JP2010021514A - 有機発光表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内光干渉を防止して誤作動を防止できるフォトセンサーを利用したタッチスクリーンを備えた有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】本発明による有機発光表示装置は、有機発光素子が形成された第１基板と、前記第１基板に結合される第２基板と、前記第２基板に形成されて外部ソースによって発生する入射光の変化を感知するフォトセンサーと、前記フォトセンサーを覆って前記有機発光素子から発光した光を前記フォトセンサーが感知できないように遮断する遮断層とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光表示装置に関し、より詳しくはタッチパネルを備えた有機発光表示装置に関するものである。

有機発光表示装置は、正孔注入電極、有機発光層および電子注入電極で構成される有機発光素子を含み、有機発光層内部で電子と正孔が結合して生成された励起子が、励起状態から基底状態に落ちる時に発生するエネルギーによって発光が起こる。

このような原理で有機発光表示装置は自発光特性を有し、液晶表示装置とは違って別途の光源を必要としないので、厚さと重量を減らせる。また、有機発光表示装置は、低い消費電力、高い輝度および高い反応速度などの高品位特性を現わすので、携帯用電子機器の次世代表示装置とされている。

一般に、有機発光表示装置は、内部に有機発光素子を形成するパネルアセンブリーと、パネルアセンブリーの後方でパネルアセンブリーと結合するベゼルと、可撓性回路基板を通してパネルアセンブリーと電気的に連結される印刷回路基板とを含む。

タッチスクリーンは、マウスやキーボードなどの入力方式を代替できる新たな入力方式であって、手やペンを利用してスクリーンに直接情報を入力できる新たな方式である。特に、タッチスクリーンは、使用者がスクリーンを見ながら所望の作業を直接遂行できて、誰でも簡単に操作できるので、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）環境下で最も理想的な入力方式として評価されている。現在、携帯電話機、ＰＤＡ、銀行や官公庁の端末器、各種医療装備、観光および主要機関の案内表示装置などの様々な分野で幅広く使用されている。

タッチスクリーンは大別して、抵抗膜方式、静電容量方式、超音波方式、光（赤外線）方式などに分類される。この中で抵抗膜方式は、透明導電膜がコーティングされている二枚の基板をドットスペーサを間において透明導電膜が対向するように固定させた構造からなる。

抵抗膜方式の動作原理は、一側の透明導電膜に位置検出のための電気信号を印加し、使用者が指またはペン等で前面基板を押して、前面基板の透明導電膜が後面基板の透明導電膜と接触すれば、反対側の透明導電膜で電気的信号を検出する。この時、検出された電気的信号の大きさを利用して位置を検出するようになる。しかし、抵抗膜方式は作用する圧力によって信号が出力されるので、精密度が低いという問題点がある。また、使用者がタッチパネルを押す荷重が有機発光表示パネルにまっすぐ伝達されるので、有機発光表示パネルの不良を誘発することがある。

一方、光方式は、フォトセンサーを設置して、フォトセンサーが入射光の変化を捕らえて電気的信号を出力し、このような電気的信号に基づいて位置を検出する方式である。光方式は、圧力の適用なしに接触だけでも信号が出力されるので、優れた精密度を提供するが、有機発光素子から射出した光に影響を受けるので、誤作動を起こすという問題点がある。

本発明は、上記問題点を解決するためのものであって、その目的は、有機ＬＥＤなどの発する内部光線（内光）と内部受光系の干渉を防止して、誤作動を防止できるフォトセンサーを利用したタッチスクリーンを備えた有機発光表示装置を提供することである。

本発明の実施形態による有機発光表示装置は、有機発光素子が形成された第１基板と、前記第１基板に結合される第２基板と、前記第２基板に形成されて外部ソースによって発生する入射光の変化を感知するフォトセンサーと、前記フォトセンサーを覆って前記有機発光素子から発光した光を前記フォトセンサーが感知できないように遮断する遮断層と、を含む。

前記遮断層は前記有機発光素子に向かう面に形成されることが好ましく、前記遮断層はブラックマトリックスからなることが好ましい。また、前記遮断層はＭＩＨＬ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｌａｙｅｒ）、ブラックポリマー（ｂｌａｃｋ ｐｏｌｙｍｅｒ）、カーボンブラックからなる群より選択されるいずれか一つからなることが好ましい。

前記遮断層の間にはカラーフィルターが設けられることが好ましい。また、前記遮断層はマトリックス形態に配列されることが好ましく、前記有機発光素子もマトリックス形態に配置されることが好ましい。さらにまた、前記フォトセンサーは前記有機発光素子間に対応する位置に設置することが好ましい。

前記フォトセンサーと前記第２基板との間にはタッチ電極が形成されることが好ましく、前記タッチ電極は透明な導電性素材からなることが好ましい。また、前記タッチ電極はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ-ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ-ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ-ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる群より選択されるいずれか一つからなることが好ましい。

本発明の他の実施例による有機発光表示装置は、 有機発光素子が形成された第１基板と、前記第１基板に結合される第２基板と、前記有機発光素子と前記第２基板との間に形成された遮断層と、前記遮断層によって覆われて、前記遮断層と前記第２基板との間に形成されたフォトセンサーと、を含むことが好ましい。

前記遮断層はブラックマトリックスからなることが好ましく、前記フォトセンサーは前記有機発光素子に向かう面が前記遮断層で覆われることが好ましい。また、本発明の他の実施例による有機発光表示装置は、前記フォトセンサーと接触するように形成されたタッチ電極をさらに含むことが好ましい。

本発明による有機発光表示装置は、フォトセンサーに遮断層を形成することによって内光の干渉を減少させ、敏感度の優れたタッチスクリーンを提供することができる。

また、遮断層がブラックマトリックスからなって有機発光表示装置のコントラストが向上する。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。

図１は本発明の一実施形態による有機発光表示装置の断面図である。

図１を参考にすれば、本実施形態の有機発光表示装置は、第１基板２０と、第１基板２０の表示領域に備えられる有機発光素子Ｌ１と、シーリング部１６によって第１基板２０に結合される第２基板４０と、第２基板４０に形成されたフォトセンサー４３と、を含む。

第１基板２０に形成された有機発光素子Ｌ１はマトリックス形態に配置される。有機発光素子Ｌ１が形成された領域の外側にはチップオンガラス（ｃｈｉｐ‐ｏｎ‐ｇｌａｓｓ;ＣＯＧ）方式で集積回路チップ２５が実装される。

第２基板４０にはタッチ電極４２と、タッチ電極４２に連結されたフォトセンサー４３と、フォトセンサー４３を覆う遮断層４５とが形成される。前記タッチ電極４２、フォトセンサー４３および遮断層４５は、第２基板４０の内側、つまり第１基板２０に向かう第２基板４０の面に形成される。

本実施形態では第２基板４０に遮断層４５とフォトセンサー４３が設置されているものと例示しているが、本発明がこれに制限されるものではなく、遮断層４５とフォトセンサー４３は前記第１基板２０の上に設置されることもできる。

また、本実施形態では第１基板２０と第２基板４０が離隔しているものと例示しているが、本発明がこれに制限されるものではなく、第１基板２０と第２基板４０の間の空間には充填材（図示せず）が設置されることもできる。

タッチ電極４２は、透明な導電性材質のＩＴＯ（Ｉｎｄｕｉｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｕｉｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ-ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ-ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる群より選択されるいずれか一つからなる。フォトセンサー４３は、外光の変化を感知して信号を発生させるセンサーであって、マトリックス形態に配置されるが、有機発光素子Ｌ１の間に位置して、有機発光素子Ｌ１から射出した光が干渉を受けることなく射出されるようにする。

図２に示されているように、遮断層４５は、フォトセンサー４３を覆うように設置される。有機発光素子Ｌ１から射出する内光がフォトセンサー４３に影響を与えないように、フォトセンサー４３から第１基板２０に向かう面とその周りを覆うように形成される。そのため、フォトセンサー４３が第２基板４０に向かう面は、遮断層４５によって覆われないため、第２基板４０の前方で起きる光の変化を捕らえることができる。

遮断層４５は、ブラックマトリックス（または黒色層）を兼用して形成することができる。ブラックマトリックスは光漏れ現象を防止して、コントラストを向上させる役割を果たして、ＭＩＨＬ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｌａｙｅｒ）、ブラックポリマー（ｂｌａｃｋ ｐｏｌｙｍｅｒ）、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）からなる群より選択されるいずれか一つからなる。ＭＩＨＬの絶縁膜は、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ_Ｘからなることができ、金属成分としては、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｃｕおよびクロム酸化物などからなることができる。

このように遮断層４５がブラックマトリックスのプロセスを用いて同時形成されると、別途の層を形成しなくてもブラックマトリックスを形成する過程で容易に遮断層を形成することができ、コントラストが向上する効果がある。

第２基板４０でフォトセンサー４３が形成された領域の外側には、フォトセンサー４３を通じて入力された信号を分析して伝達する集積回路チップ４７が実装される。

図３は図１に示した有機発光表示装置の副画素回路構造を示す図であり、図４は図１に示した有機発光表示装置の内部を示す部分拡大断面図である。ここで、副画素とは単色の画素1単位を指し、カラー表示用の多色系２画素以上の組合せ画素１単位を主画素とする。

図３および図４を参考にすれば、有機発光表示装置の副画素は、有機発光素子Ｌ１と駆動回路部からなる。有機発光素子Ｌ１は、アノード電極２６、有機発光層２８、およびカソード電極３０を含み、駆動回路部は少なくとも２個の薄膜トランジスターＴ１、Ｔ２と一つの保存キャパシターＣ１を含む。薄膜トランジスターは、基本的にスイッチングトランジスターＴ１と駆動トランジスターＴ２を含む。

スイッチングトランジスターＴ１は、スキャンラインＳＬ１とデータラインＤＬ１に連結され、スキャンラインＳＬ１に入力されるスイッチング電圧によってデータラインＤＬ１に入力されるデータ電圧を駆動トランジスターＴ２に伝送する。保存キャパシターＣ１は、スイッチングトランジスターＴ１と電源ラインＶＤＤに連結され、スイッチングトランジスターＴ１から伝送された電圧と電源ラインＶＤＤに供給される電圧との差に相当する電圧を保存する。

駆動トランジスターＴ２は、電源ラインＶＤＤと保存キャパシターＣ１に連結されて、保存キャパシターＣ１に保存されたしきい電圧の差の自乗に比例する出力電流Ｉ_ＯＬＥＤを有機発光素子Ｌ１に供給し、有機発光素子Ｌ１は出力電流Ｉ_ＯＬＥＤによって発光する。駆動トランジスターＴ２は、ソース電極３２、ドレイン電極３４、およびゲート電極３６を含む。有機発光素子Ｌ１のアノード電極２６は駆動トランジスターＴ２のドレイン電極３４に連結できる。副画素の構成は、前述した例に限定されず、多様に変形できる。

前記副画素の近隣の第２基板４０の上にフォトセンサー４３が形成される。第２基板４０の上には複数のフォトセンサー４３がマトリックス形態に配置されるが、各々のフォトセンサー４３は遮断層４５で覆われる。遮断層４５は、副画素の間の空間に形成されるブラックマトリックスからなる。

このような遮断層４５は、光漏れ現象を防止してコントラストを向上させるだけでなく、フォトセンサー４３が内光に影響を受けることを防止して、安定的にタッチパネル機能を実現することができる。外部から指またはペンなどのものが寄りつけば、フォトセンサー４３はその接近を感知して信号を発生させ、当該地点が有する命令を遂行するようになる。

図５は本発明の第２実施形態による有機発光表示装置を示す断面図である。図５を参照して説明すれば、本実施形態による有機発光表示装置は、遮断層４５の間にカラーフィルター層４８を形成する。カラーフィルター層４８は、副画素領域に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を示すカラーフィルターが所定の順で配列された状態である。このように、遮断層４５の間にカラーフィルター層４８が形成されることによって空間活用効率を向上させることができ、より安定的に画像を表示することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施でき、これもまた本発明の範囲に属するのは当然である。

本発明の第１実施形態による有機発光表示装置の断面図である。 図１に示した第１基板とこれに設けられた部材を示す斜視図である。 図１に示した有機発光表示装置の副画素回路を示す図である。 図１に示した有機発光表示装置の内部を示す部分拡大断面図である。 本発明の第２実施形態による有機発光表示装置の断面図である。

符号の説明

２０ 第１基板、
４０ 第２基板、
４３ フォトセンサー、
４５ 遮断層、
４８ カラーフィルター層。

Claims (15)

1. 有機発光素子が形成された第１基板と、
   前記第１基板に結合される第２基板と、
   前記第２基板に形成されて外部ソースによって発生する入射光の変化を感知するフォトセンサーと、
   前記フォトセンサーを覆って前記有機発光素子から発光した光を前記フォトセンサーが感知できないように遮断する遮断層と、を含むことを特徴とする有機発光表示装置。
2. 前記遮断層は前記有機発光素子に向かう面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
3. 前記遮断層はブラックマトリックスからなることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
4. 前記遮断層はＭＩＨＬ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｌａｙｅｒ）、ブラックポリマー、カーボンブラックからなる群より選択されるいずれか一つからなることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
5. 前記遮断層の間にはカラーフィルターが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
6. 前記遮断層はマトリックス形態に配列されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
7. 前記有機発光素子はマトリックス形態に配置されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
8. 前記フォトセンサーは前記有機発光素子間に対応する位置に設置することを特徴とする請求項７に記載の有機発光表示装置。
9. 前記フォトセンサーと前記第２基板との間にはタッチ電極が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
10. 前記タッチ電極は透明な導電性素材からなることを特徴とする請求項９に記載の有機発光表示装置。
11. 前記タッチ電極はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ-ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ-ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ-ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる群より選択されるいずれか一つからなることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示装置。
12. 有機発光素子が形成された第１基板と、
    前記第１基板に結合される第２基板と、
    前記有機発光素子と前記第２基板との間に形成された遮断層と、
    前記遮断層によって覆われて、前記遮断層と前記第２基板との間に形成されたフォトセンサーと、を含むことを特徴とする有機発光表示装置。
13. 前記遮断層はブラックマトリックスからなることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光表示装置
14. 前記フォトセンサーは前記有機発光素子に向かう面が前記遮断層で覆われたことを特徴とする請求項１２に記載の有機発光表示装置。
15. 前記フォトセンサーと接触するように形成されたタッチ電極をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機発光表示装置。

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