KR102424442B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 발광 소자, 상기 발광 소자 위에 위치하는 박막 봉지층, 상기 박막 봉지층 위에 위치하는 보호층, 상기 보호층 위에 위치하는 제1 감지 전극, 상기 제1 감지 전극 위에 위치하는 전극 절연층, 상기 전극 절연층 위에 위치하는 제2 감지 전극을 포함하고, 상기 보호층 및 상기 전극 절연층 중 하나 이상은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제1층과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함하는 제2층이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가지며, 상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률 보다 크다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 개시는 표시 장치에 대한 것으로, 보다 구체적으로 터치 센서를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치의 입력 장치로서 사용자가 손가락이나 펜 등으로 화면을 접촉하여 정보를 입력하는 터치 센서(touch sensor)가 적용되고 있다. 터치 센서의 여러 감지 방식들 가운데 서로 이격된 두 개의 전극에서 접촉에 따른 정전용량 변화가 일어난 위치를 감지하는 정전용량 방식(capacitive type)이 주로 사용되고 있다.
가요성(flexible) 표시 장치를 구현하기 위해서는 표시 장치를 얇게 만들어야 하며, 이를 위해 터치 센서는 표시 장치에 내장된다. 내장형(on-cell type) 터치 센서는 자체 기판을 포함하지 않으며, 표시 장치의 어느 한 구성요소 위에 감지 전극을 직접 형성한 구성으로 이루어진다.
실시예들은 터치 센서가 형성되는 박막 봉지층의 색변화를 예방하여, 표시 패널의 색차 변화를 개선한 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 발광 소자, 상기 발광 소자 위에 위치하는 박막 봉지층, 상기 박막 봉지층 위에 위치하는 보호층, 상기 보호층 위에 위치하는 제1 감지 전극, 상기 제1 감지 전극 위에 위치하는 전극 절연층, 상기 전극 절연층 위에 위치하는 제2 감지 전극을 포함하고, 상기 보호층 및 상기 전극 절연층 중 하나 이상은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제1층과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함하는 제2층이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가지며, 상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률보다 크다.
상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률 차이는 0.3 이상일 수 있다.
상기 제1 물질의 굴절률은 1.8 내지 2.5일 수 있다.
상기 제1층의 두께는 400 옹스트롬 내지 600 옹스트롬일 수 있다.
상기 제2 물질의 굴절률은 1.4 내지 1.5일 수 있다.
상기 제2층의 두께는 600 옹스트롬 내지 800 옹스트롬일 수 있다.
상기 제1 물질은 SiNx, Al2O3 및 TiOx로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 제2 물질은 SiOx, SiOC 및 SiC로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 보호층 및 상기 전극 절연층이 각각 적층 구조를 가질 수 있다.
상기 보호층이 적층 구조를 가지며, 상기 적층수는 5 이상이고, 상기 보호층의 380 nm 내지 410 nm 파장에 대한 투과도는 0.8 이하일 수 있다.
상기 전극 절연층이 적층 구조를 가지며, 상기 적층수는 5 이상이고, 상기 보호층의 380 nm 내지 410 nm 파장에 대한 투과도는 0.8 이하일 수 있다.
상기 전극 절연층은 상기 제1 감지 전극과 중첩하는 제1 개구부를 갖고, 상기 전극 절연층 상에 위치하는 제1 보조 전극을 포함하고, 상기 제1 보조 전극은 상기 제1 개구부를 통해 서로 이웃한 제1 감지 전극을 연결할 수 있다.
상기 전극 절연층은 상기 제2 감지 전극과 중첩하는 제2 개구부를 갖고, 상기 제1 전극과 동일한 층에 위치하는 제2 보조 전극을 포함하며, 상기 제2 보조 전극은 상기 제2 개구부를 통해 서로 이웃한 제2 감지 전극을 연결할 수 있다.
상기 박막 봉지층은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가지며, 상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률 차이는 0.3 이상일 수 있다.
상기 제2 감지 전극 위에 위치하는 캡핑층을 더 포함하고, 상기 캡핑층은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가지며, 상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률 차이는 0.3 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치는 발광 소자, 상기 발광 소자 위에 위치하는 박막 봉지층, 상기 박막 봉지층 위에 위치하는 제1 감지 전극, 상기 제1 감지 전극 위에 위치하는 전극 절연층, 상기 전극 절연층에 위치하는 제2 감지 전극을 포함하고, 상기 전극 절연층은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제1층과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함하는 제2층이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가지며, 상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률보다 클 수 있다.
상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률 차이는 0.3 이상일 수 있다.
상기 제1 물질의 굴절률은 1.8 내지 2.5이고, 상기 제1층의 두께는 400 옹스트롬 내지 600 옹스트롬일 수 있다.
상기 제2 물질의 굴절률은 1.4 내지 1.5이고, 상기 제2층의 두께는 600 옹스트롬 내지 800 옹스트롬일 수 있다.
실시예들에 따르면, 터치 센서가 형성되는 박막 봉지층의 색변화를 예방하여, 표시 패널의 색차 변화를 개선한 표시 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 간략하게 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치를 간략하게 도시한 단면도이다.
도 3은 태양광 노출 전후의 박막 봉지층의 투과도를 나타낸 것이다.
도 4는 박막 봉지층의 투과도를 향상시켰을 때, 태양광 노출 전후의 투과도를 나타낸 것이다.
도 5는 적층 수에 따른 투과율을 도시한 것이다.
도 6는 본 발명의 다른 일 실시예예 따른 표시 장치를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 전체의 단면을 간략히 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부 단면을 간략하게 도시한 것이다.
도 12 및 도 13은 도 11에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극과 제2 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "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.
그러면 이하에서 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 간략하게 도시한 단면도이다. 도 1을 참고로 하면 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 박막 봉지층(140), 박막 봉지층(140) 상에 위치하는 보호층(150), 상기 보호층 위에 위치하는 제1 감지 전극(151) 및 제2 보조 전극(154), 상기 제1 감지 전극(151)과 상기 제2 보조 전극(154) 상에 위치하는 전극 절연층(160), 상기 전극 절연층(160) 상에 위치하는 제1 보조 전극(153) 및 제2 감지 전극(152), 상기 제1 보조 전극(153) 및 제2 감지 전극(152) 상에 위치하는 캡핑층(170)을 포함한다.
이때, 전극 절연층(160)은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제1층(160a)과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함하는 제2층(160b)이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가지며, 상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률보다 크다.
상기 전극 절연층(160)은 제1 개구부(161) 및 제2 개구부(162)를 포함하고, 제1 개구부(161)를 통해 제1 보조 전극(153)이 제1 감지 전극(151)과 연결되어 있다. 도 1에 도시되지는 않았으나, 제1 보조 전극(151)은 서로 이웃하는 제1 감지 전극(151)을 서로 연결할 수 있다. 마찬가지로, 상기 제2 개구부(162)를 통해 제2 감지 전극(152)이 제2 보조 전극(154)과 연결되어 있다. 제2 보조 전극(154)은 이웃하는 제2 감지 전극(152)을 서로 연결할 수 있다.
도 1에서는 제1 감지 전극(151)와 제2 감지 전극(152)이 서로 다른 층에 위치하는 것으로 도시되었으나, 제1 감지 전극(151)과 제2 감지 전극(152)은 서로 같은 층에 위치할 수도 있다. 또한 도 1에 도시한 구조는 예시적인 구조일 뿐으로, 전극 절연층(160)이 개구부를 갖지 않거나 하나의 개구부만을 갖는 구성 또한 가능하다. 전극 절연층(160)이 개구부를 갖지 않는 경우 제1 보조 전극(153) 및 제2 보조 전극(154)의 구성은 생략될 수 있다.
일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 도 2에 도시한 바와 같은 구조를 가질 수도 있다. 도 2를 참고로 하면, 제1 감지 전극(151)과 제2 감지 전극(152)은 전극 절연층(160)을 사이에 두고 절연되어 있다.
이하에서는 도 1과 같은 구조를 바탕으로 하여 설명하지만, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 박막 봉지층(140)과 제1 감지 전극(151) 사이에 위치하는 보호층(150), 또는 제1 감지 전극(151)상에 위치하는 전극 절연층(160)을 포함하는 구조라면 제한 없이 적용 가능하다.
도 1에 도시하지는 않았으나 박막 봉지층(140) 하부에는 발광 소자를 포함하는 표시 패널이 위치한다. 본 실시예에 따른 표시 장치는 발광 소자를 포함하는 표시 패널의 박막 봉지층(140) 위에 제1 감지 전극(151) 및 제2 감지 전극(152)을 포함하는 터치 센서가 바로 위치한다. 즉, 터치 센서에 별도의 기판이 포함되지 않으며, 터치 센서는 박막 봉지층(140) 상에 위치하기 때문에 전체 표시 장치의 두께를 감소시킬 수 있다. 이렇게 터치 센서가 박막 봉지층(140) 상에 위치하여 표시 패널 내에 내장됨으로서, 별도의 터치 센서의 부착 공정이 요구되지 않아 공정을 감소시킬 수 있다. 또한 별도의 터치 센서 기판이 포함되지 않기 때문에 플렉서블 표시 장치로 적용하는 경우에도 유리하다.
도 1을 참고로 하면, 본 실시예에 따른 전극 절연층(160)은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제1층(160a)과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함하는 제2층(160b)이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가지며, 상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률보다 크다.
이때 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률 차이는 0.3 이상일 수 있다. 일례로, 제1 물질의 굴절률은 1.8 내지 2.5일 수 있다. 이때, 상기 제1 물질을 포함하는 제1층(160a)의 두께는 400 옹스트롬 내지 600 옹스트롬일 수 있다.
또한, 제2 물질의 굴절률은 1.4 내지 1.5일 수 있다. 이때, 제2 물질을 포함하는 제2층(160b)의 두께는 600 옹스트롬 내지 800 옹스트롬일 수 있다.
이렇게 전극 절연층(160)이 제1 굴절률을 갖는 제1층(160a)과 제2 굴절률을 갖는 제2층(160b)을 교대로 적층한 구조를 갖는 경우, 서로 다른 굴절률을 갖는 경계면에서 전반사가 일어나서, 특정한 파장의 빛을 차단할 수 있다. 특히, 380 nm 내지 410 nm 범위의 파장을 갖는 빛이 표시 패널 내부로 입사되는 것을 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서, 터치 센서는 박막 봉지층(140)위에 위치한다. 박막 봉지층(140)은 발광 소자 내부로 수분과 산소의 침투를 차단하기 위하여, 유기막 및 무기막이 교대로 적층된 구조일 수 있다. 이때 표시 장치가 태양광에 노출되는 경우, 박막 봉지층(140)이 태양광 중 near UV 영역인 380 nm 내지 410 nm의 파장으로 인해 색변화가 발생할 수 있다.
도 3은 태양광 노출 전후의 박막 봉지층(140)의 투과도를 나타낸 것이다. 도 3을 참고로 하면, 430 nm 이하의 파장 영역에서, 태양광 노출 전후의 투과도 차이가 현저함을 확인할 수 있다. 이렇게 태양광 노출 전후에 박막 봉지층(140) 투과도 차이가 나는 경우, 발광 소자에서 발광되는 색이 다르게 시인되어 표시 품질을 저하시킨다.
따라서 380 nm 내지 410 nm의 파장에 대하여 박막 봉지층(140)의 투과도 변화를 최소화하는 것이 중요하다. 실험 결과, 박막 봉지층(140)의 투과도를 전체적으로 향상시키는 경우 박막 봉지층(140)의 투과도가 향상되었다. 도 4는 박막 봉지층(140)의 투과도를 향상시켰을 때, 태양광 노출 전후의 투과도를 나타낸 것이다. 도 4와 같이 전체적으로 박막 봉지층(140)의 투과도를 증가시키는 경우, 380 nm 내지 410 nm의 파장에서의 박막 봉지층(140)의 투과도 변화는 관찰되지 않았고, 표시품질을 유지할 수 있다. 그러나 이 경우, UV 영역의 380 nm 내지 410 nm의 광의 투과도가 높기 때문에, 이러한 광이 발광 소자 내부로 다량 투과되게 되고, 이는 발광 소자의 발광층을 손상시킨다. 즉, 박막 봉지층(140)의 변색 방지와 발광 소자의 발광층의 보호는 서로 트레이드-오프 관계에 있다.
그러나 본 실시예에 따른 표시 장치는, 전극 절연층(160)이 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제1층(160a)과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함하는 제2층(160b)이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가지며, 상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률보다 크다.
이렇게 서로 굴절률 차이가 있는 층을 교대로 적층한 경우, 각 층의 경계면에서 굴절률 차이에 의한 전반사가 일어난다. 전반사가 일어나려면 층의 굴절률(n)과 두께(d)의 곱이, 입사 파장의 1/4과 동일하거나 이의 배수여야 한다.
이러한 계산을 통해 도출된 제1층(160a)의 두께는 약 400 옹스트롬 내지 600 옹스트롬일 수 있다. 이때 제1층(160a)의 굴절률은 약 1.8 내지 2.5일 수 있다. 마찬가지로, 제2층(160b)의 두께는 약 두께는 600 옹스트롬 내지 800 옹스트롬일 수 있다. 이때, 제2층(160b)의 굴절률은 약 1.4 내지 1.5 일 수 있다.
제1층(160a)에 포함되는 제1 물질은 SiNx, Al2O3 및 TiOx로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 또한 제2층(160b)에 포함되는 제2 물질은 SiOx, SiOC 및 SiC로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 그러나 이는 일 예시일 뿐, 제1 물질 및 제2 물질이 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 x는 1 내지 4일 수 있다.
본 실시예에서, 제1 물질 및 제2 물질의 적층수는 3층 이상일 수 있다. 적층수를 증가시키는 경우, 360 nm 내지 410 nm의 파장에 대한 투과율이 더욱 감소한다.
도 5는 적층 수에 따른 투과율을 도시한 것이다. 적층수를 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19로 변화시키면서 투과율을 측정하였고 이를 도 5에 도시하였다. 도 5를 참고하면, 적층수가 증가할수록 360 nm 내지 410 nm의 파장에 대한 투과율이 감소함을 확인할 수 있었다.
도 5를 참고로 하면, 본 발명의 전극 절연층(160)의 적층 수는 최소 3층 이상이 요구되며, 5층 이상인 경우 360 nm 내지 410 nm의 파장에 대하여 0.8 이하의 투과율을 얻을 수 있다. 그러나 적층수가 많아지는 경우 이는 표시 장치의 전체 두께를 증가시켜 바람직하지 않은바, 적절한 범위로 선택 가능하다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 박막 봉지층(140) 위에 제1 감지 전극(151) 및 제2 감지 전극(152)을 포함하는 터치 센서가 바로 위치하며, 제1 감지 전극(151)과 제2 감지 전극(152) 사이에 위치하는 전극 절연층(160)이 제1 굴절률을 갖는 제1 물질과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 갖는다. 이때, 제1 굴절률과 제2 굴절률의 차이는 0.3 이상이고, 이렇게 고굴절률층과 저굴절률층을 교대로 적층하여 360 nm 내지 410 nm 파장을 갖는 광을 차단하였다. 따라서, 박막 봉지층(140)의 색변화를 예방할 수 있고, UV 광의 입사로 인해 발광 소자가 손상되는 문제점도 예방할 수 있다.
이상에서는 도 1을 중심으로 하여, 전극 절연층(160)이 다층 구조를 갖는 표시 장치를 설명하였으나, 보호층(150)이 다층 구조를 갖는 구조 또한 가능하다. 도 6는 본 발명의 다른 일 실시예예 따른 표시 장치를 도시한 것이다. 도 6을 참고로 하면 본 실시예에 따른 표시 장치는 보호층(150)이 제1 굴절률을 갖는 제1 물질과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 갖는다는 점을 제외하고는 도 1의 실시예에 따른 표시 장치와 동일하다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 도 6의 실시예에 따른 표시 장치도, 도 1의 실시예에 따른 표시 장치와 동일하게, 360 nm 내지 410 nm 파장을 갖는 광을 차단한다.
또는, 전극 절연층(160) 및 보호층(150)이 모두 다층 구조를 가질 수 있다. 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것이다. 도 7을 참고로 하면 본 실시예에 따른 표시 장치는 전극 절연층(160)과 보호층(150) 모두가 제1 굴절률을 갖는 제1 물질과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 갖는다는 점을 제외하고는 도 1의 실시예에 따른 표시 장치와 동일하다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 도 7의 실시예에 따른 표시 장치도, 도 1의 실시예에 따른 표시 장치와 동일하게, 360 nm 내지 410 nm 파장을 갖는 광을 차단한다. 이때 전극 절연층(160)과 보호층(150)이 모두 다층 구조로 이루어졌기 때문에 해당 파장의 광을 보다 잘 차단할 수 있다.
또는, 상기 도 1, 도 6 및 도 7의 구조에 추가하여 박막 봉지층(140)이 다층 구조를 갖는 구조 또한 가능하다. 이는 도 8에 도시되어 있다. 이러한 구조를 갖는 경우 해당 파장의 광을 보다 잘 차단할 수 있다. 다만 박막 봉지층(140)은 수분 및 산소 차단이 주요 목적인바, 이러한 목적에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 적용가능하다.
또는, 상기 도 1, 도 6 및 도 7의 구조에 추가하여 캡핑층(170)이 다층 구조를 갖는 구조 또한 가능하다. 이는 도 9에 도시되어 있다. 이러한 구조를 갖는 경우 해당 파장의 광을 보다 잘 차단할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 보호층(150) 및 전극 절연층(160) 중 하나 이상이 제1 굴절률을 갖는 제1 물질과 제2 굴절률을 갖는 제2 물질이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가짐으로써, 360 nm 내지 410 nm 파장을 갖는 광을 차단할 수 있다. 따라서, 박막 봉지층(140)의 색변화를 예방할 수 있고, UV 광의 입사로 인해 발광 소자가 손상되는 문제점도 예방할 수 있다.
그러면 이하에서, 상기 터치 센서를 포함하는 표시 장치의 세부 구조에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. 그러나 이는 일례일 뿐으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 하기 설명되는 구조에 제한되지 않고, 박막 봉지층 위에 터치 센서가 바로 위치하는 구조라면 제한없이 적용 가능하다.
도 10은 표시 장치(1000) 전체의 단면을 간략히 도시한 것이다. 도 10을 참고로 하면 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100) 위에 위치하는 감지 전극층(TSE), 감지 전극층(TSE) 위에 위치하는 편광판(300), 편광판 위에 위치하는 필름(400), 필름(400) 위에 위치하는 윈도우(500)를 포함할 수 있다. 이때 감지 전극층(TSE)은 도 1에 도시된 바와 같이 전극 절연층(160) 및 전극 절연층(160)에 의하여 서로 절연된 제1 감지 전극(151)과 제2 감지 전극(152)을 포함하는 구성이다.
표시 패널(100)은 기판(110) 위에 위치하는 발광 소자층(OLED), 발광 소자층(OLED) 위에 위치하는 박막 봉지층(140)을 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같이 박막 봉지층(140) 위에 감지 전극층(TSE)이 바로 위치하며, 감지 전극층(TSE) 위에 편광판(300)이 위치한다. 즉 감지 전극층(TSE)이 박막 봉지층(140) 위에 형성됨으로써 별도의 터치 센서의 부착 공정이 요구되지 않고, 표시 장치(1000)의 두께를 감소시킬 수 있다.
그러면 이하에서 도 11 내지 도 13을 참고로 하여 감지 전극층(TSE)에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 도 11은 표시 장치의 단면을 간략하게 도시한 것이다. 도 12 및 도 13은 도 11에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극(151)과 제2 감지 전극(152)의 개략적인 평면도이다.
도 11을 참고로 하면 기판(110) 위에 표시부(120)가 위치한다. 표시부(120)는 서로간 거리를 두고 위치하는 복수의 화소를 포함하며, 복수의 화소에서 방출되는 빛들의 조합으로 이미지를 표시한다. 각각의 화소는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 광을 방출할 수 있다. 표시부(120)은 박막 봉지층(140)에 의해 밀봉되어 있다. 박막 봉지층(140) 위에 보호층(150)이 위치한다. 이때 보호층(150)에 대한 설명은 앞서 도 6에서 설명한 보호층(150)과 동일하다. 즉, 보호층(150)은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다.
보호층 위에 제1 감지 전극(151)이 위치할 수 있다. 제1 감지 전극(151)은 전극 절연층(160)을 사이에 두고 제2 감지 전극(152)과 절연되어 있다.
제1 감지 전극(151)과 동일한 층에 제2 보조 전극(154)이 위치하고, 제2 감지 전극(152)과 동일한 층에 제1 보조 전극(153)이 위치할 수 있다. 제1 감지 전극(151)은 전극 절연층(160)의 제1 개구부(161)를 통해 제1 보조 전극(153)과 연결되어 있을 수 있다. 마찬가지로, 제2 감지 전극(152)은 전극 절연층(160)의 제2 개구부(162)를 통해 제2 보조 전극(154)과 연결되어 있을 수 있다.
이때 전극 절연층(160)에 대한 설명은 앞서 설명한 도 1의 전극 절연층(160)에 대한 설명과 동일하다. 즉, 전극 절연층(160)은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다.
제2 감지 전극(152)과 제1 보조 전극(153)위에 캡핑층(170)이 위치한다.
그러면 이하에서 도 11과, 도 12, 및 도 13을 참고로 하여 제1 감지 전극(151), 제1 보조 전극(153), 제2 감지 전극(152) 및 제2 보조 전극(154)의 구성에 대하여 보다 상세하세 설명한다.
도 11 내지 도 13을 참고로 하면 표시 장치는 제1 감지 전극(151)과 중첩되며 제1 감지 전극(151)과 통전되는 제1 보조 전극(153)과, 제2 감지 전극(152)과 중첩되며 제2 감지 전극(152)과 통전되는 제2 보조 전극(154)을 포함한다. 제1 보조 전극(153)과 제2 보조 전극(154)은 터치 영역(TA)에 형성되며, 비화소 위에서 그물 모양으로 형성될 수 있다.
제1 감지 전극(151)은 대략 마름모 형상을 가지는 복수의 제1 감지 셀(151a)과, 제1 방향(x)을 따라 복수의 제1 감지 셀(151a)을 연결하는 복수의 제1 연결부(151b)를 포함할 수 있다. 제1 감지 전극(151)은 제2 방향(y) 좌표값을 감지하기 위한 제1 터치 신호가 전달되는 Tx 터치 전극(transmitter touch electrode)일 수 있다.
제2 감지 전극(152)은 대략 마름모 형상을 가지는 복수의 제2 감지 셀(152a)과, 제2 방향(y)을 따라 복수의 제2감지 셀(152a)을 연결하는 복수의 제2 연결부(152b)를 포함할 수 있다. 제2 감지 전극(152)은 제1 방향(x) 좌표값을 감지하기 위한 제2 터치 신호가 전달되는 Rx 터치 전극(receiver touch electrode)일 수 있다.
제1 감지 전극(151)은 제1 배선(w10)에 연결되고, 제2 감지 전극(152)은 제2 배선(w20)에 연결된다. 제1 및 제2 감지 전극(151, 152)은 터치 영역(TA)에 형성되며, 제1 및 제2 배선(w10, w20)은 터치 영역(TA) 바깥의 주변 영역에 형성된다. 터치 영역(TA)은 표시부(120)에 대응하는 영역일 수 있다. 제1 감지 셀(151a)과 제2 감지 셀(152a)은 마름모 형상으로 한정되지 않는다.
제1 감지 전극(151)과 제2 보조 전극(154)은 같은 층에서 같은 물질로 형성될 수 있고, 제2 감지 전극(152)과 제1 보조 전극(153)은 같은 층에서 같은 물질로 형성될 수 있다.
구체적으로, 박막 봉지층(140) 위에 제1 감지 전극(151)과 제2 보조 전극(154)이 형성되고, 전극 절연층(160)이 제1 감지 전극(151)과 제2 보조 전극(154)을 덮는다. 제2 보조 전극(154)은 복수의 제1 감지 셀(151a) 사이에서 독립적으로 형성되며, 대략 마름모 형상을 가질 수 있다.
전극 절연층(160) 위로 제2 감지 전극(152)과 제1 보조 전극(153)이 형성되며, 전극 절연층(160)이 제2 감지 전극(152)과 제1 보조 전극(153)을 덮는다. 제1 보조 전극(153)은 복수의 제2 감지 셀(152a) 사이에서 독립적으로 형성되며, 대략 마름모 형상을 가질 수 있다. 제1 및 제2 감지 셀(151a, 152a)과 제1 및 제2 보조 전극(153,154)은 마름모 형상으로 한정되지 않는다.
전극 절연층(160)은 제1 감지 셀(151a)과 제1 보조 전극(153)을 접촉시키는 제1 개구부(161)를 포함하여 제1 감지 셀(151a)과 제1 보조 전극(153)을 통전시킨다. 그리고 전극 절연층(160)은 제2 보조 전극(154)과 제2 감지 셀(152a)을 접촉시키는 제2 개구부(162)를 포함하여 제2 보조 전극(154)과 제2 감지 셀(152a)을 통전시킨다.
제1 및 제2 감지 전극(151, 152) 각각은 제1 및 제2 보조 전극(153, 154)에 의해 선저항이 감소되어 RC 지연을 최소화할 수 있다. 또한, 제1 감지 셀(151a)과 인접한 제2 보조 전극(154)에 제2 터치 신호가 흐르고, 제2 감지셀(152a)과 인접한 제1 보조 전극(153)에 제1 터치 신호가 흐르므로, 제1 감지 셀(151a)과 제2 감지 셀(152a) 사이의 전기장 세기를 최대화하여 터치 센서의 센싱 감도를 높일 수 있다.
그러나 상기 구조는 예시적인 것으로 제1 감지 전극(151) 및 제2 감지 전극(152)의 구조가 상기 도 11 내지 도 13에 제한되는 것은 아니다.
그러면 이하에서, 표시 패널(100)의 구조에 대하여 상세하게 설명한다. 도 14는 표시 패널(100)의 단면도이다. 표시 패널(100)은 유기 발광 표시 장치일 수 있다.
도 14를 참고로 하면 기판(110) 위에 버퍼층(113)이 위치하고, 버퍼층(113) 위에 반도체층(121)이 위치한다. 반도체층(121)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양측에 위치하며 불순물이 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함한다. 반도체층(121) 위에 게이트 절연막(114)이 위치하고, 게이트 절연막(114) 위에 게이트 전극(122)이 위치한다. 게이트 전극(122)은 반도체층(121)의 채널 영역과 중첩된다.
게이트 전극(122) 위에 층간 절연막(115)이 위치하고, 층간 절연막(115) 위에 소스 전극(123)과 드레인 전극 (124)이 위치한다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 층간 절연막(115)과 게이트 절연막(114)에 포함된 비아 홀을 통해 반도체층(121)의 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 연결된다. 도 14에 도시한 박막트랜지스터(TFT)는 구동 박막 트랜지스터이며, 평탄화막(116)으로 덮인다.
평탄화막(116) 위에 화소 전극(125)이 위치한다. 화소 전극(125)은 화소마다 하나씩 위치하고, 평탄화막(116)에 형성된 비아 홀을 통해 구동 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(124)과 연결된다. 평탄화막(116)과 화소 전극(125) 위에 화소 정의막(117)이 위치한다. 화소 정의막(117)은 개구부를 형성하여 발광층(126)이 위치할 화소 전극(125)의 중앙부를 노출시킨다.
화소 전극(125) 위에 발광층(126)이 위치하고, 발광층(126)과 화소 정의막(117) 위에 공통 전극(127)이 위치한다. 공통 전극(127)은 화소별 구분 없이 표시부(120) 전체에 위치한다. 화소 전극(125)과 공통 전극(127) 중 어느 하나는 발광층(126)으로 정공을 주입하고, 다른 하나는 발광층(126)으로 전자를 주입한다. 전자와 정공은 발광층(126)에서 결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 여기자가 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발생하는 에너지에 의해 빛이 방출된다.
화소 전극(125)은 반사막일 수 있고, 공통 전극(127)은 투명막 또는 반투명막일 수 있다. 발광층(126)에서 방출된 빛은 화소 전극(125)에서 반사되고, 공통 전극(127)을 투과하여 외부로 방출된다. 이때 공통 전극(127)이 반투명막으로 형성되는 경우, 화소 전극(125)에서 반사된 빛의 일부는 공통 전극(127)에서 재반사되며, 공진 구조를 이루어 광 추출 효율을 높인다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 수분과 산소에 매우 취약하므로, 박막 봉지층(140)이 유기 발광 다이오드(OLED)를 밀봉시켜 외부의 수분과 산소의 침투를 차단한다. 박막 봉지층(140)은 무기막과 유기막의 다층막으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 박막 봉지층(140)은 공통 전극(127) 위에 순차적으로 적층된 버퍼층(141), 제1 무기막(142), 유기막(143) 및 제2 무기막(144)을 포함할 수 있다. 버퍼층(141)은 LiF를 포함할 수 있고, 제1 무기막(142)과 제2 무기막(144)은 Al2O3, SiNx, 및 SiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 유기막(143)은 에폭시, 아크릴레이트, 및 우레탄아크릴레이트 중 어느 하나를 포함할 수있다. 전술한 박막 봉지층(140)은 두께가 매우 얇아 표시 장치(1000)의 박형화에 유리하며, 가요성 표시 장치에 적합하다. 그러나 이는 일례일 뿐으로, 박막 봉지층(140)은 앞서 도 9에서 설명한 바와 같이 제1 굴절률을 갖는 제1 물질과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 표시 패널 151: 제1 감지 전극
152: 제2 감지 전극 153: 제1 보조 전극
154: 제2 보조 전극 140: 박막 봉지층
150: 보호층 160: 전극 절연층
170: 캡핑층

Claims (19)

  1. 발광 소자;
    상기 발광 소자 위에 위치하는 박막 봉지층;
    상기 박막 봉지층 위에 위치하는 보호층;
    상기 보호층 위에 위치하는 제1 감지 전극;
    상기 제1 감지 전극 위에 위치하는 전극 절연층;
    상기 전극 절연층 위에 위치하는 제2 감지 전극을 포함하고,
    상기 보호층 및 상기 전극 절연층 중 하나 이상은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제1층과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함하는 제2층; 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제3층이 적층된 구조를 가지며,
    상기 제1층 및 제3층 사이에 제2층이 위치하고,
    상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률보다 큰 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률 차이는 0.3 이상인 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 물질의 굴절률은 1.8 내지 2.5인 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 제1층의 두께는 400 옹스트롬 내지 600 옹스트롬인 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제2 물질의 굴절률은 1.4 내지 1.5인 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제2층의 두께는 600 옹스트롬 내지 800 옹스트롬인 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제1 물질은 SiNx, Al2O3 및 TiOx로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 제2 물질은 SiOx, SiOC 및 SiC로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 보호층 및 상기 전극 절연층이 각각 적층 구조를 갖는 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 보호층이 적층 구조를 가지며, 적층수는 5 이상이고,
    상기 보호층의 380 nm 내지 410 nm 파장에 대한 투과도는 0.8 이하인 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 전극 절연층이 적층 구조를 가지며, 적층수는 5 이상이고,
    상기 보호층의 380 nm 내지 410 nm 파장에 대한 투과도는 0.8 이하인 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 전극 절연층은 상기 제1 감지 전극과 중첩하는 제1 개구부를 갖고,
    상기 전극 절연층 상에 위치하는 제1 보조 전극을 포함하고,
    상기 제1 보조 전극은 상기 제1 개구부를 통해 서로 이웃한 제1 감지 전극을 연결하는 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 전극 절연층은 상기 제2 감지 전극과 중첩하는 제2 개구부를 갖고,
    상기 제1 감지 전극과 동일한 층에 위치하는 제2 보조 전극을 포함하며,
    상기 제2 보조 전극은 상기 제2 개구부를 통해 서로 이웃한 제2 감지 전극을 연결하는 표시 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 박막 봉지층은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가지며,
    상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률 차이는 0.3 이상인 표시 장치.
  15. 제1항에서,
    상기 제2 감지 전극 위에 위치하는 캡핑층을 더 포함하고,
    상기 캡핑층은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질이 3층 이상 교대로 적층된 구조를 가지며,
    상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률 차이는 0.3 이상인 표시 장치.
  16. 발광 소자;
    상기 발광 소자 위에 위치하는 박막 봉지층;
    상기 박막 봉지층 위에 위치하는 제1 감지 전극;
    상기 제1 감지 전극 위에 위치하는 전극 절연층;
    상기 전극 절연층에 위치하는 제2 감지 전극을 포함하고,
    상기 전극 절연층은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제1층과, 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함하는 제2층; 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제3층이 적층된 구조를 가지며,
    상기 제1층 및 제3층 사이에 제2층이 위치하고,
    상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률보다 큰 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률 차이는 0.3 이상인 표시 장치.
  18. 제16항에서,
    상기 제1 물질의 굴절률은 1.8 내지 2.5이고, 상기 제1층의 두께는 400 옹스트롬 내지 600 옹스트롬인 표시 장치.
  19. 제16항에서,
    상기 제2 물질의 굴절률은 1.4 내지 1.5이고, 상기 제2층의 두께는 600 옹스트롬 내지 800 옹스트롬인 표시 장치.
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