、狭缝涂覆、棒涂或喷墨打印的工艺来执行。例如，第一溶液po可通过旋涂工艺来施涂。
88.用于形成第一层hr的操作s400可为对基础衬底gl已被涂覆有的第一溶液po进行干燥的操作。当第一溶液po被干燥时，可去除混合在第一溶液po中的非溶剂ns，并且可在非溶剂ns所存在的点位处形成多个孔pp。换言之，第一层hr可为在聚合物的表面上形成有凹凸的层。
89.多个孔pp的直径dm可通过调节第一溶液po中的壬烷的浓度来调节。例如，随着壬烷的浓度增加，多个孔pp的直径dm可增加。图9a至图9d是当第一溶液po中的壬烷的浓度为约0vol％、约1vol％、约2vol％和约3vol％时限定在第一层hr中的孔pp的扫描电子显微镜图像。
90.参照图9a，当壬烷为约0vol％时，在第一层hr中可不形成孔，并且可形成不具有凹凸的聚合物层。参照图9b和图9c可看出，随着壬烷的浓度增加，多个孔pp的直径dm分别增加。如上所述，随着直径dm越大，约600至约700nm的长波长范围内的透射率可变得越高，并且随着直径dm越小，短波长范围内的透射率可变得越高。
91.用于形成第二层lr的操作s500为在第一层hr上沉积金属卤化物的操作。在实施方式中，金属卤化物可为mgf2。第二层lr可具有约100至约200nm的厚度ll。如前所述，第二折射率可通过调节第二层lr的厚度来调节。
92.根据本发明概念的实施方式的制造光学膜rc的方法包括用于制备基础衬底gl的操作s100、用于制备第一溶液po的操作s200、用第一溶液po进行涂覆的操作s300、用于形成第一层hr的操作s400以及用于形成第二层lr的操作s500，并且因此可提供具有经改善的透光率的光学膜。使用了实施方式的光学膜的显示装置可改善发射效率和可见性，并且减少外部光向用户的反射。
93.根据本发明概念的示例性实施方式的显示装置可改善可见性和发射效率。
94.根据本发明概念的示例性实施方式的光学膜可增加光的透射率。
95.根据本发明概念的示例性实施方式的制造光学膜的方法可提供具有增加的透光率的光学膜。
96.虽然已经描述了本发明的示例性实施方式，但是要理解的是，本发明不应限于这些示例性实施方式，而是本领域普通技术人员在如权利要求书中所要求的本发明的精神和范围内能进行各种改变和修改。