KR20200080754A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부광의 반사를 방지할 수 있는 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 발광 소자 및 터치 센서가 배치된 소자 기판과 커버 기판 사이에 배치되는 광학 접착층을 구비하며, 광학 접착층은 상기 발광 소자가 배치된 발광 영역과 중첩되는 제1 하부 접착층과, 상기 제1 하부 접착층과 다른 형상을 가지며, 상기 발광 영역을 제외한 비발광 영역과 중첩되는 제2 하부 접착층을 구비함으로써 외부광의 반사를 방지하면서 광효율을 향상시킬 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 명세서는 표시 장치에 관한 것으로, 특히 외부광의 반사를 방지할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상 표시 장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 표시 장치가 각광받고 있다.
평판표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device: OLED), 그리고 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device:ED) 등이 있다.
이와 같은 평판 표시 장치는 다수의 신호 라인과 다수의 구동 전극을 포함한다. 이러한 신호 라인 및 구동 전극에 의해 외부광이 반사되므로 외부 시인성이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 편광판을 이용하게 되면 외부광 반사는 최소화할 수 있지만, 투과율이 저하될 뿐만 아니라, 고가의 편광판으로 인해 가격 경쟁력이 저하되는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 외부광의 반사를 방지할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 표시 장치는 본 발명은 발광 소자 및 터치 센서가 배치된 소자 기판과 커버 기판 사이에 배치되는 광학 접착층을 구비하며, 광학 접착층은 상기 발광 소자가 배치된 발광 영역과 중첩되는 제1 하부 접착층과, 상기 제1 하부 접착층과 다른 형상을 가지며, 상기 발광 영역을 제외한 비발광 영역과 중첩되는 제2 하부 접착층을 구비함으로써 외부광의 반사를 방지하면서 광효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 하부 접착층 및 상부 접착층을 가지는 광학 접착층 및 반사 방지막을 통해, 외부광이 터치 센서 및 라우팅 라인으로 입사되어 반사는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 외부 시인성이 저하되는 것을 방지할 수 있어 고가의 편광 필름, 반투과 필름, 휘도 향상 필름(OTF; Oled Transmittance Controllable Film)을 제거할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 고가의 광학 필름이 제거됨으로써 투과율 및 휘도를 향상시킬 수 있어 소비 전력이 감소되고 수명이 향상될 뿐만 아니라 공정 단순화 및 비용 절감효과도 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 하부 접착층 및 상부 접착층을 가지는 광학 접착층을 통해, 발광 소자에서 생성된 내부광이 발광 영역으로 집광되어 광효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에서 선"I-I'"를 따라 절취한 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 터치 전극을 상세히 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에서 선"Ⅱ-Ⅱ'"를 따라 절취한 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 광학 접착층의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 광학 접착층을 이용한 외부광 반사 방지 과정 및 내부광의 광효율 향상 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 소자 기판(111) 상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 서브 화소들(PXL)과, 다수의 서브 화소들(PXL) 상에 배치된 봉지 유닛(140)와, 봉지 유닛(140) 상에 배치된 상호 정전 용량(Cm)을 구비한다.
이 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 디스플레이 기간 동안 발광 소자(120)를 포함하는 다수의 서브 화소들(PXL)을 통해 영상을 표시한다. 그리고, 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 터치 기간 동안 사용자의 터치에 의한 상호 정전 용량(mutual capacitance)(Cm; 터치 센서)의 변화량 감지하여 터치 유무 및 터치 위치를 센싱한다.
이러한 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치의 액티브 영역에 배치되는 각 서브 화소(PXL)들은 화소 구동 회로와, 화소 구동 회로와 접속되는 발광 소자(120)를 구비한다.
화소 구동 회로는 도 2에 도시된 바와 같이 스위칭 트랜지터(T1), 구동 트랜지스터(T2) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 한편, 본 발명에서는 화소 구동 회로가 2개의 트랜지스터(T)와 1개의 커패시터(C)를 구비하는 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이를 한정하는 것은 아니다. 즉, 3개 이상의 트랜지스터(T)와 1개 이상의 커패시터(C)를 구비하는 3T1C구조 또는 3T2C구조의 화소 구동 회로를 이용할 수도 있다.
스위칭 트랜지스터(T1)는 스캔 라인(SL)에 스캔 펄스가 공급되면 턴-온되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호를 스토리지 캐패시터(Cst) 및 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극으로 공급한다.
구동 트랜지스터(T2)는 그 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 공급되는 데이터 신호에 응답하여 고전압(VDD) 공급 라인으로부터 발광 소자(120)로 공급되는 전류를 제어함으로써 발광 소자(120)의 발광량을 조절하게 된다. 그리고, 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴-오프되더라도 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전된 전압에 의해 구동 트랜지스터(T2)는 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 일정한 전류를 공급하여 발광 소자(120)가 발광을 유지하게 한다.
이를 위해, 구동 트랜지스터(T2)는 도 3에 도시된 바와 같이 버퍼층(112) 상에 배치되는 반도체층(134)과, 게이트 절연막(102)을 사이에 두고 반도체층(134)과 중첩되는 게이트 전극(132)과, 층간 절연막(114) 상에 형성되어 반도체층(134)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(136,138)을 구비한다.
반도체층(134)은 비정질 반도체 물질, 다결정 반도체 물질 및 산화물 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성된다. 이 반도체층(134)은 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역를 구비한다. 채널 영역은 게이트 절연막(102)을 사이에 두고 게이트 전극(132)과 중첩되어 소스 및 드레인 전극(136,138) 사이의 채널영역을 형성한다. 소스 영역은 층간 절연막(114)을 관통하는 소스 컨택홀을 통해 소스 전극(136)과 전기적으로 접속된다. 드레인 영역은 층간 절연막(114)을 관통하는 드레인 컨택홀을 통해 드레인 전극(138)과 전기적으로 접속된다.
게이트 전극(132)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이 게이트 전극(132)은 게이트 절연막(102)을 사이에 두고 반도체층(134)의 채널 영역과 중첩된다. 이 때, 게이트 절연막(102)은 도 3에 도시된 바와 같이 게이트 전극(132)과 동일 선폭으로 형성되어 액티브층(134)의 측면을 노출시키도록 형성되거나, 게이트 전극(132)보다 넓은 선폭으로 형성되어 액티브층(134)의 측면을 덮도록 형성된다.
소스 및 드레인 전극(136,138)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이러한 소스 전극(136)은 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(114)을 관통하거나 층간 절연막(114)만을 관통하는 소스 컨택홀을 통해 노출된 반도체층(134)의 소스 영역과 접속된다. 드레인 전극(138)은 소스 전극(136)과 마주하며, 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(114)을 관통하거나 층간 절연막(114)만을 관통하는 드레인 컨택홀을 통해 반도체층(134)의 드레인 영역과 접속된다.
발광 소자(120)는 애노드 전극(122)과, 애노드 전극(122) 상에 형성되는 적어도 하나의 발광 스택(124)과, 발광 스택(124) 위에 형성된 캐소드 전극(126)을 구비한다.
애노드 전극(122)은 구동 트랜지스터(T2) 상에 배치되는 보호막(108) 및 평탄화층(118)을 관통하는 화소 컨택홀(116)을 통해 노출된 구동 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(138)과 전기적으로 접속된다. 각 서브 화소의 애노드 전극(122)은 뱅크(128)에 의해 노출되도록 형성된다. 이러한 뱅크(128)는 인접한 서브 화소 간 광 간섭을 방지하도록 불투명 재질(예를 들어, 블랙)로 형성될 수도 있다. 이 경우, 뱅크(128)는 칼라 안료, 유기 블랙 및 카본 중 적어도 어느 하나로 이루어진 차광재질을 포함한다.
적어도 하나의 발광 스택(124)은 뱅크(128)에 의해 마련된 발광 영역의 애노드 전극(122) 상에 형성된다. 적어도 하나의 발광 스택(124)은 애노드 전극(122) 상에 정공 관련층, 유기 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 적층되어 형성된다. 이외에도 발광 스택(124)은 전하 생성층을 사이에 두고 대향하는 제1 및 제2 발광 스택들을 구비할 수도 있다. 이 경우, 제1 및 제2 발광 스택 중 어느 하나의 유기 발광층은 청색광을 생성하고, 제1 및 제2 발광 스택 중 나머지 하나의 유기 발광층은 노란색-녹색광을 생성함으로써 제1 및 제2 발광 스택을 통해 백색광이 생성된다. 이 발광스택(124)에서 생성된 백색광은 발광 스택(124) 상부 또는 하부에 위치하는 컬러 필터에 입사되므로 컬러 영상을 구현할 수 있다. 이외에도 별도의 컬러 필터 없이 각 발광 스택(124)에서 각 서브 화소에 해당하는 컬러광을 생성하여 컬러 영상을 구현할 수도 있다. 즉, 적색(R) 서브 화소의 발광 스택(124)은 적색광을, 녹색(G) 서브 화소의 발광 스택(124)은 녹색광을, 청색(B) 서브 화소의 발광 스택(124)은 청색광을 생성할 수도 있다.
캐소드 전극(126)은 발광 스택(124)을 사이에 두고 애노드 전극(122)과 대향하도록 형성되며 저전압(VSS) 공급 라인과 접속된다.
봉지 유닛(140)은 외부의 수분이나 산소에 취약한 발광 소자(120)로 외부의 수분이나 산소가 침투되는 것을 차단한다.
이를 위해, 봉지 유닛(140)은 적어도 1층의 무기 봉지층(142,146)과, 적어도 1층의 유기 봉지층(144)을 구비한다. 본 발명에서는 제1 무기 봉지층(142), 유기 봉지층(144) 및 제2 무기 봉지층(146)이 순차적으로 적층된 봉지 유닛(140)의 구조를 예로 들어 설명하기로 한다.
제1 무기 봉지층(142)은 캐소드 전극(126)이 형성된 소자 기판(111) 상에 형성된다. 제2 무기 봉지층(146)은 유기 봉지층(144)이 형성된 소자 기판(111) 상에 형성되며, 제1 무기 봉지층(142)과 함께 유기 봉지층(144)의 상부면, 하부면 및 측면을 둘러싸도록 형성된다.
이 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)은 외부의 수분이나 산소가 발광 스택(124)으로 침투하는 것을 최소화하거나 차단한다. 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)은 질화실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)과 같은 저온 증착이 가능한 무기 절연 재질로 형성된다. 이에 따라, 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)은 저온 분위기에서 증착되므로, 제1 및 제2 무기 봉지층(142,146)의 증착 공정시 고온 분위기에 취약한 발광 스택(124)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
유기 봉지층(144)은 유기 발광 표시 장치의 휘어짐에 따른 각 층들 간의 응력을 완화시키는 완충역할을 하며, 평탄화 성능을 강화한다. 이 유기 봉지층(144)은 제1 무기 봉지층(142)이 형성된 소자 기판(111) 상에 PCL, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 또는 실리콘옥시카본(SiOC)과 같은 비감광성 유기 절연 재질 또는 포토아크릴과 같은 감광성 유기 절연 재질로 형성된다. 이러한 유기 봉지층(144)은 비액티브 영역(NA)을 제외한 액티브 영역(AA)에 배치된다. 이 때, 댐(106)은 유기 봉지층(144)이 비액티브 영역(NA)으로 확산되는 것을 차단하도록 소자 기판(111) 또는 보호막(108) 상에 배치된다.
이와 같은, 봉지 유닛(140)의 액티브 영역(AA)에는 터치 절연막(156)을 사이에 두고 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152)이 교차되게 배치된다. 이 터치 센싱 라인(154)과 터치 구동 라인(152)의 교차부에는 상호 정전 용량(mutual capacitance; Cm)이 형성된다. 이에 따라, 상호 정전 용량(Cm)은 터치 구동 라인(152)에 공급되는 터치 구동 펄스에 의해 전하를 충전하고, 충전된 전하를 터치 센싱 라인(154)으로 방전함으로써 터치 센서의 역할을 하게 된다.
터치 구동 라인(152)은 다수의 제1 터치 전극들(152e)과, 다수의 제1 터치 전극들(152e) 사이를 전기적으로 연결하는 제1 브릿지들(152b)을 구비한다.
다수의 제1 터치 전극들(152e)은 터치 절연막(156) 상에서 제1 방향인 Y 방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다. 이러한 다수의 제1 터치 전극들(152e) 각각은 제1 브릿지(152b)를 통해 인접한 제1 터치 전극(152e)과 전기적으로 연결된다.
제1 브릿지(152b)는 제1 터치 전극(152e)과 동일 평면인 터치 절연막(156) 상에 배치되어 별도의 컨택홀 없이 제1 터치 전극(152e)과 전기적으로 접속된다. 이 제1 브릿지(152b)는 뱅크(128)와 중첩되도록 배치되므로 제1 브릿지(152b)에 의해 개구율이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
터치 센싱 라인(154)은 다수의 제2 터치 전극들(154e)과, 다수의 제2 터치 전극들(154e) 사이를 전기적으로 연결하는 제2 브릿지들(154b)을 구비한다.
다수의 제2 터치 전극들(154e)은 터치 절연막(156) 상에서 제2 방향인 X방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다. 이러한 다수의 제2 터치 전극들(154e) 각각은 제2 브릿지(154b)를 통해 인접한 제2 터치 전극(154e)과 전기적으로 연결된다.
제2 브릿지(154b)는 터치 버퍼층(148) 상에 형성되며 터치 절연막(156)을 관통하는 터치 컨택홀(150)을 통해 제2 터치 전극(154e)과 전기적으로 접속된다. 이 제2 브릿지(154b)는 제1 브릿지(152b)와 마찬가지로 뱅크(128)와 중첩되도록 배치되므로 제2 브릿지(154b)에 의해 개구율이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 3에서는 제2 브릿지(154b)가 터치 버퍼층(148) 상에서 터치 버퍼층(148)과 접촉하는 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과 제1 브릿지(152b) 중 적어도 어느 하나가 터치 버퍼층(148) 상에서 터치 버퍼층(148)과 접촉하고, 제2 브릿지(154b)는 터치 절연막(156) 상에 배치될 수도 있다.
또한, 도 2에서는 제1 브릿지(152b), 제2 브릿지(154b), 제1 터치 전극(152e) 및 제2 터치 전극(154e)이 플레이트 형상으로 형성되는 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 제1 브릿지(152b), 제2 브릿지(154b), 제1 터치 전극(152e) 및 제2 터치 전극(154e) 중 적어도 어느 하나는 메쉬 형태로 형성된다. 본 발명에서는 제1 터치 전극(152e) 및 제2 터치 전극(154e)이 메쉬 형태로 형성되는 구조를 도 4 및 도 5를 결부하여 예로 들어 설명하기로 한다. 메쉬 형태의 터치 전극들(152e,154e)은 각 서브 화소의 비발광 영역(NEA)에 배치되는 뱅크(128), 반사 방지막(182) 및 제2 하부 접착층(1922) 중 적어도 어느 하나와 중첩된다. 메쉬 형태의 터치 전극들(152e,154e) 사이의 개구 영역은 각 서브 화소의 발광 영역(EA)과 대응된다. 터치 전극들(152e,154e)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전막과, 그 투명 도전막의 상부 또는 하부에 메쉬 형태로 형성된 메쉬 금속막으로 이루어진다. 이외에도 터치 전극(152e,154e)은 투명 도전막 없이 메쉬 금속막으로만 이루어질 수 있다. 여기서, 메쉬 금속막은 투명 도전막보다 전도성이 좋은 Ti, Al, Mo, MoTi, Cu, Ta 및 ITO 중 적어도 한 층의 도전층을 이용하여 메쉬 형태로 형성된다. 예를 들어, 메쉬 금속막은 Ti/Al/Ti, MoTi/Cu/MoTi 또는 Ti/Al/Mo와 같이 적층된 3층 구조로 형성된다. 이에 따라, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e) 자체의 저항과 커패시턴스가 감소되어 RC 시정수가 감소되어 터치 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e) 각각의 메쉬 금속막의 선폭이 매우 얇아 메쉬 금속막으로 인해 개구율 및 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 비액티브 영역(NA)에는 데이터 라인(DL), 스캔 라인(SL), 저전압(VSS) 공급 라인 및 고전압(VDD) 공급 라인 중 적어도 어느 하나의 표시 신호 라인과 접속된 표시 패드(168)와, 터치 패드(160)가 배치된다. 이 표시 패드(168) 및 터치 패드(160)는 소자 기판(111)의 일측 및 타측 영역 중 적어도 어느 한 영역에 배치되는 비액티브 영역(NA)에 배치되거나, 터치 패드(160) 및 표시 패드(168)가 서로 다른 비액티브 영역(NA)에 배치될 수 있다. 한편, 터치 패드(160) 및 표시 패드(168)는 도 2의 구조에 한정되지 않고, 표시 장치의 설계사항에 따라 다양하게 변경 가능하다.
터치 패드(160) 및 표시 패드(168)는 발광 소자(120) 하부에 배치되는 절연막 상에 배치된다. 예를 들어, 터치 패드(160)는 표시 패드(168)와 함께 소자 기판(111) 상에 배치된다. 이 터치 패드(160) 및 표시 패드(168)는 제1 터치 보호막(158)에 의해 노출되도록 형성된다. 이에 따라, 터치 패드(160)는 터치 구동 회로(도시하지 않음)가 실장된 신호 전송 필름과 접속되며, 표시 패드(168)는 스캔 구동부 및 데이터 구동부 중 적어도 어느 하나가 실장된 신호 전송 필름과 접속된다. 한편, 터치 구동 회로는 데이터 구동부 및 타이밍 컨트롤러 중 어느 하나에 내장될 수도 있다.
이러한 터치 패드(160)는 전기적으로 접속되는 제1 및 제2 패드 전극(162,164)으로 이루어진다.
제1 패드 전극(162)은 소스 및 드레인 전극(136,138)과 동일 재질로 소자 기판(111) 상에 배치된다. 한편, 제1 패드 전극(162)은 소스 및 드레인 전극(136,138)과 동일 재질로, 소스 및 드레인 전극(136,138)과 동일 평면 상에 배치될 수도 있다.
제2 패드 전극(164)은 라우팅 라인(170)과 동일 재질로, 터치 절연막(156) 상에 배치된다. 이 제2 패드 전극(164)은 터치 절연막(156) 및 터치 버퍼막(148)을 관통하는 패드 컨택홀(166)을 통해 노출된 제1 패드 전극(162)과 접속된다. 한편, 제2 패드 전극(164)과 접속된 라우팅 라인(170)은 터치 전극들(152e,154e) 각각으로부터 연장되어 봉지 유닛(140)의 측면을 따라 형성된다. 이 때, 라우팅 라인(170)은 적어도 하나의 댐(106)을 가로지르도록 배치된다. 라우팅 라인(170)은 터치 전극(152e,154e)과 동일 재질로 터치 절연막(156) 상에 형성된다. 이 라우팅 라인(170)은 제1 터치 보호막(158) 상에 배치되는 반사 방지막(182)과 중첩됨으로써 라우팅 라인(170)에 의해 외부광이 반사되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 터치 전극(152e,154e) 및 브릿지(152b,154b)를 포함하는 터치 센서 상에는 제1 및 제2 터치 보호막(158,184)과 반사 방지막(182)이 배치된다.
제1 및 제2 터치 보호막(158,184)은 터치 전극(152e,154e) 및 브릿지(152b,154b)를 포함하는 터치 센서를 덮도록 형성되어 터치 센서가 외부의 수분 등에 의해 부식되는 것을 방지한다. 또한, 제2 터치 보호막(184)은 반사 방지막(182)을 덮도록 형성되어 반사 방지막(182)이 형성된 기판(101)을 평탄화한다. 이러한 제1 및 제2 터치 보호막(158,184)은 에폭시 또는 아크릴과 같은 유기 절연 재질로 박막 또는 필름 형태로 형성되거나, SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 재질로 형성된다.
반사 방지막(182)은 발광 소자(120)로부터 생성된 내부광이 서로 혼합되는 것을 방지한다. 또한, 반사 방지막(182)은 외부로부터 광학 접착층(190)을 통해 입사되는 외부광을 흡수하므로, 외부광이 발광 소자(120), 터치 센서 및 라우팅 라인(170) 등에 의해 반사되어 외부로 시인되는 것을 방지할 수 있다.
이 반사 방지막(182)은 메쉬 형태의 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e) 및 뱅크(128)와 중첩되도록 메쉬(매트릭스) 형태로 형성된다. 즉, 반사 방지막(182)은 발광 영역(EA)에 형성되고 비발광 영역(NEA)에는 개구된 형태로 형성되지 않는다. 반사 방지막(182)은 블랙 나노 입자를 포함한다. 블랙 나노 입자로는 카본 블랙 계열, 금속 산화물 계열 및 유기 계열 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 금속 산화물 계열로는 TiNxOy 또는 CuMnFeOx가 이용되며, 유기 계열로는 Lactam Black 또는 Perylene Black이 이용된다.
이와 같이, 발광 소자(120), 봉지 유닛(140) 및 터치 센서가 순차적으로 적층된 소자 기판(111)은 도 5에 도시된 바와 같이 광학 접착층(190)을 통해 커버 기판(101)과 마주보도록 합착된다.
커버 기판(101)은 유기 발광 표시 장치의 발광 방향에 따라 유리, 폴리머(polymer), 금속 등과 같은 재질로 형성된다. 예를 들어, 유기 발광 표시 장치가 배면 발광형인 경우, 커버 기판(101)은 불투명한 금속 등과 같은 재질로 형성되며, 유기 발광 표시 장치가 전면 발광형인 경우, 커버 기판(101)은 투명한 폴리머 또는 유리 등과 같은 재질로 형성된다. 이러한 커버 기판(101)은 소자 기판(111)보다 작은 면적으로 형성되어 소자 기판(111) 상에 형성된 표시 패드(168) 및 터치 패드들(160)을 노출시킨다.
광학 접착층(190)은 제2 터치 보호막(184) 상에 순차적으로 적층되는 하부 접착층(192) 및 상부 접착층(194)을 구비한다.
상부 접착층(194)은 커버 기판(101)과 하부 접착층(192) 사이에 배치되며, 하부 접착층(192)보다 굴절률이 높게 형성된다. 예를 들어, 상부 접착층(194)은 1.6이상의 굴절률을 가지는 지방족 아크릴레이트 계열로 형성된다.
하부 접착층(192)은 제2 터치 보호층(184) 상에 배치된다. 한편, 제2 터치 보호층(184)은 생략 가능하므로, 하부 접착층(192)은 반사 방지막(182)이 형성된 제1 터치 보호막(158) 상에 배치될 수도 있다.
하부 접착층(192)은 상부 접착층(194)보다 굴절률이 낮게 형성된다. 예를 들어, 하부 접착층(192)은 1.0~1.6미만의 굴절률을 가지도록 형성된다. 이를 위해, 하부 접착층(192)은 산란 효과를 얻을 수 있는 저굴절 입자(198)를 가지도록 형성된다. 저굴절 입자(198)는 하부 접착층(192) 내부에 다수개 위치한다. 이러한 저굴절 입자(198)는 중공 실리카(Hollow Silica) 또는 불화 금속계열로 형성된다.
중공 실리카는 에어(Air)와, 그 에어를 둘러싸는 실리카로 이루어진 코어(에어)-쉘(실리카) 형태로 형성된다. 이 때, 실리카는 에어와 굴절률이 다르게 형성되므로, 에어와 실리카 간의 굴절률 차이에 의해 산란 효과를 얻을 수 있으므로 발광 소자의 광효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 중공 실리카 내의 에어의 함량은 50% 내지 80%로 형성되며 에어의 함량에 따라 굴절률이 달라진다. 에어의 함량이 50%미만인 경우, 굴절률이 높아져 하부 접착층(192)의 굴절률을 상부 접착층(194)보다 낮게 형성할 수 없다. 에어의 함량이 80%를 초과하는 경우, 에어를 둘러싸고 있는 쉘(실리카)의 두께가 얇아져 쉘(실리카)이 쉽게 손상된다.
이러한 중공 실리카의 하부 접착층(192) 내의 함량은 표 1과 같이 25%~50%로 형성된다. 중공 실리카의 함량이 50%를 초과하는 경우, 투과율이 낮아져 광효율을 향상시킬 수 없다. 중공 실리카의 함량이 25%미만인 경우, 굴절률이 높아져 하부 접착층(192)의 굴절률을 상부 접착층(194)보다 낮게 형성할 수 없다.
실리카의 함량(25%) 굴절률 투과율
Air 50% 1.37 92.50
Air 80% 1.33 91.68
불화 금속(metal fluoride)은 굴절률이 낮은 쌍극자 모멘트(dipole moment)인 불소(fluorine)와 결합된 금속 입자로 형성된다. 예를 들어, 불화 금속은 MgF2 또는 NaF로 형성된다. 저굴절층(192) 내의 불화 금속의 함량은 표 2와 같이 25%~50%로 형성된다. 불화 금속의 함량이 50%를 초과하는 경우, 투과율이 낮아져 광효율을 향상시킬 수 없다. 불화 금속의 함량이 25%미만인 경우, 굴절률이 높아져 하부 접착층(192)의 굴절률을 상부 접착층(194)보다 낮게 형성할 수 없다.
함량 굴절률 투과율
25% 1.38 96.54
50% 1.36 94.23
이와 같은 하부 접착층(192)은 서로 다른 형상으로 형성되는 제1 및 제2 하부 접착층(1921,1922)을 구비한다. 제1 하부 접착층(1921)은 반사 방지막(182)과 비중첩되는 발광 영역(EA)에서 곡면을 가지는 반타원 또는 반원 형태로 형성된다. 반타원 또는 반원 형태로 형성되는 제1 하부 접착층(1921)의 표면적은 제2 하부 접착층(1922)보다 넓으므로, 발광 스택(124)에서 발광된 내부광의 출사면적이 넓어진다. 이러한 제1 하부 접착층(1921)은 도 5에 도시된 바와 같이 각 발광 영역(EA)과 일대일로 중첩되게 형성되거나, 도 6에 도시된 바와 같이 각 발광 영역(EA)과 일대다로 중첩되게 형성된다. 이 때, 제1 하부 접착층(1921)의 곡률(R)이 0.1~1을 유지하는 범위 내에서 제1 하부 접착층(1921)은 발광 영역(EA)과 일대일 또는 일대다로 중첩된다.
제2 하부 접착층(1922)은 반사 방지막(182)과 중첩되는 비발광 영역(NEA)에서 경사면을 가지는 다각형으로 형성된다. 예를 들어, 제2 하부 접착층(1922)은 삼각형 형태로 형성된다. 이 제2 하부 접착층(1922)는 제1 하부 접착층(1921)과 동일 높이로 형성되거나 제1 하부 접착층(1921)보다 높게 형성된다.
이 제2 하부 접착층(1922)은 도 5에 도시된 바와 같이 발광 영역들(EA) 사이에 배치되는 비발광 영역(NEA)과 일대일로 중첩되게 형성되거나, 도 6에 도시된 바와 같이 발광 영역들(EA) 사이에 배치되는 비발광 영역(NEA)과 일대다로 중첩되게 형성된다. 이 때, 제2 하부 접착층(1922)의 경사면과 하부면 사이의 각이 40~50도를 유지하는 범위 내에서, 제2 하부 접착층(1922)은 비발광 영역(NEA)과 일대일 또는 일대다로 중첩되어야 외부광을 광학 접착층(190) 내에서 소멸시킬 수 있는 내부 전반사 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제2 하부 접착층(1922) 및 상부 접착층(194)은 스캔 라인(SL) 및 데이터 라인(DL) 등을 포함하는 표시 신호 라인과 표시 패드를 연결하는 표시 신호 링크와, 터치 패드(160)와 터치 센서를 연결하는 라우팅 라인(170)이 배치되는 베젤 영역에도 형성된다.
이와 같은 상부 접착층(194) 및 하부 접착층(192)을 가지는 광학 접착층(190)의 제조 방법을 살펴보면, 상부 접착층(194) 및 하부 접착층(192) 중 어느 하나는 포토리소그래피 공정 또는 임프린팅 공정 등을 이용한 패터닝 공정을 통해 형성되며, 상부 접착층(194) 및 하부 접착층(192) 중 나머지 하나는 인쇄 공정을 통해 형성된다.
예를 들어, 상부 접착층(194)은 커버 기판(101) 상에 절연 물질이 도포된 후 하부 접착층(192)의 반전 형상으로 패터닝됨으로써 형성된다. 하부 접착층(192)은 상부 접착층(194)이 형성된 커버 기판(101)과, 제2 터치 보호층(184)이 형성된 소자 기판(111) 사이에 충진됨으로써 형성된다.
이외에도 하부 접착층(192)은 제2 터치 보호막(184) 상에 절연 물질이 도포된 후 상부 접착층(194)의 반전 형상으로 패터닝됨으로써 형성된다. 상부 접착층(194)은 하부 접착층(192)이 형성된 소자 기판(111)과 커버 기판(101) 사이에 충진됨으로써 형성된다.
이와 같은 본 발명에 따른 광학 접착층(190)을 이용하여 외부광의 반사를 방지하는 과정과, 광효율을 높이는 과정을 도 7을 결부하여 설명하기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이 발광 스택(124)에서 발광된 내부광(IL)의 경우, 굴절율이 다른 제1 하부 접착층(1921)과 상부 접착층(194)의 계면에서 사용자의 눈이 위치하는 정면으로 굴절되어 출사된다. 이에 따라, 발광 스택(124)에서 발광된 내부광(IL)은 비발광 영역(NEA)으로 손실되지 않고 발광 영역(EA)으로 집광되므로 광효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 굴절률이 높은 상부 접착층(194)에서 굴절률이 낮은 하부 접착층(192)으로 입사되는 외부광(OL)의 경우, 외부광의 입사각이 전반사 임계각(critical angle) 보다 큰 입사각도(incident angle)에서는 내부 전반사(internal total reflection) 현상에 의해, 외부광(OL)이 외부로 방출되지 못하고 광학 접착층(190) 내에서 흡수되어 소멸된다. 이 때, 내부 전반사 효율을 높이기 위해, 제2 하부 접착층(1922)의 경사면과 하부면 사이의 각은 40~50도로 형성된다. 이와 같이, 본 발명에서는 반사 방지막(182)을 이용하여 외부광을 흡수할 뿐만 아니라, 하부 접착층(192) 및 상부 접착층(194)을 가지는 광학 접착층(190)을 이용한 내부 전반사를 통해 외부광을 소멸시키므로, 외부광의 반사를 방지할 수 있다. 특히, 표 3에 기재된 바와 같이 OCA(Optical Clear Adhesive)로만 이루어진 접착제를 이용하는 비교예의 경우, 외부광의 반사율이 6.8%인 반면에, 하부 접착층(192) 및 상부 접착층(194)을 가지는 광학 접착층(190)을 이용하는 본 발명의 실시 예의 경우, 외부광의 반사율이 5.0%로서, 비교예에 비해 반사율이 낮아짐을 알 수 있다.
비교예 실시예
반사율 6.8% 5.0%
이와 같이, 본 발명은 하부 접착층(192) 및 상부 접착층(194)을 가지는 광학 접착층(190)을 통해, 발광 소자(120)에서 생성된 내부광이 발광 영역(EA)으로 집광되어 광효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 하부 접착층(192) 및 상부 접착층(194)을 가지는 광학 접착층(190)을 통해, 외부광이 터치 센서 및 라우팅 라인(170)으로 입사되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 외부 시인성이 저하되는 것을 방지할 수 있어 고가의 편광 필름, 반투과 필름, 휘도 향상 필름(OTF; OLED Transmittance Controllable Film)을 제거할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 고가의 광학 필름이 제거됨으로써 투과율 및 휘도를 향상시킬 수 있어 소비 전력이 감소되고 수명이 향상될 뿐만 아니라 공정 단순화 및 비용 절감효과도 얻을 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
120: 발광 소자 128 : 뱅크
140: 봉지 유닛 150: 터치 컨택홀
160 : 터치 패드 168 : 표시 패드
170 : 라우팅 라인 182 : 반사 방지막
190 : 광학 접착층 192 : 하부 접착층
194 : 상부 접착층

Claims (8)

  1. 발광 소자 및 터치 센서가 배치된 소자 기판과;
    상기 소자 기판과 마주보는 커버 기판과;
    상기 소자 기판 및 커버 기판 사이에 배치되며, 굴절률이 다른 상부 및 하부 접착층을 포함하는 광학 접착층을 구비하며,
    상기 하부 접착층은
    상기 발광 소자가 배치된 발광 영역과 중첩되는 제1 하부 접착층과;
    상기 제1 하부 접착층과 다른 형상을 가지며, 상기 발광 영역을 제외한 비발광 영역과 중첩되는 제2 하부 접착층을 구비하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 하부 접착층은 반원 또는 반구 형상으로 이루어지며,
    상기 제2 하부 접착층은 다각형 형상으로 이루어지는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 접착층은 상기 하부 접착층보다 굴절률이 높은 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 접착층은 상기 상부 접착층보다 굴절률이 낮은 저굴절입자를 포함하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 저굴절 입자는 중공 실리카(Hollow Silica) 또는 불화 금속계열로 형성되는 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 접착층과 상기 터치 센서 사이에 배치되며 상기 제2 하부 접착층과 중첩되는 반사 방지막을 더 구비하는 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센서는 메쉬 형태의 메쉬 금속막으로 이루어진 터치 전극을 포함하며,
    상기 제2 하부 접착층은 상기 메쉬 금속막과 중첩되는 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센서와 접속되는 라우팅 라인을 더 구비하며,
    상기 라우팅 라인은 상기 제2 하부 접착층과 중첩되는 표시 장치.
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