KR20210080953A - 터치 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20210080953A
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Abstract

본 명세서는 액티브 영역에 배치된 다수의 발광 소자와, 다수의 발광 소자 상부에 배치되는 봉지층과, 봉지층의 상부에 배치된 다수의 터치 전극 및 다수의 터치 라인과, 다수의 터치 전극 또는 다수의 터치 라인의 상부에 배치되며, 마이크로 렌즈 어레이로 구성되는 보호막과, 다수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 인가하고, 다수의 터치 전극으로부터 수신되는 터치 센싱 신호를 이용하여, 터치 센싱을 수행하는 터치 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 개시한다.

Description

터치 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널{TOUCH DISPLAY DEVICE AND DISPLAY PANEL}
본 명세서는 터치 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치 전극들 사이에 커패시턴스 편차가 발생하는 것을 감소시킴으로써, 우수한 터치 감도를 얻을 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 유기 발광 디스플레이(Organic Light Emitting Display) 등과 같은 여러 가지 디스플레이 장치가 활용되고 있다.
이러한 디스플레이 장치는 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력 방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 또는 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력 방식을 제공하는 터치 디스플레이 장치로 활용되고 있다.
이러한 터치 디스플레이 장치 중에서 유기 발광 디스플레이 장치는 자발광 소자로서, 비발광 소자인 액정 디스플레이 장치에 사용되는 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다. 또한, 유기 발광 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하고, 소비 전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답 속도가 빠르고, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하며, 사용 가능한 온도의 범위가 넓은 장점을 가지고 있다. 특히, 유기 발광 디스플레이 장치는 제조 공정이 단순하기 때문에 생산 원가를 기존의 액정 디스플레이 장치 보다 절감할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 유기 발광 소자를 포함하는 터치 디스플레이 장치는 유기 발광층에서 발광된 빛이 유기 발광 디스플레이 장치의 여러 구성 요소들을 통과하여 외부로 방출되는 과정에서 상당 부분이 손실되는 단점이 있다.
이러한 발광 효율을 개선하기 위해서 유기 발광층에 많은 전류를 인가하여 터치 디스플레이 장치의 휘도를 보다 상승시킬 수는 있지만, 이는 소비 전력이 증가하고 터치 디스플레이 장치의 수명을 단축시키는 결과를 초래할 수 있다.
이에 따라, 최근에는 터치 디스플레이 장치의 발광 효율을 향상시키기 위해서, 터치 디스플레이 장치의 유기 발광층에 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array; MLA)를 형성하는 방법이 제안되기도 하였다.
그러나, 터치 디스플레이 장치의 유기 발광층에 마이크로 렌즈 어레이가 형성되는 경우에는 상부의 커버 글라스에 빛이 전달되는 과정에서 원하지 않는 영역에 빛이 입사되어 번짐(blurring) 현상이 발생하는 문제점이 나타난다.
이에 본 명세서의 발명자들은 터치 전극의 상부 보호막에 마이크로 렌즈 어레이를 형성함으로써, 발광 효율을 증가시키면서도 번짐 현상을 방지할 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널을 발명하였다.
또한, 본 명세서의 발명자들은 터치 전극의 상부 보호막에 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 과정에 편광판을 생략함으로써, 발광 효율을 증가시키되 제조 비용 및 공정을 감소시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널을 발명하였다.
또한, 본 명세서의 발명자들은 터치 전극의 상부 보호막에 배치되는 마이크로 렌즈 어레이와 이에 대응되는 효과적인 터치 전극의 배치를 통해 발광 효율을 증가시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널을 발명하였다.
또한, 본 명세서의 발명자들은 터치 전극의 상부 보호막에 배치되는 마이크로 렌즈 어레이와 컬러 필터 사이의 배치 구조를 통해 발광 효율을 증가시킬 수 있는 터치 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널을 발명하였다.
이하에서 설명하게 될 본 명세서의 실시예들에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치는 액티브 영역에 배치된 다수의 발광 소자와, 다수의 발광 소자 상부에 배치되는 봉지층과, 봉지층의 상부에 배치된 다수의 터치 전극 및 다수의 터치 라인과, 다수의 터치 전극 또는 다수의 터치 라인의 상부에 배치되며, 마이크로 렌즈 어레이로 구성되는 보호막과, 다수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 인가하고, 다수의 터치 전극으로부터 수신되는 터치 센싱 신호를 이용하여, 터치 센싱을 수행하는 터치 구동 회로를 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 보호막은 굴절률이 1 내지 2인 절연 물질로 이루어진다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 보호막은 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 벤조사이클로부텐 및 포토레지스트 중 하나로 형성된다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 보호막은 하부에 평탄면을 가지는 일정 두께의 바디 영역과, 바디 영역의 상부에 다수의 볼록부로 이루어진 엠보싱 영역으로 이루어진다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 엠보싱 영역은 바디 영역과 동일한 재질로 이루어진다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 엠보싱 영역은 다수의 볼록부가 동일한 평면 상에서 인접하게 배치된다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 엠보싱 영역은 다수의 볼록부 사이에 0 내지 2 μm 간격의 평면 영역이 존재한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 엠보싱 영역은 다수의 볼록부가 동일한 간격으로 배치된다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 다수의 볼록부는 0.3 내지 0.7 μm 의 높이로 형성된다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 다수의 볼록부는 3 내지 8 μm 의 곡률 반경으로 이루어진다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 바디 영역은 2 내지 3 μm 의 두께로 형성된다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 다수의 터치 전극 또는 다수의 터치 라인은 봉지층의 상부에서, 불투명 금속으로 구성된 제 1 전극층과, 제 1 전극층의 상부에 위치하며 투명한 물질로 구성된 제 2 전극층과, 제 2 전극층의 상부에 위치하며 반투명 물질로 구성된 제 3 전극층을 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 제 2 전극층은 투명 전극, 투명 무기막, 또는 투명 유기막으로 이루어진다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 제 3 전극층은 금속, 염료 또는 안료로 이루어진다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 제 2 전극층의 두께는 제 1 전극층의 두께보다 얇게 형성되고, 제 3 전극층의 두께는 제 2 전극층의 두께보다 얇게 형성된다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치는 봉지층의 상부 또는 하부에 편광판이 배치되지 않는다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치는 봉지층과 다수의 터치 전극 사이에 배치되는 컬러 필터를 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치는 보호막의 상부에 엠보싱 구조로 형성되는 버퍼층과, 버퍼층의 상부에 엠보싱 구조로 형성되는 컬러 필터를 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 버퍼층은 상부의 커버 글라스와 굴절률이 상이한 재질로 이루어진다.
본 명세서의 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널은 액티브 영역에 배치된 다수의 발광 소자와, 다수의 발광 소자 상부에 배치되는 봉지층과, 봉지층의 상부에 배치된 다수의 터치 전극 및 다수의 터치 라인과, 다수의 터치 전극 또는 다수의 터치 라인의 상부에 배치되며, 마이크로 렌즈 어레이로 구성되는 보호막을 포함한다.
본 명세서의 실시예들에 따르면, 터치 전극의 상부 보호막에 마이크로 렌즈 어레이를 형성함으로써, 발광 효율을 증가시키면서도 번짐 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 터치 전극의 상부 보호막에 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 과정에 편광판을 생략함으로써, 발광 효율을 증가시키되 제조 비용 및 공정을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 터치 전극의 상부 보호막에 배치되는 마이크로 렌즈 어레이와 이에 대응되는 효과적인 터치 전극의 배치를 통해 발광 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서의 실시예들에 따르면, 터치 전극의 상부 보호막에 배치되는 마이크로 렌즈 어레이와 컬러 필터 사이의 배치 구조를 통해 발광 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않는다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예들은 위에서 언급되지 않은 또 다른 효과를 발생시킬 수 있으며, 이는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치의 시스템 구성도이고,
도 2는 터치 디스플레이 장치의 발광 영역을 간략하게 나타낸 도면이고,
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 도 3의 A-A'부분에 대한 단면도이고,
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 도 3의 B-B' 부분에 대한 단면도이고,
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 다른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극의 상부 보호막에 형성하는 마이크로 렌즈 어레이의 구조를 나타낸 도면이고,
도 7(a)는 유기 발광층에 마이크로 렌즈 어레이(MLA)를 형성한 경우의 발광 사진이고, 도 7(b)는 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극(TE)의 상부 보호막(PAC)에 마이크로 렌즈 어레이(MLA)를 형성한 경우의 발광 사진이고,
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 다른 터치 디스플레이 장치에서 마이크로 렌즈 어레이가 형성된 보호막의 하부에 적층 구조의 터치 전극을 형성한 경우의 구조를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 컬러 필터가 봉지층과 터치 전극 사이에 위치하는 경우를 나타낸 예시 도면이고,
도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 컬러 필터가 터치 전극의 상부에 위치하는 경우를 나타낸 예시도면이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "~상에", "~상부에", "~하부에", "~옆에" 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
신호의 흐름 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "A 노드에서 B 노드로 신호가 전달된다"는 경우에도, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않은 이상, A 노드에서 다른 노드를 경유하여 B 노드로 신호가 전달되는 경우를 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치의 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 영상을 표시하기 위한 디스플레이 기능과, 사용자의 터치를 센싱하는 터치 센싱 기능을 제공할 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)는 영상 표시를 위해서 데이터 라인들과 게이트 라인들이 배치되는 디스플레이 패널(110)과, 디스플레이 패널(110)을 구동하기 위한 디스플레이 구동 회로(120) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 구동 회로(120)는 기능적으로 볼 때, 데이터 라인들을 구동하기 위한 데이터 구동 회로와, 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 구동 회로와, 데이터 구동 회로 및 게이트 구동 회로를 제어하기 위한 컨트롤러 등을 포함할 수 있다. 디스플레이 구동 회로(120)는 하나 이상의 집적 회로로 구현될 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)는 터치 센싱을 위해서 다수의 터치 전극(TE)이 배치된 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel; TSP)과, 터치 스크린 패널(TSP)의 구동 및 센싱 처리를 수행하는 터치 구동 회로(130) 등을 포함할 수 있다.
이 때, 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 스크린 패널(TSP)은 디스플레이 패널(110)과 별도로 제작되어 디스플레이 패널(110)에 본딩되는 외장형 타입일 수도 있고, 디스플레이 패널(110)의 제작 과정에 함께 제작되어 디스플레이 패널(110)의 내부에 존재하는 내장형 타입일 수도 있다. 이하에서는 터치 스크린 패널(TSP)이 디스플레이 패널(110)에 내장된 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
터치 구동 회로(130)는 디스플레이 패널(110)을 구동하기 위하여 디스플레이 패널(110)로 터치 구동 신호를 공급하고, 디스플레이 패널(110)로부터 터치 센싱 신호를 수신하며, 이를 토대로, 터치 유무 및 터치 좌표를 검출한다.
이러한 터치 구동 회로(130)는 터치 구동 신호를 공급하고 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 센싱 회로와, 터치 유무 및 터치 좌표를 검출하는 터치 컨트롤러 등을 포함하여 구현될 수도 있다.
터치 구동 회로(130)는 하나 또는 둘 이상의 부품(예: 집적 회로)으로 구현될 수 있으며, 디스플레이 구동 회로(120)와 별도로 구현될 수도 있다.
또한, 터치 구동 회로(130)의 전체 또는 일부는 디스플레이 구동 회로(120) 또는 그 내부 회로와 통합되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 터치 구동 회로(130)는 디스플레이 구동 회로(120)의 데이터 구동 회로와 함께 집적 회로로 구현될 수 있다.
한편, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 전극(TE)에 형성되는 커패시턴스(Capacitance)에 기반하여 터치 유무 및 터치 좌표를 센싱할 수 있다.
터치 디스플레이 장치(100)는 커패시턴스 기반의 터치 센싱 방식으로서, 상호 정전 용량(Mutual capacitance) 방식으로 터치를 센싱할 수도 있고, 자기 정전 용량(Self capacitance) 방식으로 터치를 센싱할 수도 있다.
상호 정전 용량(Mutual capacitance) 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 다수의 터치 전극(TE)은 구동 라인을 통해 터치 구동 신호가 인가되는 구동 전극과, 센싱 라인을 통해 터치 센싱 신호가 센싱되고 구동 전극과 커패시턴스를 형성하는 센싱 전극으로 분류될 수 있다. 구동 라인과 센싱 라인을 포함하여 터치 라인으로 지칭할 수 있다.
이러한 상호 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 손가락, 펜 등의 포인터 유무에 따라, 구동 전극과 센싱 전극 사이에 발생하는 상호 정전 용량의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출한다.
자기 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 각 터치 전극(TE)은 구동 전극의 역할과 센싱 전극의 역할을 모두 하게 된다. 즉, 각 터치 전극(TE)으로 터치 구동 신호가 인가되고, 터치 구동 신호가 인가된 터치 전극(TE)을 통해 터치 센싱 신호를 수신한다. 따라서, 자기 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식에서는, 구동 전극과 센싱 전극의 구분이 없게 된다.
이러한 자기 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식의 경우, 손가락, 펜 등의 포인터와 터치 전극(TE) 사이에 발생하는 커패시턴스의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출한다.
이와 같이, 터치 디스플레이 장치(100)는 상호 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식으로 터치를 센싱할 수도 있고, 자기 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식으로 터치를 센싱할 수도 있다.
아래에서는, 설명의 편의를 위해, 상호 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식이 채택된 터치 디스플레이 장치(100) 및 터치 구동 회로(130)를 위주로 터치 감도의 향상을 위한 방법 등을 설명하지만, 이러한 터치 감도의 향상을 위한 방법 등은 자기 정전 용량 기반의 터치 센싱 방식이 채택된 터치 디스플레이 장치(100) 및 터치 구동 회로(130)에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
도 2는 터치 디스플레이 장치의 발광 영역을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 터치 디스플레이 장치(100)는 빛을 발생시키는 유기 발광 다이오드(10)가 형성된 발광 영역과, 유기 발광 다이오드(10)를 구동시키기 위한 복수의 TFT가 형성된 어레이 영역(미도시)을 포함한다.
어레이 영역에는 게이트 라인, 데이터 라인, 복수의 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 커패시터를 포함한다.
발광 영역에는 커버 글라스(20)와 유기 발광 다이오드(10)가 형성되는데, 유기 발광 다이오드(10)는 전자(electron)를 주입하는 캐소드 전극(11, cathode)과 정공(hole)을 주입하는 애노드 전극(13, anode), 캐소드 전극(11)과 애노드 전극(13) 사이에 형성되는 전류를 이용하여 발광하는 유기 발광층(12)을 포함한다.
이 때, 유기 발광 다이오드(10) 내에서의 웨이브 가이드(Waveguide) 및 전반사로 인해, 유기 발광층(12)에서 생성된 빛의 80% 정도가 손실되고, 20% 정도만이 외부로 출사되게 된다.
일반적으로, 유기 발광층(12)의 굴절률은 1.7 내지 1.8이고, 애노드 전극(13)으로 사용되는 ITO(Indium Tin Oxide)의 굴절률은 약 1.8 내지 2.2 에 해당한다. 또한, 유기 발광층(12)과 애노드 전극(13)의 두께는 대략 200nm 내지 400nm 로 매우 얇으며, 커버 글라스(20)로 사용되는 유리의 굴절률은 1.5 내지 1.6의 값을 가지므로, 터치 디스플레이 장치(100)의 내부에는 자연스럽게 평면 도파로가 형성된다. 이로 인해, 내부 도파 모드로 손실되는 빛의 비율이 약 45% 내지 50%에 이른다.
또한, 커버 글라스(20)의 굴절률은 약 1.5 내지 1.6에 해당하고 외부 공기의 굴절률은 1.0 이므로 커버 글라스(20)를 통해 외부로 빛이 빠져 나갈 때 임계각 이상으로 입사되는 빛은 전반사를 일으켜 커버 글라스(20) 내부에 고립되며 이렇게 고립된 빛의 비율은 약 30% 내지 35%에 이르기 때문에 발광량의 약 20% 정도만 외부로 방출되게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 명세서의 발명자들은 터치 전극의 상부 보호층에 마이크로 렌즈 어레이를 형성함으로써, 발광 효율을 증가시킬 수 있도록 한다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 디스플레이 패널(110)은 다수의 구동 전극이 하나 이상의 구동 터치 라인(TLd)과 전기적으로 연결되고, 각 구동 터치 라인(TLd)은 구동 터치 패드(TPd)를 통해 터치 구동 회로(130)와 전기적으로 연결된다.
또한, 디스플레이 패널(110)은 다수의 센싱 전극이 하나 이상의 센싱 터치 라인(TLs)과 전기적으로 연결되고, 각 센싱 터치 라인(TLd)은 센싱 터치 패드(TPs)를 통해 터치 구동 회로(130)와 전기적으로 연결된다.
또한, 디스플레이 패널(110)의 표시 영역(A/A)에는 다수의 데이터 라인과 다수의 게이트 라인이 배치되며, 또한, 다수의 구동 전극과 다수의 센싱 전극이 배치된*.
디스플레이 패널(110)의 표시 영역(A/A)의 외곽 영역인 비표시 영역에는, 다수의 데이터 라인이 연장되거나 다수의 데이터 라인과 연결된 다수의 데이터 링크 라인이 배치되고, 다수의 구동 전극에 연결된 다수의 구동 터치 라인(TLd)이 배치되며, 다수의 센싱 전극에 연결된 다수의 센싱 터치 라인(TLs)이 배치된다.
디스플레이 패널(110)의 터치 영역에 해당하는 표시 영역(A/A)에는 다수의 게이트 라인과 동일한 방향으로 다수의 구동 터치 라인(TLd)이 배치될 수 있고, 다수의 데이터 라인과 동일한 방향으로 다수의 센싱 터치 라인(TLs)이 배치될 수 있다.
이 때, 디스플레이 패널(110)의 비표시 영역에서 다수의 센싱 터치 라인(TLs)의 전체 또는 일부는 다수의 데이터 링크 라인의 적어도 하나와 중첩될 수 있다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 도 3의 A-A'부분에 대한 단면도이고, 도 5는 도 3의 B-B' 부분에 대한 단면도이다.
도 4는 센싱 전극에 연결된 센싱 터치 라인(TLs)과 센싱 터치 라인(TLs)에 연결된 센싱 터치 패드(TPs)가 존재하는 영역을 나타낸 단면도이고, 도 5의 단면은 데이터 링크 라인(DLL)과 데이터 링크 라인(DLL)에 연결된 데이터 패드(DP)가 존재하는 영역을 나타낸 단면도이다.
절연막(ILD) 상에 위치하는 터치 전극(TE)과 터치 라인(TL)은 각각 센싱 터치 전극과 센싱 터치 라인(TLs)에 해당하며, 센싱 터치 라인(TLs)와 연결된 터치 패드(TP)는 센싱 터치 패드에 해당한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 기판 또는 백 플레이트 상에 폴리이미드 층(PI)이 위치한다.
폴리이미드 층(PI)은 플렉서블(Flexible) 할 수 있다.
폴리이미드 층(PI)은 기판 상에 위치할 수도 있고, 기판 없이 존재할 수도 있다. 또한, 폴리이미드 층(PI) 없이, 기판만 존재할 수도 있다. 여기서, 기판은 플렉서블 할 수도 있고 플렉서블 하지 않을 수도 있다.
폴리이미드 층(PI) 상에는 소스-드레인 층이 존재할 수 있다.
소스-드레인 층에는 데이터 라인 등의 각종 신호 라인들과, 각종 트랜지스터의 소스/드레인 전극 등이 표시 영역(A/A)에서 형성될 수 있다.
또한, 소스-드레인 층에는 데이터 링크 라인(DLL), 터치 패드(TP) 등이 비표시 영역에 형성될 수 있다.
소스-드레인 층 상에는 평탄화 막(PLN)이 위치할 수 있다.
평탄화 막(PLN) 상에는 각 서브픽셀의 발광 위치에 제 1 전극(E1)이 위치하고, 제 1 전극(E1) 상에 뱅크(BK)가 위치한다. 여기에서, 제 1 전극(E1)은 정공을 주입하는 애노드 전극에 해당할 수 있으며, 서브픽셀마다 존재하므로 픽셀 전극이라고 할 수 있다.
그리고, 인접한 2개의 뱅크(BK) 사이의 영역에서, 제 1 전극(E1)의 상부에 유기 발광층(EL)이 위치한다.
유기 발광층(EL) 상에는 제 2 전극(E2)이 위치할 수 있다. 여기서, 제 2 전극(E2)은 전자를 주입하는 캐소드 전극에 해당할 수 있으며, 모든 서브픽셀 영역에 공통으로 형성되는 공통 전극일 수 있다.
제 2 전극(E2) 상에는 수분, 공기 등의 침투 방지를 위한 봉지층(ENCAP)이 존재할 수 있다.
봉지층(ENCAP)은 1개의 층으로 되어 있을 수도 있고, 2개 이상의 층이 적층되어 있을 수도 있다. 또한, 봉지층(ENCAP)은 금속 층으로 되어 있을 수도 있고, 유기물 층과 무기물 층이 둘 이상 적층되어 있을 수도 있다.
여기에서는, 봉지층(ENCAP)이 제 1 봉지층(PAS1), 제 2 봉지층(PCL) 및 제 3 봉지층(PAS2)으로 적층된 경우를 나타내고 있으며, 제 1 봉지층(PAS1)은 제 1 무기물로 이루어지고, 제 2 봉지층(PCL)은 유기물로 이루어지며, 제 3 봉지층(PAS2)은 제 2 무기물로 이루어질 있다.
한편, 제 2 봉지층(PCL)의 테두리 지점에는, 뱅크(BK), 제 1 봉지층(PAS1) 및 제 3 봉지층(PAS2)이 적층된 댐(DAM)이 위치한다.
댐(DAM)은 봉지층(ENCAP)이 패널 외곽으로 무너지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 댐(DAM)은 봉지층(ENCAP)의 일부가 연장되어 있기 때문에, 봉지 기능을 할 수 있고, 이에 따라, 측면에서 패널 안쪽으로 유입되는 수분 등으로부터 픽셀 등을 보호해줄 수 있다.
봉지층(ENCAP)의 상부에는 절연막(ILD)이 위치한다. 절연막(ILD)은 디스플레이 패널(110)의 외곽 영역까지 연장될 수 있다.
절연막(ILD)의 상부에는 터치 전극(TE)이 형성되고, 터치 전극(TE)과 터치 패드(TP) 또는 데이터 패드(DP)를 연결해주는 터치 라인(TL)이 형성된다. 터치 라인(TL)과 터치 전극(TE)은 서로 다른 층에 형성될 수도 있고 동일 층에 형성될 수도 있다.
터치 라인(TL)은 터치 전극(TE)과 연결되고 비표시 영역에서 댐(DAM)이 있는 영역을 지나쳐서 댐(DAM)의 외곽 영역까지 연장된다. 댐(DAM)의 외곽 영역까지 연장된 터치 라인(TL)의 일 부분은 터치 패드(TP) 또는 데이터 패드(DP)의 역할을 할 수도 있고, 경우에 따라서, 소스-드레인 층에 형성된 전극 패턴에 연결되어, 전극 패턴과 함께 터치 패드(TP) 또는 데이터 패드(DP)의 역할을 할 수도 있다. 절연막(ILD)은 터치 패드(TP) 또는 데이터 패드(DP)를 노출하기 위해 컨택홀을 가질 수 있다.
이 때, 절연막(ILD) 상부의 터치 전극(TE) 또는 터치 라인(TL)은 단일 금속층으로 이루어질 수도 있으나, 사용자에 대한 시인성을 향상시키기 위해서 복수의 금속층이 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
절연막(ILD)의 상부에는 보호막(PAC)이 위치한다. 보호막(PAC)은 다수의 터치 전극(TE)과 다수의 터치 라인(TL) 상에서 이들을 보호한다. 또한, 보호막(PAC)은 절연막(ILD)을 따라 디스플레이 패널(110)의 외곽 영역까지 연장된다.
이 때, 절연막(ILD)의 상부에 형성되는 보호막(PAC)은 외부로의 진행되는 빛의 발광 효율을 향상시키기 위해서, 다수의 볼록부로 이루어지는 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array; MLA)로 형성한다. 마이크로 렌즈 어레이(MLA)는 보호막(PAC)의 표면을 다수의 볼록부가 연속적으로 배치된 구조로 이루어질 수 있으며, 마이크로 렌즈 어레이(MLA)를 구성하는 각각의 마이크로 렌즈의 형상은 동일할 수 있다.
보호막(PAC)은 굴절률이 1 내지 2인 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 벤조사이클로부텐 및 포토레지스트 중 하나로 형성될 수 있다.
이와 같이, 마이크로 렌즈 어레이(MLA)로 이루어지는 보호막(PAC)은 절연막(ILD)의 상부에 보호막(PAC)을 증착한 후, 엠보싱 형상의 마스크를 이용하여 노광 공정을 진행함으로써, 별도의 추가 공정없이 기존의 공정에 그대로 적용할 수 있다.
보호막(PAC)의 상부에는 디스플레이 패널(110)을 보호하기 위하여 커버 글라스가 합착될 수 있다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 다른 터치 디스플레이 장치에서 터치 전극의 상부 보호막에 형성되는 마이크로 렌즈 어레이의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 다른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 전극(TE)의 상부 보호막(PAC)은 하부에 평탄면을 가지는 일정 두께의 바디 영역(Body)과 바디 영역(Body)의 상부에 다수의 볼록부가 배치된 엠보싱 영역(Emb)으로 이루어질 수 있다.
엠보싱 영역(Emb)은 바디 영역(Body)과 동일한 재질로 이루어질 수 있지만, 바디 영역(Body)과 다른 재질로 이루어질 수도 있다.
엠보싱 영역(Emb)은 다수의 볼록부가 동일한 평면 상에서 인접하게 배치되거나, 볼록부와 볼록부 사이에 일정한 간격의 평면 영역이 존재할 수도 있다.
다수의 볼록부는 동일한 간격으로 배치되거나, 불규칙한 간격으로 배치될 수도 있다.
효과적인 발광을 위해서, 엠보싱 영역(Emb)에 위치하는 볼록부의 높이는 0.3 내지 0.7 μm 의 범위로 형성될 수 있으며, 볼록부와 볼록부 사이의 간격은 0 내지 2 μm 내에서 형성될 수 있다. 여기에서는 인접한 볼록부가 서로 인접해서 배치된 경우로서, 볼록부와 볼록부 사이의 간격이 0 이 될 것이다.
또한, 볼록부의 곡률은 3 내지 8 μm 의 반경을 가지도록 형성할 수 있으며, 엠보싱 영역(Emb)으로 전파되는 빛을 효과적으로 전달할 수 있도록 바디 영역(Body)은 2 내지 3 μm 의 두께로 형성될 수 있다.
이와 같이, 터치 전극(TE) 상부의 보호막(PAC)에 엠보싱 구조의 마이크로 렌즈 어레이(MLA)를 형성함으로써, 커버 글라스를 통해 외부로 전달되는 발광 효율을 개선할 수 있으며, 마이크로 렌즈 어레이(MLA)와 상부의 커버 글라스 사이의 간격을 줄일 수 있으므로 전달되는 빛의 번짐 현상을 감소시킬 수 있다.
도 7(a)는 유기 발광층에 마이크로 렌즈 어레이(MLA)를 형성한 경우의 발광 사진이고, 도 7(b)는 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 터치 전극(TE)의 상부 보호막(PAC)에 마이크로 렌즈 어레이(MLA)를 형성한 경우의 발광 사진이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 터치 전극(TE) 상부의 보호막(PAC)에 엠보싱 구조의 마이크로 렌즈 어레이(MLA)를 형성함으로써, 외부로 전달되는 빛의 번짐 현상을 감소되는 것을 확인할 수 있다.
한편, 터치 디스플레이 장치(100)는 외부광의 세기에 따라 콘트라스트가 크게 감소할 수 있으므로, 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위하여 빛이 방출되는 유기 발광층(EL)의 상부에 외부광 반사 차단용 편광판을 부착할 수 있다.
그러나, 편광판을 배치하여 외부광의 반사를 억제할 경우, 유기 발광층(EL)에서 발생된 빛의 손실을 초래할 수 있으며, 그 결과 터치 전극(TE)의 상부 보호막(PAC)에 형성된 마이크로 렌즈 어레이(MLA)를 통해 전달되는 발광 효율이 감소될 수 있으므로, 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서는 편광판을 배치하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 마이크로 렌즈 어레이(MLA)가 형성된 보호막(PAC)의 하부에 위치하는 터치 전극(TE)을 복수의 전극층이 적층된 구조로 형성함으로써, 사용자에 대한 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 다른 터치 디스플레이 장치에서 마이크로 렌즈 어레이가 형성된 보호막의 하부에 적층 구조의 터치 전극을 형성한 경우의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 다른 터치 디스플레이 장치(100)에서 마이크로 렌즈 어레이(MLA)가 형성된 보호막(PAC)의 하부에 위치하는 터치 전극(TE)은 불투명 금속으로 구성된 제 1 전극층(TE1), 제 1 전극층(TE1)의 상부에 위치하며 투명한 물질로 구성된 제 2 전극층(TE2), 및 제 2 전극층(TE2)의 상부에 위치하며 반투명 물질로 구성된 제 3 전극층(TE3)을 포함할 수 있다.
여기에서, 불투명 금속으로 구성된 제 1 전극층(TE1)은 유기 발광층(EL)을 향하는 면에 위치하고, 반투명 물질로 구성된 제 3 전극층(TE3)은 마이크로 렌즈 어레이(MLA)를 향하는 면에 위치한다.
제 1 전극층(TE1)을 구성하는 불투명 금속은 금, 은, 구리 등과 같은 금속이 될 수 있으며, 이 외에도, 전도성이 우수한 다양한 종류의 금속이 될 수 있다.
제 2 전극층(TE2)을 구성하는 투명한 물질은 ITO(indium tin oxide)와 IZO(indium zinc oxide)와 같은 투명 전극, 또는 투명한 무기막이나 투명한 유기막이 될 수 있다. 따라서, 투명한 물질은 전도성을 갖는 투명 전극이나 투명한 절연막이 될 수도 있다.
제 3 전극층(TE3)은 타이타늄(titanium, Ti) 또는 몰리브덴(molybdenum, Mo)과 같이 얇게 형성된 다양한 종류의 금속으로 이루어질 수 있다. 또는, 제 3 전극층(TE3)은 빛의 일부는 반사하고 빛의 일부는 투과시키는 얇은 두께를 갖는 금속이나, 염료 또는 안료 등으로 형성될 수 있다. 즉, 제 3 전극층(TE3)이 반드시 금속으로만 형성되는 것은 아니다.
제 1 전극층(TE1) 내지 제 3 전극층(TE3)은 증착, 코팅, 프린팅 등의 방법으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 복수의 전극층이 적층된 구조로 터치 전극(TE)을 형성하는 경우, 외부에서 조사되는 빛의 일부는 제 3 전극층(TE3)에서 반사되고, 반사되지 않고 유입된 빛의 나머지 일부는 제 3 전극층(TE3)과 제 2 전극층(TE2)을 통과한 후 제 1 전극층(TE1)에서 반사된다.
이 때, 제 1 전극층(TE1) 내지 제 3 전극층(TE3)의 두께를 조정함으로써, 터치 전극(TE)에서 반사되는 빛의 반사율을 조정할 수 있으며, 반사율을 낮게 조정할 수록 사용자의 눈에 보이는 터치 전극(TE)의 색깔이 검게 보여진다.
이론적으로, 제 3 전극층(TE3)에서 반사된 빛과 제 1 전극층(TE1)에서 반사된 빛이 서로 간섭하여 상쇄되면, 사용자의 눈에는 터치 전극(TE)으로부터 반사되는 빛이 보이지 않게 되는 것이다. 따라서, 사용자의 눈에는 터치 전극(TE)이 검게 보여질 수 있다.
이 때, 터치 전극(TE)에서 반사되는 빛의 반사율을 낮추기 위해서는 봉지층(ENCAP) 상부에 위치하는 제 1 전극층(TE1)의 두께보다 제 1 전극층(TE1) 상부에 위치하는 제 2 전극층(TE2)의 두께를 얇게 하고, 제 2 전극층(TE2)의 두께보다 엠보싱 구조의 보호막(PAC) 하부에 있는 제 3 전극층(TE3)의 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다.
한편, 위에서는 마이크로 렌즈 어레이(MLA) 구조의 보호막(PAC) 하부에 위치하는 터치 전극(TE)이 적층 구조인 경우를 설명하였지만, 터치 전극(TE)뿐만 아니라 터치 라인(TL)도 위와 같은 적층 구조로 이루어질 수 있을 것이다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 봉지층(ENCAP)의 상부에 특정 색상의 파장을 가지는 빛을 투과시키기 위한 컬러 필터가 더 배치될 수 있는데, 컬러 필터는 봉지층(ENCAP)과 터치 전극(TE) 사이에 위치할 수도 있고, 터치 전극(TE)의 상부에 위치할 수도 있고, 있다.
도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치에서 컬러 필터가 봉지층과 터치 전극 사이에 위치하는 경우를 나타낸 예시 도면이고, 도 10은 컬러 필터가 터치 전극의 상부에 위치하는 경우를 나타낸 예시도면이다.
먼저, 도 9를 참조하면, 액티브 영역(A/A) 내에는 각 서브픽셀에서의 구동 트랜지스터인 제 1 트랜지스터(T1)가 기판(SUB) 상에 배치된다.
제 1 트랜지스터(T1)는 게이트 전극에 해당하는 제 1 노드 전극(NE1), 소스 전극 또는 드레인 전극에 해당하는 제 2 노드 전극(NE2), 드레인 전극 또는 소스 전극에 해당하는 제 3 노드 전극(NE3) 및 반도체층(SEMI) 등을 포함한다.
제 1 노드 전극(NE1)과 반도체층(SEMI)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 중첩될 수 있다. 제 2 노드 전극(NE2)은 절연층(INS) 상에 형성되어 반도체층(SEMI)의 일 측과 접촉하고, 제 3 노드 전극(NE3)은 절연층(INS) 상에 형성되어 반도체층(SEMI)의 타 측과 접촉할 수 있다.
발광 소자(ED)는 애노드 전극(또는 캐소드 전극)에 해당하는 제 1 전극(E1)과, 제 1 전극(E1) 상에 형성되는 유기 발광층(EL)과, 유기 발광층(EL) 위에 형성된 캐소드 전극(또는 애노드 전극)에 해당하는 제 2 전극(E2) 등을 포함할 수 있다.
제 1 전극(E1)은 평탄화층(PLN)을 관통하는 화소 컨택홀을 통해 노출된 제 1 트랜지스터(T1)의 제 2 노드 전극(NE2)과 전기적으로 접속된다.
유기 발광층(EL)은 뱅크(BK)에 의해 마련된 발광 영역의 제 1 전극(E1) 상에 형성된다. 유기 발광층(EL)은 제 1 전극(E1) 상에 정공 관련층, 유기 발광층(EL), 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 적층되어 형성된다. 제 2 전극(E2)은 유기 발광층(EL)을 사이에 두고 제 1 전극(E1)과 대향하도록 형성된다.
터치 스크린 패널(TSP)이 디스플레이 패널(110)에 내장되고, 디스플레이 패널(110)이 유기 발광 디스플레이 패널로 구현되는 경우, 터치 스크린 패널(TSP)은 디스플레이 패널(110) 내의 봉지층(ENCAP) 상부에 위치할 수 있다. 다시 말해서, 다수의 터치 전극(TE) 또는 다수의 터치 라인(TL) 등의 터치 배선은 디스플레이 패널(110) 내에서 봉지층(ENCAP) 상부에 위치할 수 있다.
외부의 수분이나 산소가 침투되는 것을 방지하기 위한 봉지층(ENCAP)의 아래에는 유기 발광 소자의 캐소드 전극일 수 있는 제 2 전극(E2)이 위치할 수 있으며, 봉지층(ENCAP)의 두께는 일 예로, 1㎛ 이상일 수 있다.
디스플레이 패널(110)에는 컬러 필터(CF)가 더 배치될 수도 있으며, 컬러 필터(CF)의 위치는 다수의 터치 전극(TE)의 위치와 대응될 수 있다.
컬러 필터(CF)는 봉지층(ENCAP)의 상부에 위치하며, 컬러 필터(CF)의 상부에는 버퍼 역할을 하는 버퍼층(BUF)과 절연막(ILD)이 위치할 수 있다. 이 때, 버퍼층(BUF)은 생략될 수도 있다.
다수의 터치 전극(TE)은 컬러 필터(CF)의 상부에 위치하는 버퍼층(BUF)과 절연막(ILD)의 상부에 형성되며, 터치 전극(TE)을 덮는 보호막(PAC)의 상부는 엠보싱 구조를 가지는 마이크로 렌즈 어레이(MLA)로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 터치 전극(TE)과 컬러 필터(CF)의 수직 위치 관계를 조절하는 경우에, 디스플레이 성능을 저하시키지 않으면서 터치 센싱을 위한 구성을 배치할 수 있다.
한편, 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서 컬러 필터(CF)가 터치 전극(TE)의 상부에 위치할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 다수의 터치 전극(TE) 또는 다수의 터치 라인(TL) 등의 터치 배선이 디스플레이 패널(110) 내의 봉지층(ENCAP) 상부에 위치할 수 있다. 이 때, 터치 전극(TE)을 덮도록 배치되는 보호막(PAC)은 상부가 엠보싱 구조를 가지는 마이크로 렌즈 어레이(MLA)로 이루어진다.
이 때, 마이크로 렌즈 어레이(MLA) 구조를 가지는 보호막(PAC)의 상부에는 컬러 필터(CF)가 배치될 수 있는데, 하부의 터치 전극(TE)에 의한 터치 및 발광 효율을 고려하여 커버 글라스로 사용되는 유리와 상이한 굴절률을 가지는 버퍼층(BUF)을 보호막(PAC)과 컬러 필터(CF) 사이에 배치할 수 있다.
예를 들어, 유리의 굴절률이 1.5에 해당하므로, 보호막(PAC)과 컬러 필터(CF) 사이에 배치되는 버퍼층(BUF)은 1.9의 굴절률을 가지는 질화 실리콘(SiNx), 또는 1.2의 굴절률을 가지는 산화 실리콘(SiO2)로 이루어질 수 있다. 즉, 보호막(PAC)과 컬러 필터(CF) 사이에 배치되는 버퍼층(BUF)은 유리 재질의 굴절률과 상이한 굴절률을 가지는 절연물질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 명세서의 일 실시예에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 전극(TE)의 상부 보호막(PAC)을 마이크로 렌즈 어레이 구조로 형성하고, 하부의 터치 전극(TE)을 복수의 전극층이 상이한 두께로 이루어진 적층 구조로 형성함으로써, 발광 효율을 증가시키고 번짐 현상을 감소시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 터치 디스플레이 장치
110: 디스플레이 패널
120: 디스플레이 구동 회로
130: 터치 구동 회로

Claims (30)

  1. 액티브 영역에 배치된 다수의 발광 소자;
    상기 다수의 발광 소자 상부에 배치되는 봉지층;
    상기 봉지층의 상부에 배치된 다수의 터치 전극과 다수의 터치 라인;
    상기 다수의 터치 전극 또는 상기 다수의 터치 라인의 상부에 배치되며, 마이크로 렌즈 어레이로 구성되는 보호막; 및
    상기 다수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 인가하고, 상기 다수의 터치 전극으로부터 수신되는 터치 센싱 신호를 이용하여, 터치 센싱을 수행하는 터치 구동 회로를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막은
    굴절률이 1 내지 2인 절연 물질로 이루어지는 터치 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막은
    아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 벤조사이클로부텐 및 포토레지스트 중 하나로 형성되는 터치 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막은
    하부에 평탄면을 가지는 일정 두께의 바디 영역; 및
    상기 바디 영역의 상부에 다수의 볼록부로 이루어진 엠보싱 영역으로 이루어지는 터치 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 엠보싱 영역은
    상기 바디 영역과 동일한 재질로 이루어지는 터치 디스플레이 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 엠보싱 영역은
    상기 다수의 볼록부가 동일한 평면 상에서 인접하게 배치된 터치 디스플레이 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 엠보싱 영역은
    상기 다수의 볼록부 사이에 0 내지 2 μm 간격의 평면 영역이 존재하는 터치 디스플레이 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 엠보싱 영역은
    상기 다수의 볼록부가 동일한 간격으로 배치되는 터치 디스플레이 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 볼록부는
    0.3 내지 0.7 μm 의 높이로 형성되는 터치 디스플레이 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 볼록부는
    3 내지 8 μm 의 곡률 반경으로 형성된 터치 디스플레이 장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 바디 영역은
    2 내지 3 μm 의 두께로 형성된 터치 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 터치 전극 또는 상기 다수의 터치 라인은
    상기 봉지층의 상부에서, 불투명 금속으로 구성된 제 1 전극층;
    상기 제 1 전극층의 상부에 위치하며 투명한 물질로 구성된 제 2 전극층; 및
    상기 제 2 전극층의 상부에 위치하며 반투명 물질로 구성된 제 3 전극층을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 전극층은
    투명 전극, 투명 무기막, 또는 투명 유기막으로 이루어지는 터치 디스플레이 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 전극층은
    금속, 염료 또는 안료로 이루어지는 터치 디스플레이 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 전극층의 두께는 상기 제 1 전극층의 두께보다 얇게 형성되고, 상기 제 3 전극층의 두께는 상기 제 2 전극층의 두께보다 얇게 형성된 터치 디스플레이 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지층의 상부 또는 하부에 편광판이 배치되지 않는 터치 디스플레이 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지층과 상기 다수의 터치 전극 사이에 배치되는 컬러 필터를 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막의 상부에 엠보싱 구조로 형성되는 버퍼층; 및
    상기 버퍼층의 상부에 엠보싱 구조로 형성되는 컬러 필터를 더 포함하는 터치 디스플레이 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 버퍼층은
    상부의 커버 글라스와 굴절률이 상이한 재질로 이루어지는 터치 디스플레이 장치.
  20. 액티브 영역에 배치된 다수의 발광 소자;
    상기 다수의 발광 소자 상부에 배치되는 봉지층;
    상기 봉지층의 상부에 배치된 다수의 터치 전극과 다수의 터치 라인; 및
    상기 다수의 터치 전극 또는 상기 다수의 터치 라인의 상부에 배치되며, 마이크로 렌즈 어레이로 구성되는 보호막을 포함하는 디스플레이 패널.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 보호막은
    하부에 평탄면을 가지는 일정 두께의 바디 영역; 및
    상기 바디 영역의 상부에 다수의 볼록부로 이루어진 엠보싱 영역으로 이루어지는 디스플레이 패널.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 엠보싱 영역은
    상기 다수의 볼록부 사이에 0 내지 2 μm 간격의 평면 영역이 존재하는 디스플레이 패널.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 다수의 볼록부는
    0.3 내지 0.7 μm 의 높이로 형성된 디스플레이 패널.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 다수의 볼록부는
    3 내지 8 μm 의 곡률 반경으로 형성된 디스플레이 패널.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 바디 영역은
    2 내지 3 μm 의 두께로 형성된 디스플레이 패널.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 다수의 터치 전극 또는 상기 다수의 터치 라인은
    상기 봉지층의 상부에서, 불투명 금속으로 구성된 제 1 전극층;
    상기 제 1 전극층의 상부에 위치하며 투명한 물질로 구성된 제 2 전극층; 및
    상기 제 2 전극층의 상부에 위치하며 반투명 물질로 구성된 제 3 전극층을 포함하는 디스플레이 패널.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 2 전극층의 두께는 상기 제 1 전극층의 두께보다 얇게 형성되고, 상기 제 3 전극층의 두께는 상기 제 2 전극층의 두께가 얇게 형성된 디스플레이 패널.
  28. 제 20 항에 있어서,
    상기 봉지층과 상기 다수의 터치 전극 사이에 배치되는 컬러 필터를 더 포함하는 디스플레이 패널.
  29. 제 20 항에 있어서,
    상기 보호막의 상부에 엠보싱 구조로 형성되는 버퍼층; 및
    상기 버퍼층의 상부에 엠보싱 구조로 형성되는 컬러 필터를 더 포함하는 디스플레이 패널.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 버퍼층은
    상부의 커버 글라스와 굴절률이 상이한 재질로 이루어지는 디스플레이 패널.
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