KR20160128513A

KR20160128513A - 터치 센서를 포함하는 표시 장치

Info

Publication number: KR20160128513A
Application number: KR1020150059681A
Authority: KR
Inventors: 김경섭; 박성균; 최상규; 한상윤; 조기현; 조선행
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2016-11-08
Also published as: US20160320885A1

Abstract

표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시판과, 표시판 위에 형성된 터치 센서를 포함한다. 터치 센서는 터치 기판과, 터치 기판 위에 형성된 복수의 감지 전극과, 터치 기판 위에서 복수의 감지 전극을 덮는 보호층과, 보호층의 하면과 상면에 각각 형성되며 보호층의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 제1 저굴절층 및 제2 저굴절층을 포함한다.

Description

터치 센서를 포함하는 표시 장치 {DISPLAY DEVICE WITH TOUCH SENSOR}

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치 센서와 편광 필름을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

표시 장치의 입력 장치로서 사용자가 손가락 또는 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 편광 필름과 일체로 구성될 수 있다. 이 경우 터치 센서는 자체 기판을 포함하지 않으며, 편광 필름의 어느 한 구성요소 위에 감지 전극들을 직접 형성한 구성으로 이루어진다.

본 발명은 편광 필름과 일체로 구성되는 터치 센서에 있어서, 감지 전극들을 패터닝하는 과정에서 기판과 감지 전극들의 손상을 방지하고, 표시 패널에서 방출되는 빛의 투과율을 높일 수 있는 표시 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시판과, 표시판 위에 형성된 터치 센서를 포함한다. 터치 센서는 터치 기판과, 터치 기판 위에 형성된 복수의 감지 전극과, 터치 기판 위에서 복수의 감지 전극을 덮는 보호층과, 터치 기판과 보호층 사이에 형성되며 보호층의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 제1 저굴절층을 포함한다.

보호층은 실리콘 질화물을 포함할 수 있으며, 제1 저굴절층은 1.6 내지 1.8의 굴절률을 가질 수 있다. 제1 저굴절층은 실리콘 산화질화물과 알루미늄 산화물 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

터치 센서는 터치 기판과 제1 저굴절층 사이에 형성된 하드 코팅층을 더 포함할 수 있다. 하드 코팅층은 아크릴레이트, 실록산, 및 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 2000Å 이하의 두께를 가질 수 있다.

터치 센서는, 보호층의 상면에 형성되며 보호층의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 제2 저굴절층을 더 포함할 수 있다. 보호층은 실리콘 질화물을 포함할 수 있고, 제2 저굴절층은 1.6 내지 1.8의 굴절률을 가질 수 있다. 제2 저굴절층은 실리콘 산화질화물과 알루미늄 산화물 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

제1 저굴절층과 제2 저굴절층 각각은 900Å 내지 1500Å의 두께를 가질 수 있다. 복수의 감지 전극은 배선을 통해 터치 기판의 가장자리에 형성된 패드부에 각각 연결될 수 있다. 보호층과 제2 저굴절층은 터치 기판과 같은 크기로 형성될 수 있으며, 패드부를 노출시키는 개구부를 형성할 수 있다.

복수의 감지 전극은 복수의 화소 사이에 대응하여 그물 모양으로 형성된 불투명 도전막으로 이루어질 수 있다. 터치 기판은 편광 기능을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시판과, 표시판 위에 형성된 터치 센서 일체형 편광 필름을 포함한다. 터치 센서 일체형 편광 필름은 원형 편광판과, 원형 편광판 위에 형성된 복수의 복수의 감지 전극과, 원형 편광판 위에서 복수의 감지 전극을 덮는 보호층과, 보호층의 하면과 상면에 각각 형성되며 보호층의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 제1 저굴절층 및 제2 저굴절층과, 제2 저굴절층 위에 형성된 선형 편광판을 포함한다.

보호층은 실리콘 질화물을 포함할 수 있고, 제1 저굴절층과 제2 저굴절층 각각은 1.6 내지 1.8의 굴절률을 가질 수 있다. 제1 저굴절층과 제2 저굴절층 각각은 실리콘 산화질화물과 알루미늄 산화물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 표시 장치는 원형 편광판과 제1 저굴절층 사이에 형성된 하드 코팅층을 더 포함할 수 있다.

제1 저굴절층과 제2 저굴절층이 보호층의 하면과 상면에 각각 위치함에 따라, 표시판의 화소에서 방출된 빛이 터치 센서를 투과할 때, 층간 경계면에서 발생하는 빛의 반사를 줄일 수 있다. 따라서 터치 센서의 광 투과율을 높여 표시 장치의 휘도를 높일 수 있다.

또한, 터치 기판은 제1 저굴절층에 의해 보호되어 감지 전극을 형성하는 과정에서 식각액 및 박리액에 노출되지 않으므로, 감지 전극을 형성하는 과정에서 터치 기판의 손상과 이에 따른 감지 전극의 패턴 불량을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 개략 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절개한 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 4는 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절개한 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치의 개략 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때 이는 다른 부분의 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 그리고 "~위에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타낸 것이므로, 본 발명은 도시한 바로 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 개략 평면도이고, 도 2와 도 3은 각각 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 및 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절개한 표시 장치의 개략 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 제1 실시예의 표시 장치(100)는 이미지를 표시하는 표시판(110)과, 표시판(110) 위에 형성된 터치 센서(140)를 포함한다. 표시 장치(100)는 외광 반사를 억제하여 화면의 시인성을 높이는 편광 필름(50)을 더 포함할 수 있다.

편광 필름(150)은 터치 센서(40)와 일체형으로 구성될 수 있다. 즉 터치 센서(40)와 편광 필름(50)은 구성요소를 공유할 수 있으며, 예를 들어 터치 센서(40)는 편광 필름(50)의 어느 한 구성요소를 터치 기판(41)으로 사용할 수 있다. 터치 센서(40)는 제1 점착층(161)에 의해 표시판(110)에 부착될 수 있다.

표시 장치(100)는 편광 필름(150) 위에 형성된 제2 점착층(162)과 커버 윈도우(170)를 더 포함할 수 있다. 커버 윈도우(170)는 외부 충격과 스크래치 등으로부터 편광 필름(150)과 터치 센서(140) 및 표시판(110)을 보호하는 역할을 한다.

표시판(110)은 서로간 거리를 두고 위치하는 복수의 화소(PX)를 포함하며, 복수의 화소(PX)에서 방출되는 빛들의 조합으로 이미지를 표시한다. 복수의 화소(PX) 사이는 빛을 방출하지 않는 비화소 영역(NPX)이다. 표시판(110)은 복수의 화소(PX)와, 복수의 화소(PX) 사이에 위치하는 비화소 영역(NPX)을 포함한다.

표시판(110)은 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 유기 발광 표시 장치에서, 각각의 화소(PX)는 유기 발광 다이오드와, 유기 발광 다이오드의 발광을 제어하는 구동 회로부를 포함한다. 구동 회로부는 적어도 두 개의 박막 트랜지스터와 적어도 하나의 커패시터를 포함한다. 도 4는 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.

도 4를 참고하면, 기판(112) 위에 버퍼층(113)이 형성되고, 버퍼층(113) 위에 반도체층(121)이 형성된다. 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 형성되고, 게이트 절연막(114) 위에 게이트 전극(122)이 형성된다. 게이트 전극(122)은 반도체층(121)의 채널 영역과 중첩된다.

게이트 전극(122) 위에 층간 절연막(115)이 형성되고, 층간 절연막(115) 위에 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)이 형성된다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 층간 절연막(115)과 게이트 절연막(114)에 형성된 비아 홀을 통해 반도체층(121)의 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 연결된다. 도 4에 도시한 박막 트랜지스터(TFT)는 구동 박막 트랜지스터이며, 평탄화막(116)으로 덮인다.

평탄화막(116) 위에 화소 전극(125)이 형성된다. 화소 전극(125)은 화소마다 하나씩 형성되고, 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(또는 격벽)(117)이 형성된다. 화소 정의막(117)은 개구부를 형성하여 발광층(126)이 위치할 화소 전극(125)의 중앙부를 노출시킨다.

화소 전극(125) 위에 발광층(126)이 형성되고, 발광층(126)과 화소 정의막(117) 위에 공통 전극(127)이 형성된다. 공통 전극(127)은 화소별 구분 없이 표시 영역 전체에 형성된다. 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 생성하며, 여기자가 여기 상태로부터 바닥 상태로 떨어질 때 발생하는 에너지에 의해 빛이 방출된다.

화소 전극(125)은 반사막으로 형성될 수 있고, 공통 전극(127)은 투명막 또는 반투명막으로 형성될 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, 봉지부(130)가 유기 발광 다이오드(OLED)를 밀봉시켜 외부의 수분과 산소의 침투를 차단한다. 봉지부(130)는 무기막과 유기막의 다층막으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 봉지부(130)는 공통 전극(127) 위에 순차적으로 적층된 캡핑층(131), 제1 무기막(132), 유기막(133), 및 제2 무기막(134)을 포함할 수 있다.

캡핑층(131)은 LiF를 포함할 수 있고, 제1 무기막(132)과 제2 무기막(134)은 알루미늄 산화물(AlOx), 실리콘 질화물(SiNx), 및 실리콘 산화물(SiO₂) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 유기막(133)은 에폭시, 아크릴레이트, 및 우레탄아크릴레이트 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 봉지부(130)는 두께가 매우 얇아 표시 장치의 박형화에 유리하며, 가요성 표시 장치에 적합하다.

다시 도 1 내지 도 3을 참고하면, 터치 센서(140)는 편광 기능을 가지는 터치 기판(141)과, 터치 기판(141) 위에 형성된 복수의 감지 전극(142, 143)과, 복수의 감지 전극(142, 143)을 덮는 보호층(144)과, 보호층(144)의 하면에 형성된 제1 저굴절층(145)을 포함한다. 터치 센서(140)는 보호층(144)의 상면에 형성된 제2 저굴절층(146)을 더 포함할 수 있다.

터치 기판(141)은 원형 편광판(1/4 파장판 또는 λ/4 위상차판)일 수 있으며, 예를 들어 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)로 제조될 수 있다. 터치 기판(141)에 입사한 빛은 터치 기판(141)을 통과하면서 일 방향으로 회전하는 원 편광 성분으로 변환된다.

터치 기판(141) 위에 제1 저굴절층(145)이 위치하고, 복수의 감지 전극(142, 143)은 제1 저굴절층(145) 위에 형성된다. 복수의 감지 전극(142, 143)은 제1 방향(x)과 나란하게 형성된 제1 감지 전극(142)과, 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)과 나란하게 형성된 제2 감지 전극(143)을 포함한다.

제1 감지 전극(142)은 제1 배선(147)에 연결되고, 제2 감지 전극(143)은 제2 배선(148)에 연결된다. 제1 및 제2 감지 전극(142, 143)은 터치 영역(TA)에 형성되며, 제1 및 제2 배선(147, 148)은 터치 영역(TA) 바깥의 주변 영역에 형성된다.

제1 감지 전극(142)은 대략 마름모 형상을 가지는 복수의 제1 감지 셀(142a)과, 제1 방향(x)을 따라 복수의 제1 감지 셀(142a)을 연결하는 복수의 제1 연결부(142b)를 포함할 수 있다. 제1 감지 전극(142)은 제2 방향(y) 좌표값을 감지하기 위한 제1 터치 신호가 전달되는 Tx 터치 전극(transmitter touch electrode)일 수 있다.

제2 감지 전극(143)은 대략 마름모 형상을 가지는 복수의 제2 감지 셀(143a)과, 제2 방향(y)을 따라 복수의 제2 감지 셀(143a)을 연결하는 복수의 제2 연결부(143b)를 포함할 수 있다. 제2 감지 전극(143)은 제1 방향(x) 좌표값을 감지하기 위한 제2 터치 신호가 전달되는 Rx 터치 전극(receiver touch electrode)일 수 있다. 제1 및 제2 감지 셀(142a, 143a)은 마름모 형상으로 한정되지 않는다.

제1 및 제2 감지 전극(142, 143)은 비화소 위에서 그물(mesh) 모양으로 형성되며, 불투명 도전막으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 감지 전극(142, 143)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등과 같은 저저항 금속을 포함하거나, 은 나노와이어(Ag nanowire), 카본 나노튜브(carbon nanotube, CNT) 등과 같은 도전성 나노 물질을 포함할 수 있다.

저저항 금속 또는 도전성 나노 물질로 형성된 제1 및 제2 감지 전극(142, 143)은 저항이 낮아 RC 지연을 줄일 수 있고, 연성이 우수하므로 휘어짐과 같은 반복적인 변형에도 쉽게 크랙이 발생하지 않는다. 또한, 그물 모양의 제1 및 제2 감지 전극(142, 143)은 화소에서 방출되는 빛을 가리지 않으며, 표시판(110)에 형성된 공통 전극(127)과 마주하는 면적을 줄여 기생 커패시턴스를 최소화할 수 있다.

제1 감지 전극(142)과 제2 감지 전극(143)은 같은 층에 형성될 수 있다. 이 경우 제1 연결부(142b)와 제2 연결부(143b)가 접하여 쇼트가 발생할 수 있으므로, 제1 연결부(142b)와 제2 연결부(143b) 사이에 절연층(149)이 형성되어 제1 연결부(142b)와 제2 연결부(143b)의 쇼트를 방지한다. 절연층(149)은 제1 연결부(142b)와 제2 연결부(143b)의 중첩 부위에서 제1 및 제2 연결부(142b, 143b)보다 큰 폭으로 형성된다.

제1 및 제2 감지 전극(142, 143)은 보호층(144)으로 덮여 외부로 노출되지 않는다. 절연층(149)과 보호층(144)은 같은 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 실리콘 질화물(SiNx)로 형성될 수 있다. SiNx로 형성된 보호층(144)은 대략 1.9 내지 2.3의 굴절률을 가진다.

제1 저굴절층(145)은 보호층(144)의 하면에 형성되고, 제2 저굴절층(146)은 보호층(144)의 상면에 형성된다. 제1 및 제2 저굴절층(145, 146)은 보호층(144)보다 낮은 굴절률을 가지며, 보호층(144)과의 굴절률 매칭을 통해 광 투과율을 높이는 기능을 한다. 제1 및 제2 저굴절층(145, 146)은 대략 1.6 내지 1.8의 굴절률을 가지며, 실리콘 산화질화물(SiON)과 알루미늄 산화물(AlOx) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

실리콘 산화질화물을 포함하는 제1 및 제2 저굴절층(145, 146)은 플라즈마 화학기상증착법으로 형성될 수 있고, 알루미늄 산화물을 포함하는 제1 및 제2 저굴절층(145, 146)은 스퍼터링법으로 형성될 수 있다. 실리콘 산화질화물과 알루미늄 산화물은 광 흡수가 없고, 전술한 1.6 내지 1.8의 굴절률 조건을 만족한다.

또한, 터치 기판(141)과 보호층(144) 사이에 위치하는 제1 저굴절층(145)은 감지 전극들(142, 143)을 형성하는 과정에서 식각액(etchant) 및 박리액(stripper)에 의한 터치 기판(141)의 손상을 방지하는 역할을 한다. 감지 전극들(142, 143)은 도전막 전면(全面) 증착과 공지의 포토리소그래피 공정을 거쳐 형성되는데, 포토리소그래피 공정에서 도전막을 제거하는 식각액과, 감광제를 제거하는 박리액이 사용된다.

제1 저굴절층(145)이 없는 경우를 가정하면, 도전막을 패터닝하여 감지 전극들(142, 143)을 형성하는 과정에서 터치 기판(141)은 식각액 및 박리액에 직접 노출된다. 고분자 물질로 형성된 터치 기판(141)은 식각액 및 박리액에 취약하므로 포토리소그래피 공정에서 그 표면이 손상될 수 있다. 터치 기판(141)의 손상은 감지 전극들(142, 143)의 패턴 유실 및 단선 등의 패턴 불량으로 이어진다.

제1 저굴절층(145)은 무기막으로서 식각액 및 박리액에 의한 손상이 거의 없다. 따라서 제1 실시예의 표시 장치(100)는 제1 저굴절층(145)을 이용하여 터치 기판(141)의 손상을 방지할 수 있고, 감지 전극들(142, 143)의 패턴 유실 및 단선 등과 같은 패턴 불량도 방지할 수 있다.

하기 표에 실시예 1, 2, 3에 따른 터치 센서의 광 투과율과 비교예 1, 2에 따른 터치 센서의 광 투과율을 나타내었다. 광 투과율은 세가지 파장(450nm 550nm, 650nm)에서의 실험 결과와, 세가지 파장에서의 투과율에 대한 평균 투과율로 구분된다.

	광 투과율(%)
	450nm	550nm	650nm	평균 투과율
비교예 1	75.9	85.1	71.1	83.1
실시예 1	93.2	88.0	85.4	88.6
실시예 2	91.8	85.7	89.3	88.5
실시예 3	89.3	93.9	92.7	88.2
비교예 2	85.3	78.2	84.0	82.5

비교예 1의 터치 센서는 폴리카보네이트 필름(터치 기판), 금속 메쉬(감지 전극), 및 실리콘 질화물(보호층, 4000Å)을 포함한다. 비교예 2의 터치 센서는 폴리카보네이트 필름(터치 기판), 은 나노와이어 메쉬(감지 전극), 및 실리콘 질화물(보호층, 2000Å)을 포함한다.

실시예 1 내지 3의 터치 센서는 폴리카보네이트 필름(터치 기판), 실리콘 산화질화물(제1 저굴절층, 900Å), 금속 메쉬(감지 전극), 실리콘 질화물(보호층, 4000Å), 및 실리콘 산화질화물(제2 저굴절층)을 포함한다. 제2 저굴절층은 실시예 1, 2, 3 각각에서 800Å, 900Å, 1000Å의 두께를 가진다.

실시예 1 내지 3에서 제1 및 제2 저굴절층(145, 146)은 보호층(144)보다 작은 굴절률을 가지므로, 표시판(110)의 화소(PX)에서 방출된 빛이 터치 센서(140)를 투과할 때, 층간 경계면에서 발생하는 빛의 반사가 감소하며, 이는 터치 센서(140)의 광 투과율 증대로 이어진다. 표 1의 결과로부터 실시예 1 내지 3의 터치 센서(140)가 비교예 1, 2의 터치 센서보다 높은 광 투과율을 구현함을 알 수 있다.

제1 및 제2 저굴절층(145, 146) 각각은 900Å 내지 1500Å의 두께로 형성될 수 있다. 제1 저굴절층(145)의 두께가 900Å 미만이면 터치 기판(141)을 보호하는 효과가 약해질 수 있고, 제1 및 제2 저굴절층(145, 146)의 두께가 900Å 미만이면 굴절률 매칭에 따른 투과율 향상 효과가 약해질 수 있다. 한편, 제1 및 제2 저굴절층(145, 146)의 두께가 1500Å를 초과하면 터치 센서(140)의 가요성이 낮아질 수 있다.

도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절개한 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.

도 1 과 도 5를 참고하면, 제1 및 제2 배선(147, 148)은 터치 기판(141)의 가장자리에 형성된 패드부(PA)에 연결되고, 패드부(PA)는 터치 센서용 회로 기판(180)에 연결된다. 복수의 감지 전극(142, 143)은 패드부(PA)와 제1 및 제2 배선(147, 148)을 통해 터치 센서용 회로 기판(180)으로부터 터치 신호를 인가받는다.

제1 저굴절층(145)과 보호층(144) 및 제2 저굴절층(146)은 터치 기판(141)과 같은 크기로 형성될 수 있고, 보호층(144)과 제2 저굴절층(146)은 패드부(PA)를 노출시키는 개구부(OP)를 형성할 수 있다. 터치 센서용 회로 기판(180)은 노출된 패드부(PA)와 연결된다. 패드부(PA) 위에 터치 센서용 회로 기판(180)을 부착할 때 이방성 도전 필름이 사용될 수 있다.

보호층(144)과 제2 저굴절층(146)은 패드부(PA)를 제외한 복수의 감지 전극(142, 143) 전부와 제1 및 제2 배선(147, 148) 전부를 덮는다. 따라서 터치 센서(140)는 감지 전극들(142, 143)과 배선들(147, 148)에 대한 수분 침투를 억제할 수 있으며, 수분 침투에 따른 배선 불량을 억제하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 편광 필름(150)은 표시 장치(100)의 외광 반사를 억제하여 화면의 시인성을 높이는 기능을 한다. 편광 필름(150)은 원형 편광판(터치 기판)(141)과 선형 편광판(152)을 포함한다.

선형 편광판(152)은 일 방향으로 연신된 편광자(153)와, 편광자(153)를 보호하는 보호 필름(154)으로 구성된다. 예를 들어 편광자(153)는 PVA(poly vinyl alchol) 필름일 수 있고, 보호 필름(154)은 TAC(tri-acetyl cellulose) 필름일 수 있다. 선형 편광판(152)은 제3 점착층(163)에 의해 터치 센서(140) 위에 부착될 수 있다.

터치 센서(140) 일체형 편광 필름(150)은 원형 편광판(터치 기판)(141), 제1 저굴절층(145), 복수의 감지 전극(142, 143), 절연층(149) 및 보호층(144), 제2 저굴절층(146), 제3 점착층(163), 편광자(153), 및 보호 필름(154)의 적층 구조로 형성될 수 있다. 터치 센서(140)가 자체 기판을 포함하지 않고 원형 편광판을 터치 기판(141)으로 사용함에 따라, 표시 장치(100) 전체의 두께를 줄일 수 있다.

표시 장치(100)로 외광이 입사하면, 입사된 외광 중 선형 편광판(152)의 투과축과 나란한 방향으로 진동하는 성분이 선형 편광판(152)을 투과하고, 투과된 성분은 원형 편광판(141)을 지나면서 일 방향으로 회전하는 원 편광으로 변환된다.

원 편광은 표시판(110)의 금속막(예를 들어 화소 전극)에 의해 반사되면서 반대 방향으로 회전하는 원 편광이 되며, 원 편광은 원형 편광판(141)을 지나면서 직선 편광으로 변환된다. 이때 직선 편광의 진동 방향은 선형 편광판(152)의 투과축과 직교하므로 선형 편광판(152)을 투과하지 못한다. 편광 필름(150)은 이러한 원리로 외광 반사를 최소화하며, 야외 시인성을 높인다.

한편, 전술한 터치 센서(140)에서 제1 저굴절층(145)과 제2 저굴절층(146)은 같은 굴절률을 가지거나 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다. 두 번째 경우 제1 저굴절층(145)은 터치 기판(141)과 접하므로, 터치 기판(141) 및 보호층(144)과의 굴절률 매칭에 의한 최적 굴절률을 가질 수 있다. 제2 저굴절층(146)은 제3 점착층(163)과 접하므로, 보호층(144) 및 제3 점착층(163)과의 굴절률 매칭에 의한 최적 굴절률을 가질 수 있다.

터치 기판(141)이 폴리카보네이트 필름이고, 보호층(144)이 실리콘 질화물을 포함하며, 제1 및 제2 저굴절층(145, 146)이 실리콘 산화질화물을 포함하는 경우, 제1 저굴절층(145)의 최적 굴절률은 1.7 내지 1.8일 수 있고, 제2 저굴절층(146)의 최적 굴절률은 1.6 내지 1.75일 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 개략 단면도이다.

도 6을 참고하면, 제2 실시예의 표시 장치(200)에서 제1 감지 전극(142)과 제2 감지 전극(143)은 서로 다른 층에 형성되며, 보호층(144)은 제1 보호층(144a)과 제2 보호층(144b)을 포함한다.

예를 들어, 제1 감지 전극(142)은 제1 저굴절층(145) 위에 형성될 수 있고, 제1 보호층(144a)이 제1 감지 전극(142)을 덮을 수 있다. 제2 감지 전극(143)은 제1 보호층(144a) 위에 형성될 수 있고, 제2 보호층(144b)이 제2 감지 전극(143)을 덮을 수 있다. 제1 및 제2 보호층(144a, 144b)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.

제1 및 제2 감지 전극(142, 143)의 위치는 도시한 예로 한정되지 않으며, 제1 및 제2 감지 전극(142, 143)은 그 위치가 서로 바뀔 수 있다.

제1 저굴절층(145)은 제1 보호층(144a) 하면에 형성되고, 제2 저굴절층(146)은 제2 보호층(144b) 상면에 형성된다. 제1 저굴절층(145), 제1 보호층(144a), 제2 보호층(144b), 및 제2 저굴절층(146)은 터치 기판(141)과 같은 크기로 형성될 수 있고, 제1 보호층(144a), 제2 보호층(144b), 및 제2 저굴절층(146)은 패드부(도시하지 않음)를 노출하기 위한 개구부(도시하지 않음)를 형성할 수 있다.

제2 실시예의 표시 장치(200)에서 제1 및 제2 감지 전극(142, 143)과 제1 및 제2 보호층(144a, 144b)을 제외한 나머지 구성은 전술한 제1 실시예와 동일하다. 도 6에서 부호 140a는 터치 센서를 나타내고, 150a는 편광 필름을 나타낸다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치의 개략 단면도이다.

도 7을 참고하면, 제3 실시예의 표시 장치(300)에서 터치 센서(140b)는 터치 기판(141)과 제1 저굴절층(145) 사이에 형성된 하드 코팅층(141a)을 더 포함한다. 하드 코팅층(141a)은 아크릴레이트, 실록산, 및 우레탄아크릴레이트 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 가요성을 저하시키지 않는 두께, 예를 들어 2000Å 이하 두께로 형성될 수 있다.

하드 코팅층(141a)은 터치 기판(141)의 표면을 보호하는 기능을 한다. 구체적으로, 하드 코팅층(141a)은 터치 기판(141) 위로 제1 저굴절층(145)을 플라즈마 화학기상증착 또는 스퍼터링으로 형성할 때, 터치 기판(141)의 손상을 방지하는 기능을 한다.

제3 실시예의 표시 장치(300)에서 하드 코팅층(141a)을 제외한 나머지 구성은 전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예와 동일하다. 도 7에서는 제1 실시예의 구성을 기본 구성으로 도시하였다. 도 7에서 부호 150b는 편광 필름을 나타낸다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

100, 200, 300: 표시 장치 110: 표시판
130: 봉지부 140, 140a, 140b: 터치 센서
141: 터치 기판(원형 편광판) 142: 제1 감지 전극
143: 제2 감지 전극 144: 보호층
144a: 제1 보호층 144b: 제2 보호층
145: 제1 저굴절층 146: 제2 저굴절층
147: 제1 배선 148: 제2 배선
149: 절연층 150, 150a, 150b: 편광 필름
152: 선형 편광판 153: 편광자
154: 보호 필름 170: 커버 윈도우
161, 162, 163: 제1, 제2, 제3 점착층

Claims

복수의 화소를 포함하는 표시판; 및
상기 표시판 위에 형성된 터치 센서를 포함하고,
상기 터치 센서는,
터치 기판;
상기 터치 기판 위에 형성된 복수의 감지 전극;
상기 터치 기판 위에서 상기 복수의 감지 전극을 덮는 보호층; 및
상기 터치 기판과 상기 보호층 사이에 형성되며, 상기 보호층의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 제1 저굴절층
을 포함하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 보호층은 실리콘 질화물을 포함하며,
상기 제1 저굴절층은 1.6 내지 1.8의 굴절률을 가지는 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 저굴절층은 실리콘 산화질화물과 알루미늄 산화물 중 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 센서는 상기 터치 기판과 상기 제1 저굴절층 사이에 형성된 하드 코팅층을 더 포함하는 표시 장치.
제4항에 있어서,
상기 하드 코팅층은 아크릴레이트, 실록산, 및 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하며, 2000Å 이하의 두께를 가지는 표시 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터치 센서는, 상기 보호층의 상면에 형성되며 상기 보호층의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 제2 저굴절층을 더 포함하는 표시 장치.
제6항에 있어서,
상기 보호층은 실리콘 질화물을 포함하며,
상기 제2 저굴절층은 1.6 내지 1.8의 굴절률을 가지는 표시 장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 저굴절층은 실리콘 산화질화물과 알루미늄 산화물 중 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 저굴절층과 상기 제2 저굴절층 각각은 900Å 내지 1500Å의 두께를 가지는 표시 장치.
제6항에 있어서,
상기 복수의 감지 전극은 배선을 통해 상기 터치 기판의 가장자리에 형성된 패드부에 각각 연결되고,
상기 보호층과 상기 제2 저굴절층은 상기 터치 기판과 같은 크기로 형성되며 상기 패드부를 노출시키는 개구부를 형성하는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 감지 전극은 상기 복수의 화소 사이에 대응하여 그물 모양으로 형성된 불투명 도전막으로 이루어지는 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치 기판은 편광 기능을 가지는 표시 장치.
복수의 화소를 포함하는 표시판; 및
상기 표시판 위에 형성된 터치 센서 일체형 편광 필름
을 포함하며,
상기 터치 센서 일체형 편광 필름은,
원형 편광판;
상기 원형 편광판 위에 형성된 복수의 복수의 감지 전극;
상기 원형 편광판 위에서 상기 복수의 감지 전극을 덮는 보호층;
상기 보호층의 하면과 상면에 각각 형성되며, 상기 보호층의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 제1 저굴절층 및 제2 저굴절층;
상기 제2 저굴절층 위에 형성된 선형 편광판
을 포함하는 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 보호층은 실리콘 질화물을 포함하고,
상기 제1 저굴절층과 상기 제2 저굴절층 각각은 1.6 내지 1.8의 굴절률을 가지는 표시 장치.
제14항에 있어서,
상기 제1 저굴절층과 상기 제2 저굴절층 각각은 실리콘 산화질화물과 알루미늄 산화물 중 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
제13항에 있어서,
상기 원형 편광판과 상기 제1 저굴절층 사이에 형성된 하드 코팅층을 더 포함하는 표시 장치.