WO2011159028A2 - 터치 패널 디스플레이 장치 - Google Patents

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WO2011159028A2
WO2011159028A2 PCT/KR2011/003595 KR2011003595W WO2011159028A2 WO 2011159028 A2 WO2011159028 A2 WO 2011159028A2 KR 2011003595 W KR2011003595 W KR 2011003595W WO 2011159028 A2 WO2011159028 A2 WO 2011159028A2
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touch panel
conductive layer
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전성만
김상천
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엘지전자 주식회사
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    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Definitions

  • the present invention relates to a display apparatus having a touch panel, and more particularly, to a touch panel display apparatus capable of improving visibility.
  • Portable information processing devices such as a portable computer, a portable transmission device, a portable telephone, and the like perform text and graphic processing using various input devices such as a keyboard, a mouse, and a digitizer.
  • a touch panel has been used as an input device that is simple, has less misoperation, can be input by anyone while carrying it, and can input characters without other input devices.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the visibility of the device screen due to the sunlight and the illumination light in the room in a portable device (mobile phone, PMP, etc.) including a touch panel to reduce the reflectance and increase the transmittance.
  • the present invention provides a touch panel display device that can be prevented.
  • a display panel As a first aspect for achieving the above technical problem, the present invention, a display panel; A first substrate, a first transparent conductive layer having a first pattern positioned on the first substrate, and an index matching layer disposed between the first substrate and the first transparent conductive layer, and on the display panel. Located first film layer; A second substrate, a second transparent conductive layer disposed on the second substrate, the second transparent conductive layer having a second pattern, and an index matching layer positioned between the second substrate and the second transparent conductive layer, and on the first film layer. A second film layer positioned at the; And a touch window positioned on the second film layer, wherein the index matching layer includes a reflectance between the first substrate and the first transparent conductive layer and a distance between the second substrate and the second transparent conductive layer. At least one of the reflectances is characterized by being 1% or less.
  • a display panel As a second aspect for achieving the above technical problem, the present invention, a display panel; A first substrate, a first transparent conductive layer having a first pattern positioned on the first substrate, and an index matching layer disposed between the first substrate and the first transparent conductive layer, and on the display panel. Located first film layer; A second substrate, a second transparent conductive layer disposed on the second substrate, the second transparent conductive layer having a second pattern, and an index matching layer positioned between the second substrate and the second transparent conductive layer, and on the first film layer.
  • a second film layer positioned at the; A touch window positioned on the second film layer; A first polarization converting part positioned between the first transparent conductive layer and the display panel to convert light passing through the first circularly polarized state into a first circularly polarized state; And a second polarization converting part positioned between the second transparent conductive layer and the touch window to make the light passing through the first circularly polarized state.
  • the present invention has the following effects.
  • the reflectance of the display device can be reduced and the transmittance can be improved, and the effect of the reduction of power consumption and the improvement of visibility due to this action can be achieved when the touch screen is applied to a portable device such as a mobile phone or a PMP. Can be maximized.
  • the capacity of the battery in a portable device has a limit, and as more functions such as a camera are recently implemented in a portable device such as a mobile phone, the power consumption is inevitably increased. Can be.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing reflection in a film layer.
  • 3 and 4 are cross-sectional views showing details of the film layer.
  • 5 and 6 are schematic views showing the action according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a measurement environment of bright room contrast.
  • first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers, and / or regions, such elements, components, regions, layers, and / or regions It will be understood that it should not be limited by these terms.
  • the touch panel display device includes a first film layer 410, a second film layer 420, and a touch window 350 on the display panel 100. Can be.
  • This embodiment represents a capacitive touch panel display device, and the third film layer 430 may be further disposed between the display panel 100 and the first film layer 410.
  • the first film layer 410, the second film layer 420, and the third film layer 430 are transparent to the first substrate 220, the second substrate 230, and the third substrate 371, respectively.
  • Conductive layers 311, 312, and 313 are included.
  • the transparent conductive layers 311, 312, and 313 may be made of a transparent conductive oxide film such as indium tin oxide (ITO).
  • the two conductive layers 311 and 312 included in the first film layer 410 and the second film layer 420 among the transparent conductive layers 311, 312, and 313 cross each other to form a lattice ( grid) pattern.
  • the transparent conductive layer includes a first transparent conductive layer 311 including a plurality of lines in the first axis (x axis) direction parallel to each other, and a second axis (y axis) parallel to each other and perpendicular to the first axis. And a second transparent conductive layer 312 including a plurality of lines in the direction (x-axis, y-axis directions may be interchanged), and serve as a ground under the first transparent conductive layer 311.
  • the third transparent conductive layer 313 may be located.
  • the capacitive touch panel display device detects a touch by using capacitance coupling in the state of applying an alternating voltage, and detects the grid patterns of the first and second transparent conductive layers 311 and 312. Position can be detected.
  • the first polarization converting unit 201 and the second polarization converting unit 202 may be located therein, and the first polarization converting unit 201 may transmit light emitted from the display panel 100 to the first polarization. The light is converted into a state, and the light is then converted into a polarization state such as the first polarization while passing through the second polarization conversion unit 202.
  • the first polarization converter 201 may convert light emitted from the display panel 100 into first circularly polarized light.
  • the first polarization converter 201 emits light from the display panel 100.
  • the light may be converted into a right circularly polarized light or a left circularly polarized light.
  • the first linear polarizing unit 210 included in or positioned on the display panel 100 and the first linear polarizing unit 210 located on the first linear polarizing unit 210 are provided. It may be made of a quarter wave plate 220.
  • an example of the second polarization converting unit 202 includes a second quarter wave plate 230 positioned on the first polarization converting unit 201 and a second quarter wave plate 230.
  • the second linear polarizer 240 may be positioned.
  • the first quarter wave plate 220 is used as the first substrate of the first film layer 410, and the second quarter wave is used as the second substrate of the second film layer 420.
  • the plate 230 is used and an isotropic transparent film 371 is used as the third substrate of the third film layer 430.
  • first quarter wave plate 220 and the second quarter wave plate 230 forming the first linear polarizer 210 and the second linear polarizer 220 may be used as the substrate of each film layer.
  • an isotropic transparent film 371 may be used as the substrate.
  • a liquid crystal display panel (LCD) 100 may be used, and the liquid crystal display panel 100 has the upper polarizer 210 positioned on the liquid crystal cell 110.
  • the upper polarizer 210 may function as the first linear polarizer 210 described above.
  • the display panel 100 it is obvious that a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode panel (OLED), and other various display panels may be used in addition to the liquid crystal display panel.
  • PDP plasma display panel
  • OLED organic light emitting diode panel
  • other various display panels may be used in addition to the liquid crystal display panel.
  • a separate first linear polarizer may be provided.
  • the lower polarizer 120 may be positioned in some cases below the liquid crystal cell 110, and the liquid crystal cell 110 may receive light necessary for display by the backlight unit 130.
  • These structures may be located on the substrate 360, and a transparent adhesive layer 340 may be located between at least some of these layers.
  • the structure disposed on the substrate 360 may maintain a predetermined distance from the display panel 100.
  • a liquid crystal display panel may be used for the display panel 100, and in such a liquid crystal panel, the first linear polarizer 210 may be integrated with the liquid crystal cell 110, and the liquid crystal cell may be located.
  • the linear polarizer 120 may also be provided below the 110.
  • the ratio of the reflected light to the external light incident from the outside will be described below.
  • about 4% of reflection may be made in the uppermost touch window 350, and the light passed thereafter is reflected by 0.1% in each of the three transparent conductive layers 311, 312, and 313, resulting in a total of about 0.3%.
  • the reflected light may be emitted to the outside.
  • the reflection of about 4% is made in the uppermost touch window 350, and the reflection is approximately 1.7% in the three transparent conductive layers 311, 312, and 313, and the lower side of the substrate 360 3.2% of reflection is generated on the upper surface of the display panel 100.
  • a total reflection of about 8.9% may occur, and the reflected light is greatly reduced compared to a state in which the first polarization converting unit 201 and the second polarization converting unit 202 are not applied.
  • At least one of the first film layer 410, the second film layer 420, and the third film layer 430 may be each of the substrates 220, 230, and 371 and the transparent conductive layers 311, 312, and 313. ) May further include an index matching layer 411.
  • FIG. 2 illustrates an example of a detailed structure of the first film layer 410, and includes an index matching layer 411 on the top surface of the first substrate 220 on which the transparent conductive layer 311 is not located. Indicates.
  • a first orthogonal to the first film layer 410 and the second film layer 420 is formed.
  • Line patterns of the first transparent conductive layer 311 and the second transparent conductive layer 312 are formed.
  • a difference in reflectance may occur due to a difference in refractive index between the transparent conductive layers 311 and 312 and the film coated on the substrates 220 and 230.
  • interference may occur on the screen in the display using the touch screen, which may cause inconvenience to the user and deterioration of image quality.
  • the difference in reflectance between the transparent conductive layers 311 and 312 and the film coated on the substrates 220 and 230 is 1% or less, the visibleness of the pattern disappears in the touch window 350.
  • the index matching layer 411 may be provided to make it less than or equal to%.
  • a material of the quarter wave plate 220 used as a substrate a TAC film or a cyclo olefin polymer (COP) -based material (transmittance; 92% to 91%) may be used. Since the material of the quarter wave plate 220 is soft as B to HB in consideration of the pencil hardness, as shown in FIG. 3, an additional double-sided hard coating layer (412) for enhancing durability of the touch window 350. This may be necessary.
  • COP cyclo olefin polymer
  • UV acrylic
  • the refractive index of the hard coating layer 412 is different from that of the ITO film by 0.5 to 0.6, the optical transmittance may be reduced to about 80%. Therefore, in order to increase transmittance, an index matching layer 411 having a thickness of several tens nm is provided on the hard coating layer 412 in the same manner as coating.
  • the method of coating may use a vacuum sputtering or slit die method.
  • the index matching layer 411 may be configured as a single layer as shown in FIG. 3, and the refractive index may be 1.4 to 1.6.
  • a high refractive index layer 413 (about 1.95 refractive index) and a low refractive index layer 414 (about 1.45 refractive index) can be used together.
  • the refractive index of the high refractive index layer 413 is 1.9 to 2.0 and the refractive index of the low refractive index layer 414 is advantageously 1.4 to 1.6.
  • the high refractive index layer 413 and the low refractive index layer 414 may be alternately arranged in two layers, four layers, or more (not shown).
  • the high refractive index layer 413 and the low refractive index layer 414 may be obtained by stacking various materials to obtain a desired refractive index.
  • the high refractive index layer 413 may be formed of three materials of TiO x / ITO / In 2 O 3 .
  • the low refractive index layer 414 may be configured by combining two materials, SiO x / SiO 2 .
  • the substrate and the transparent conductive layer may be more effective to configure the index matching layer 411 in multiple layers.
  • first polarization converting unit 201 and the second polarization converting unit may be positioned on the substrate 360, and a predetermined distance may be located between the substrate 360 and the display panel 100. Alternatively, they may be transparently attached to each other to form an integrated body.
  • Reflected light between the substrate 360 and the display panel 100 or by the touch window 350 and other layers may be generated by the action of the first and second polarization converters 201 and / or 202. It is absorbed without being emitted to the outside and the reflectance can be greatly reduced. The process will be described with reference to FIGS. 5 and 6 as follows.
  • the light transmitted through the upper second linear polarizer 240 (L1) is linearly polarized and passes through the second quarter wave plate 230 (M1), and then is circularly polarized light clockwise (or counterclockwise). After the change, surface reflection is made in each of the transparent conductive layers 311, 312, and 313.
  • the polarization direction is changed into a circularly polarized light in a counterclockwise (or clockwise) direction by the surface reflection, and at least some of the light reflected to the outside is second quarter wave plate 230;
  • the direction of the linearly polarized light is changed to be absorbed by the second linear polarization layer 240 (L1) of the uppermost layer, thereby reflecting 0%. That is, reflection is hardly made.
  • the light emitted from the panel 100 maximizes the transmittance in consideration of the first linear polarizer 210 included in the panel 100. There are two possible cases to obtain the structure.
  • the first linear polarization unit 210 (L2) of the first polarization conversion unit 201 and the second linear polarization unit 240 (L1) of the second polarization conversion unit 202 are configured to be parallel to each other.
  • the first linear polarizer 210 (L2) and the second linear polarizer 240 (L1) may be configured to be orthogonal to each other.
  • the first polarization converting unit 201 for converting the light passing through the first circularly polarized state and the second polarized light for positioning the light passing through the touch panel unit 300 in the same first circularly polarized state When the converter 202 is configured, the light emitted from the display panel 100 may be emitted to the outside with a small loss rate. That is, the transmittance can be maximized.
  • the first quarter wave plate 220 (M2) included in the second polarization converting unit 202 and the first polarization converting unit 201 can greatly reduce the reflectance of external light.
  • the first polarization converting unit 201 since the second polarization converting unit 202 functions to convert the light passing through into the circularly polarized light, the first polarization converting unit 201 also converts the light passing through the circularly polarized light in the same direction. It is advantageous to.
  • the first polarization converting unit 201 and the second polarization converting unit 201 have the same polarization state, when having such a configuration, the light emitted from the display panel 100 is in a state in which loss is minimized. It can be emitted to the outside.
  • the first quarter wave plate 200 of the first polarization converting unit 201 may have a function of improving the transmittance of light emitted from the panel 100 while reducing the reflectance of external light.
  • FIG. 7 illustrates an embodiment in which the transparent conductive layers 311, 312, and 313 are provided in the isotropic transparent films 371 as the film layers 410, 420, and 430, respectively.
  • the two transparent conductive layers 311 and 312 belonging to the first film layer and the second film layer are combined with each other to form a grid in a horizontal and vertical direction.
  • Each of the film layers 410, 420, and 430 may have a hard coating layer 412 (see FIGS. 3 and 4) and an index matching layer 411 (see FIGS. 2 through 4) as in the above-described embodiment.
  • the specific example may be the same as in the previously described embodiment.
  • the first polarization converting unit 201 and the second polarization converting unit 202 are positioned above the display panel 100 as in the previous embodiment.
  • the structure including the first polarization conversion unit 201 and the second polarization conversion unit 202 may be located on the cover film 350, these structures may be located on the substrate 360
  • the transparent adhesive layer 340 may be positioned between at least some of the layers.
  • the structure disposed on the substrate 360 may maintain a predetermined distance from the display panel 100.
  • a liquid crystal display panel may be used for the display panel 100, and in such a liquid crystal panel, the first linear polarizer 210 may be integrated with the liquid crystal cell 110, and the liquid crystal cell may be located.
  • the linear polarizer 120 may also be provided below the 110.
  • the display panel 100 it is obvious that a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode panel (OLED), and other various display panels other than the liquid crystal display panel may be used. Do.
  • PDP plasma display panel
  • OLED organic light emitting diode panel
  • the ratio of the reflected light to the external light incident from the outside will be described below.
  • the reflection may be made in the top cover film 350, and the light passed thereafter is reflected by 0.1% in each of the three transparent conductive layers 311, 312, and 313, resulting in a total of about 0.3%.
  • the reflected light may be emitted to the outside.
  • a total reflection of about 7.5% may occur, and the reflected light is greatly reduced compared to a state in which the first polarization converting unit 201 and the second polarization converting unit 202 are not applied.
  • the reflected light in the state where the first polarization converting unit 201 and the second polarization converting unit 202 are not applied reaches approximately 18%.
  • FIGS. 8 and 9 illustrate embodiments in which the structures corresponding to FIGS. 1 and 7 described above are integrally implemented.
  • a structure including the first polarization converting unit 201 and the second polarization converting unit 202 is positioned on the substrate 360, and the substrate 360 is disposed on the display panel 100 and the transparent adhesive layer 340.
  • the structure is attached and integrated.
  • Other structures are the same as those of FIGS. 1 and 7 described above, respectively.
  • the reflected light in the structure as shown in FIG. 9 may be ignored in the lower side of the substrate 360 and the upper side of the display panel 100, the reflection of about 4% in the cover film 350 of the uppermost layer is reflected. And the total reflection of 0.3% of the three transparent conductive layers 311, 312, and 313 by 0.3% may be emitted to the outside.
  • the effect of maximizing the transmittance through which light emitted from the display panel 100 is transmitted to the outside is the same as the above-described exemplary embodiment.
  • the effect of reducing the reflectance, reducing power consumption and improving visibility by improving transmittance may be maximized when a touch screen is applied to a portable device such as a mobile phone or a PMP.
  • the capacity of the battery is limited, and as more functions such as a camera are recently implemented in a portable device such as a mobile phone, power consumption is inevitably increased, but the battery according to the present embodiment is applied. The use time can be greatly increased.
  • Equation 1 one standard is called the CIE 145 standard, which is defined as in Equation 1.
  • L W is the luminance value of full screen white
  • L K is the black value in the dark room.
  • the L W value is measured as 506.3 nit and the L K value as 90.73 nit, thereby providing a clear room contrast value. Shows a significant increase to 0.774.
  • NIST FPDM NIST FPDM
  • the clear room contrast C represents a contrast value when the ambient light is E0
  • the ⁇ W and ⁇ K values are the same as in Equations 3 and 4, respectively.
  • L h and L d represent the luminance of white and black of the display device FPD, and E h and E d represent the illuminance values at this time, respectively.
  • the clear-contrast value of the sphere is located on the display device FPD, and a light source is located on one side of the sphere, and on the surface of the sphere (Measuring Port). The measured value is shown.
  • L h and L d represent the luminance of white and black of the display device FPD measured on the surface of the sphere, respectively.
  • E h is kL wh and E d is kL wd , where L wh and L wd represent the luminance of white and black measured on the wall side of the sphere, respectively.
  • the L W value is 506.3 nit and the L K value is 90.73 nit.
  • the value of C) is significantly increased to 5.58.
  • the present invention greatly improves the degree of character and graphic recognition of a mobile phone display in an external light environment. That is, by applying the structure of the present invention, the brightness of the display panel is maintained at the same level as before, and by reducing the reflection of external light to 8% or less, it is possible to obtain the effect of improving visibility by 4.6 times or more than 5.5 times.
  • the reflectance of the display device can be reduced and the transmittance can be improved, and the effect of the reduction of power consumption and the improvement of visibility due to this action can be achieved when the touch screen is applied to a portable device such as a mobile phone or a PMP. Can be maximized.
  • the degree of character and graphic recognition of a mobile phone display in an external light environment may be greatly improved. That is, by applying the structure of the present invention, the brightness of the display panel may be maintained at the same level as before, and the visibility of the external light may be reduced to 8% or less, thereby improving visibility by 4.6 to 5.5 times or more.

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Abstract

본 발명은 터치 패널을 가지는 디스프레이 장치에 관한 것으로 특히, 시인성을 개선할 수 있는 터치 패널 디스플레이 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널 상에 위치하며, 제1기재, 상기 제1기재 상에 위치하는 제1패턴을 가지는 제1 투명 전도성층, 및 상기 제1기재와 제1 투명 전도성층 사이에 위치하는 인덱스 매칭층을 포함하는 제1필름층; 상기 제1필름층 상에 위치하며, 제2기재, 상기 제2기재 상에 위치하고 제2패턴을 가지는 제2 투명 전도성층, 및 상기 제2기재와 제2 투명 전도성층 사이에 위치하는 인덱스 매칭층을 포함하는 제2필름층; 및 상기 제2필름층 상에 위치하는 터치 윈도우를 포함하여 구성되고, 상기 인덱스 매칭층은, 상기 제1기재와 제1 투명 전도성층 사이의 반사율 및 상기 제2기재와 제2 투명 전도성층 사이의 반사율 중 적어도 어느 하나가 1 % 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 패널 디스플레이 장치
본 발명은 터치 패널을 가지는 디스프레이 장치에 관한 것으로 특히, 시인성을 개선할 수 있는 터치 패널 디스플레이 장치에 관한 것이다.
휴대용 컴퓨터, 휴대용 전송 장치, 휴대용 전화기 등의 휴대용 정보 처리 장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력 장치(Input Device)를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리 등을 수행한다.
이러한 입력 장치들은 키보드 및 마우스만으로는 그 편의성이 한계가 있는 상황에서 보다 간단하고 오조작은 적으면서 누구라도 입력할 수 있고 또 휴대하면서 손으로 문자입력도 가능한 필요성에 의해 발전하고 있다.
현재는 이러한 입력 장치의 일반적 기능과 관련된 필요성을 충족시키는 수준을 넘어 고신뢰성, 새로운 기능의 제공, 내구성, 재료나 물질을 포함한 설계 및 가공과 관련된 제조 기술 등과 같이 미세한 기술로 관심이 바뀌고 있다.
특히, 간단하고, 오조작이 적으며, 휴대하면서 누구라도 입력이 가능하고, 다른 입력기기 없이 문자 입력도 가능한 입력장치로서 터치 패널(Touch Panel)이 사용되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 터치 패널을 포함하는 휴대용 기기(휴대폰, PMP 등)에 있어서, 반사율을 저감시키고 투과율을 증가시켜서 태양광 및 실내에서의 조명광에 의하여 기기 화면의 시인성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 터치 패널 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 디스플레이 패널; 제1기재, 상기 제1기재 상에 위치하는 제1패턴을 가지는 제1 투명 전도성층, 및 상기 제1기재와 제1 투명 전도성층 사이에 위치하는 인덱스 매칭층을 포함하며, 상기 디스플레이 패널 상에 위치하는 제1필름층; 제2기재, 상기 제2기재 상에 위치하고 제2패턴을 가지는 제2 투명 전도성층, 및 상기 제2기재와 제2 투명 전도성층 사이에 위치하는 인덱스 매칭층을 포함하며, 상기 제1필름층 상에 위치하는 제2필름층; 및 상기 제2필름층 상에 위치하는 터치 윈도우를 포함하여 구성되고, 상기 인덱스 매칭층은, 상기 제1기재와 제1 투명 전도성층 사이의 반사율 및 상기 제2기재와 제2 투명 전도성층 사이의 반사율 중 적어도 어느 하나가 1% 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 디스플레이 패널; 제1기재, 상기 제1기재 상에 위치하는 제1패턴을 가지는 제1 투명 전도성층, 및 상기 제1기재와 제1 투명 전도성층 사이에 위치하는 인덱스 매칭층을 포함하며, 상기 디스플레이 패널 상에 위치하는 제1필름층; 제2기재, 상기 제2기재 상에 위치하고 제2패턴을 가지는 제2 투명 전도성층, 및 상기 제2기재와 제2 투명 전도성층 사이에 위치하는 인덱스 매칭층을 포함하며, 상기 제1필름층 상에 위치하는 제2필름층; 상기 제2필름층 상에 위치하는 터치 윈도우; 상기 제1 투명 전도성층과 상기 디스플레이 패널 사이에 위치하여 통과하는 빛을 제1 원편광 상태로 변환시키는 제1 편광 변환부; 및 상기 제2 투명 전도성층과 상기 터치 윈도우 사이에 위치하여 통과하는 빛을 상기 제1 원편광 상태로 만드는 제2 편광 변환부를 포함하여 구성된다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.
본 발명의 구성에 의하여 디스플레이 장치의 반사율이 저감되고 투과율이 향상될 수 있으며, 이러한 작용에 의한 전력 소모의 감소 및 시인성 향상의 효과는 휴대폰, PMP 등과 같은 휴대용 기기에 터치 스크린이 적용되는 경우에 있어서 극대화될 수 있다.
즉, 야외 환경 동작 시 태양광 및 실내에서의 조명광에 의하여 휴대폰 화면의 시인성이 저하되어 야기되는 소비자의 사용의 불편함을 개선할 수 있고, 이와 동시에 배터리 용량의 한계에 의한 전력문제 크게 개선할 수 있다.
더구나, 휴대용 기기에 있어서 배터리의 용량은 한계가 있고, 최근 휴대폰 등과 같은 휴대용 기기에 카메라 등 더욱 많은 기능이 함께 구현됨에 따라 전력 사용량은 더욱 증가할 수밖에 없으나, 이러한 경우에도 배터리 사용 시간을 크게 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 필름층에서의 반사를 나타내는 개략도이다.
도 3 및 도 4는 필름층의 상세를 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6은 제1실시예에 의한 작용을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예를 나타내는 단면도이다.
도 10은 명실 콘트라스트의 측정 환경을 나타내는 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 본 실시예의 터치 패널 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널(100) 상에 제1필름층(410), 제2필름층(420), 및 터치 윈도우(350)가 포함되어 구성될 수 있다.
이러한 실시예는 정전 용량 방식의 터치 패널 디스플레이 장치를 나타내고 있으며, 디스플레이 패널(100)과 제1필름층(410) 사이에는 제3필름층(430)이 더 위치할 수 있다.
제1필름층(410), 제2필름층(420), 및 제3필름층(430)은 각각 제1기재(220), 제2기재(230), 제3기재(371)에 각각의 투명 전도성층(311, 312, 313)이 포함되어 구성된다. 이러한 투명 전도성층(311, 312, 313)은 ITO(induim tin oxide)와 같은 투명 전도성 산화물 필름으로 이루어질 수 있다.
여기서 각 투명 전도성층(311, 312, 313) 중 제1필름층(410) 및 제2필름층(420)에 포함된 두 개의 전도성층(311, 312)은 서로 교차하여 가로 세로 방향의 격자(grid)를 이루는 패턴을 가진다.
즉, 투명 전도성층은 서로 평행한 다수의 제1축(x 축) 방향의 라인들을 포함하는 제1 투명 전도성층(311)과, 서로 평행하고 제1축과 수직인 제2축(y 축) 방향의 다수의 라인들을 포함하는 제2 투명 전도성층(312)을 포함할 수 있고(x 축, y 축 방향은 서로 바뀔 수 있다.), 이 제1 투명 전도성층(311) 아래에 그라운드 역할을 하는 제3 투명 전도성층(313)이 위치할 수 있다.
이러한 정전 용량 방식의 터치 패널 디스플레이 장치는 교류 전압을 인가한 상태에서 캐패시턴스 커플링(capacitance coupling)을 이용하여 터치를 감지하게 되며, 제1 및 제2 투명 전도성층(311, 312)의 격자 패턴을 이용하여 위치를 감지할 수 있다.
한편, 여기에 제1 편광 변환부(201)와 제2 편광 변환부(202)가 위치할 수 있으며, 이러한 제1 편광 변환부(201)는 디스플레이 패널(100)에서 출사되는 광을 제1 편광 상태로 변환시키고, 이 광은 이후 제2 편광 변환부(202)를 통과하면서 제1 편광 같은 편광 상태로 변환된다.
이러한 제1 편광 변환부(201)는 디스플레이 패널(100)에서 출사되는 광을 제1 원편광으로 변환시킬 수 있으며, 예를 들어, 제1 편광 변환부(201)은 디스플레이 패널(100)에서 출사되는 광을 우원편광 또는 좌원편광 상태로 변환시킬 수 있다.
이와 같은 제1 편광 변환부(201)의 일례로서 디스플레이 패널(100)에 포함되거나 그 위에 위치하는 제1 선형 편광부(210)와, 이 제1 선형 편광부(210) 상에 위치하는 제1 1/4 파장판(220)으로 이루어질 수 있다.
또한, 제2 편광 변환부(202)의 일례는 제1 편광 변환부(201) 상에 위치하는 제2 1/4 파장판(230)과, 이 제2 1/4 파장판(230) 상에 위치하는 제2 선형 편광부(240)로 이루어질 수 있다.
즉, 본 실시예는 제1필름층(410)의 제1기재로서 제1 1/4 파장판(220)이 이용되고, 제2필름층(420)의 제2기재로서 제2 1/4 파장판(230)이 이용되며, 제3필름층(430)의 제3기재로서 등방성의 투명필름(371)이 이용된 예를 나타내고 있다.
이와 같이, 제1 선형 편광부(210) 및 제2 선형 편광부(220)를 이루는 제1 1/4 파장판(220)과 제2 1/4 파장판(230)은 각 필름층의 기재로 이용될 수 있으며, 경우에 따라서는 등방성의 투명필름(371)이 기재로서 이용될 수 있는 것이다.
디스플레이 패널(100)의 일례로는 액정 디스플레이 패널(liquid crystal display panel; LCD; 100)이 이용될 수 있으며, 이러한 액정 디스플레이 패널(100)은 액정셀(110) 상에 상부 편광판(210)이 위치할 수 있으며, 이러한 상부 편광판(210)은 상술한 제1 선형 편광부(210)로 작용할 수 있다.
물론, 이러한 디스플레이 패널(100)로서, 액정 디스플레이 패널 외에 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기 발광 소자 패널(OLED), 및 그 외에 다른 다양한 디스플레이 패널이 이용될 수 있음은 자명하다. 이러한 경우, 디스플레이 패널에 편광판이 포함되지 않는 경우에는 별도의 제1 선형 편광부가 구비될 수도 있다.
또한, 액정셀(110) 하측에도 경우에 따라 하부 편광판(120)이 위치할 수 있고, 이러한 액정셀(110)은 하부의 백라이트 유닛(130)에 의하여 디스플레이에 필요한 광을 공급받게 된다.
이들 구조는 기판(360) 상에 위치할 수 있으며, 이들 각 층 사이 중 적어도 일부에는 투명 접착층(340)이 위치할 수 있다.
이러한 기판(360) 상에 위치하는 구조는 디스플레이 패널(100)과 일정 간격을 유지할 수 있다. 위에서 설명한 실시예와 마찬가지로 디스플레이 패널(100)에는 액정 디스플레이 패널이 이용될 수 있고, 이러한 액정 패널은 액정셀(110) 상측에 제1 선형 편광부(210)가 일체화되어 위치할 수 있으며, 액정셀(110)의 하측에도 선형 편광부(120)가 구비될 수 있다.
이와 같은 정전 용량 방식의 터치 패널부(300)를 포함하는 디스플레이 장치에 있어서, 외부에서 입사된 외광에 대한 반사광의 비율을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 최상층의 터치 윈도우(350)에서 4 % 정도의 반사가 이루어질 수 있으며, 이후 통과된 광은 세 개의 투명 전도성층(311, 312, 313)에서 각각 0.1 %씩 반사가 일어나 총 0.3 % 정도의 반사광이 외부로 출사될 수 있다.
그리고 더 투과된 광은 기판(360)의 하측면과 디스플레이 패널(100)의 상측면에서 각각 1.6 % 정도의 반사가 일어나서 총 3.2 % 정도의 반사가 발생된다.
먼저, 최상층의 터치 윈도우(350)에서 4 % 정도의 반사가 이루어지고, 세 층의 투명 전도성층(311, 312, 313)에서 대략 1.7 %의 반사가 이루어지며, 기판(360)의 하측면과 디스플레이 패널(100)의 상측면에서 3.2 %의 반사가 발생된다.
따라서, 이러한 실시예에서는 총 8.9 % 정도의 반사가 일어날 수 있으며, 이러한 반사광은 제1 편광 변환부(201)와 제2 편광 변환부(202)가 적용되지 않은 상태에 비하여 크게 감소된 것이다.
한편, 제1필름층(410), 제2필름층(420), 및 제3필름층(430) 중 적어도 어느 하나는 각 기재(220, 230, 371)와 투명 전도성층(311, 312, 313) 사이에 인덱스 매칭층(411)을 더 포함할 수 있다.
도 2는 그 일례로서, 제1필름층(410)의 세부 구조를 나타낸 것으로, 투명 전도성층(311)이 위치하지 않은 제1기재(220)의 상면에 인덱스 매칭층(411)을 구비한 구성을 나타내고 있다.
이러한 정전용량 방식의 터치 패널 디스플레이 장치에 있어서는 터치 윈도우(350)에 입력되는 신호를 처리하기 위하여, 상술한 바와 같이, 제1필름층(410)과 제2필름층(420)에 서로 직교하는 제1 투명 전도성층(311)과 제2 투명 전도성층(312)의 라인 패턴을 형성하게 된다.
그런데, 이러한 패턴으로 인하여 투명 전도성층(311, 312)과 기재(220, 230) 위에 코팅된 막과의 굴절률 차이에 의하여 반사율의 차이가 발생하게 된다. 이러한 반사율의 차이(△R = ｜R1-R2｜)에 의하여 패턴이 외부에 시인될 수도 있고 시인되지 않을 수도 있다.
만일 패턴이 보이게 되면 터치 스크린을 사용하는 디스플레이에 있어서 화면에 간섭이 발생하여 사용자의 불편과 화질의 저하를 초래할 수 있다.
일반적으로 투명 전도성층(311, 312)과 기재(220, 230) 위에 코팅된 막과의 반사율의 차이가 1 % 이하로 될 때, 터치 윈도우(350)에서 패턴의 보임이 사라지게 된다.
이와 같이 1/4 파장판(220)을 기재로 사용하는 투명 전도성층(311)에 있어서 투명 전도성층(311)과 기재(220) 사이의 반사율 차이(△R = ｜R1-R2｜)를 1 % 이하로 만들기 위하여 상술한 바와 같이, 인덱스 매칭층(411)을 구비할 수 있다.
이때, 기재로 사용되는 1/4 파장판(220)의 소재로는 TAC 필름 또는 COP(cyclo olefin polymer) 계열의 물질(투과율; 92 % 내지 91 %)을 사용할 수가 있다. 이러한 1/4 파장판(220)의 소재는 연필 경도로 고려하면 B 내지 HB 정도로 무르기 때문에 터치 윈도우(350)의 내구성 강화를 위해서 도 3과 같이, 별도의 양면 하드 코팅층(hard coating layer; 412)이 필요할 수 있다.
이러한 하드 코팅층(412)의 두께는 수 ㎛(3 ㎛ 내지 10 ㎛)의 두께를 이루며 그 소재로는 아크릴(Acryl) 계열의 UV 수지(굴절률; n = 1.40 내지 1.53)를 도포하여 형성할 수 있다.
이와 같은 하드 코팅층(412) 층의 굴절률은 ITO 막과의 굴절률이 0.5 내지 0.6 차이가 나기 때문에 광학적인 투과율이 80 % 대로 저하될 수 있다. 따라서 투과율을 높이기 위하여 하드 코팅층(412) 위에 수십 nm 두께의 인덱스 매칭층(411)을 코팅과 같은 방법으로 구비한다.
코팅의 방법은 진공 스퍼터링(Sputtering) 또는 슬릿 다이(Slit Die) 법을 사용할 수가 있다. 이러한 인덱스 매칭층(411)으로서는 도 3에서와 같이 단일층으로 구성할 수 있으며, 이때의 굴절률은 1.4 내지 1.6에 이를 수 있다.
한편, 도 4에서와 같이, 인덱스 매칭층(411)으로서 고굴절률층(413; 굴절률 1.95 전후) 및 저굴절률층(414; 굴절률 1.45 전후)을 함께 사용할 수 있다. 이때 고굴절률층(413)의 굴절률은 1.9 내지 2.0이고 저굴절률층(414)의 굴절률은 1.4 내지 1.6인 것이 유리하다.
또한, 고굴절률층(413)과 저굴절률층(414)을 2층 또는 4층, 또는 그 이상으로 번갈아 배치할 수도 있다(미도시).
이러한 고굴절률층(413) 및 저굴절률층(414)은 여러 물질을 적층하여 원하는 굴절률을 얻을 수도 있으며, 예를 들어, 고굴절률층(413)은 TiOx/ITO/In2O3의 세 물질을 조합하여 구성할 수 있고, 저굴절률층(414)은 SiOx/SiO2의 두 물질을 조합하여 구성할 수 있다.
기재와 투명 전도성층 사이의 반사율의 차이를 1 % 이하로 줄이기 위해서는 인덱스 매칭층(411)을 다층으로 구성하는 것이 효과가 더 클 수 있다.
한편, 제1 편광 변환부(201), 및 제2 편광 변환부 중 적어도 일부는 기판(360) 상에 위치할 수 있으며, 이 기판(360)과 디스플레이 패널(100) 사이에는 일정 간격이 위치할 수도 있고, 서로 투명 부착되어 일체를 이룰 수도 있다.
기판(360)과 디스플레이 패널(100) 사이 또는 터치 윈도우(350)와 그 외의 층들에 의한 반사광은 상술한 제1 편광 변환부(201) 및/또는 제2 편광 변환부(202)의 작용에 의하여 외부로 출사되지 않고 흡수되어 반사율이 크게 저감될 수 있다. 그 과정을 도 5 및 도 6을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
상부의 제2 선형 편광부(240; L1)를 투과한 빛은 선형 편광되어 제2 1/4 파장판(230; M1)을 통과한 후 시계 방향(혹은 반시계 방향)의 원형 편광된 빛으로 바뀐 후, 각 투명 전도성층(311, 312, 313)에서 표면 반사가 이루어진다.
이때, 이러한 표면 반사에 의하여 그 편광 방향이 반시계 방향(혹은 시계 방향)의 원형 편광된 빛으로 바뀌게 되어, 이와 같이 반사되어 외부로 향하는 빛 중 적어도 일부는 제2 1/4파장판(230; M1)을 통과한 후 선형 편광된 빛의 방향이 바뀌게 되어 최상층의 제2 선형 편광층(240; L1)에 의하여 흡수가 되어 0 %의 반사가 된다. 즉, 반사가 거의 이루어지지 않게 된다.
또한, 상부 제2 선형 편광부(240)의 광축과 상하부 투명 전도성층(310, 320) 측에 위치한 제2 1/4파장판(230) 및 제1 1/4파장판(220) 사이의 광축에 대한 관계를 도 5 및 도 6을 참고하여 설명한다.
디스플레이 패널(100)로 액정 디스플레이 패널(LCD panel)을 이용하는 경우, 이 패널(100)에 포함된 제1 선형 편광부(210)를 고려하여, 패널(100)에서 출사되는 광이 투과율을 최대로 얻기 위한 가능한 구조는 다음과 같은 두 가지의 경우가 가능하다.
즉, 도 5와 같이, 제1 편광 변환부(201)의 제1 선형 편광부(210; L2)와 제2 편광 변환부(202)의 제2 선형 편광부(240; L1)가 평행하도록 구성하는 것과, 도 6과 같이, 이러한 제1 선형 편광부(210; L2)와 제2 선형 편광부(240; L1)가 서로 직교하도록 구성하는 것이 가능하다.
이상과 같이, 통과하는 빛을 제1 원편광 상태로 변환시키는 제1 편광 변환부(201)와, 터치 패널부(300) 상에 위치하고 통과하는 빛을 동일한 제1 원편광 상태로 만드는 제2 편광 변환부(202)가 구성되는 경우, 디스플레이 패널(100)에서 출사되는 광이 적은 손실률을 가지고 외부로 출사될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 투과율을 극대화 할 수 있다.
이와 같이, 제2 편광 변환부(202) 및 제1 편광 변환부(201)에 포함되는 제1 1/4 파장판(220; M2)은 외광의 반사율을 크게 저감시킬 수 있다.
이때, 제2 편광 변환부(202)는 통과되는 광을 원편광된 광으로 변환시키는 작용을 하므로 제1 편광 변환부(201)도 통과되는 광이 이와 동일한 방향의 원편광된 광으로 변환되도록 구성하는 것이 유리하다.
즉, 제1 편광 변환부(201)와 제2 편광 변환부(201)가 동일한 편광 상태를 가지므로, 이와 같은 구성을 가질 때, 디스플레이 패널(100)에서 출사되는 광은 손실이 최소화되는 상태로 외부로 출사될 수 있는 것이다.
따라서, 제1 편광 변환부(201) 중에서 제1 1/4 파장판(200)은 외광의 반사율을 저감시킬 수 있으면서 패널(100)에서 출사되는 광의 투과율을 향상시킬 수 있는 기능을 가질 수 있다.
도 7에서는 각 필름층(410, 420, 430)으로서 각 등방성 투명필름(371)에 각각 투명 전도성층(311, 312, 313)이 구비된 실시예를 나타내고 있다. 상술한 바와 같이, 제1필름층 및 제2필름층에 속한 두 개의 투명 전도성층(311, 312)은 서로 결합되어 가로 세로 방향의 격자(grid)를 이룬다.
이러한 각 필름층(410, 420, 430)에는 상술한 실시예에서와 같이 하드 코팅층(412; 도 3 및 도 4 참고)과 인덱스 매칭층(411; 도 2 내지 도 4 참고)이 적용될 수 있으며, 그 구체적인 예는 이전에 설명한 실시예에서와 동일할 수 있다.
본 실시예에서 디스플레이 패널(100)의 상측에는 이전의 실시예와 마찬가지로 제1 편광 변환부(201)와 제2 편광 변환부(202)가 위치한다.
이때, 이러한 제1 편광 변환부(201) 및 제2 편광 변환부(202)를 포함하는 구조는 상에는 커버필름(350)이 위치할 수 있고, 이들 구조는 기판(360) 상에 위치할 수 있으며, 이들 각 층 사이 중 적어도 일부에는 투명 접착층(340)이 위치할 수 있다.
이러한 기판(360) 상에 위치하는 구조는 디스플레이 패널(100)과 일정 간격을 유지할 수 있다. 위에서 설명한 실시예와 마찬가지로 디스플레이 패널(100)에는 액정 디스플레이 패널이 이용될 수 있고, 이러한 액정 패널은 액정셀(110) 상측에 제1 선형 편광부(210)가 일체화되어 위치할 수 있으며, 액정셀(110)의 하측에도 선형 편광부(120)가 구비될 수 있다.
물론, 상술한 실시예와 마찬가지로, 이러한 디스플레이 패널(100)로서, 액정 디스플레이 패널 외에 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기 발광 소자 패널(OLED), 및 그 외에 다른 다양한 디스플레이 패널이 이용될 수 있음은 자명하다.
이와 같은 정전 용량 방식의 터치 패널부(300)를 포함하는 디스플레이 장치에 있어서, 외부에서 입사된 외광에 대한 반사광의 비율을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 최상층의 커버필름(350)에서 4 % 정도의 반사가 이루어질 수 있으며, 이후 통과된 광은 세 개의 투명 전도성층(311, 312, 313)에서 각각 0.1 %씩 반사가 일어나 총 0.3 % 정도의 반사광이 외부로 출사될 수 있다.
그리고 더 투과된 광은 기판(360)의 하측면과 디스플레이 패널(100)의 상측면에서 각각 1.6 % 정도의 반사가 일어나서 총 3.2 % 정도의 반사가 발생된다.
따라서, 이러한 실시예에서는 총 7.5 % 정도의 반사가 일어날 수 있으며, 이러한 반사광은 제1 편광 변환부(201)와 제2 편광 변환부(202)가 적용되지 않은 상태에 비하여 크게 감소된 것이다. 일례로, 이러한 제1 편광 변환부(201)와 제2 편광 변환부(202)가 적용되지 않은 상태의 반사광은 대략 18 %에 이른다.
도 8 및 도 9에서는 상술한 도 1 및 도 7에 해당하는 구조가 일체형으로 구현된 실시예를 나타내고 있다.
즉, 제1 편광 변환부(201) 및 제2 편광 변환부(202)를 포함하는 구조가 기판(360) 상에 위치하고, 이 기판(360)은 디스플레이 패널(100)과 투명 접착층(340)에 의하여 부착되어 일체화된 구조를 나타내고 있다. 그외의 구조는 각각 상술한 도 1 및 도 7의 구조와 동일하다.
도 8과 같은 구조에서는 기판(360)의 하측면과 디스플레이 패널(100)의 상측면에서의 반사가 무시될 수 있으므로, 도 1의 경우에서 3.2 %가 감소된 5.7 %의 반사광이 외부로 출사될 수 있다.
또한, 도 9와 같은 구조에서의 반사광은 기판(360)의 하측면과 디스플레이 패널(100)의 상측면에서의 반사가 무시될 수 있으므로, 최상층의 커버필름(350)에서의 4 % 정도의 반사와 세 개의 투명 전도성층(311, 312, 313)에서의 0.3 %씩 반사를 합하면 총 4.3 %의 반사광이 외부로 출사될 수 있다.
한편, 이러한 도 7 내지 도 9와 같은 실시예에서 디스플레이 패널(100)에서 출사된 광이 외부로 투과되는 투과율이 극대화되는 작용은 위에서 설명한 실시예와 동일하다.
이상에서 설명한 바와 같은 반사율 저감, 투과율 향상에 의한 전력 소모의 감소 및 시인성 향상의 효과는 휴대폰, PMP 등과 같은 휴대용 기기에 터치 스크린이 적용되는 경우에 있어서 극대화될 수 있다.
즉, 야외 환경 동작 시 태양광 및 실내에서의 조명광에 의하여 휴대폰 화면의 시인성이 저하되어 야기되는 소비자의 사용의 불편함을 개선할 수 있고, 이와 동시에 배터리 용량의 한계에 의한 전력문제 크게 개선할 수 있다.
휴대용 기기에 있어서 배터리의 용량은 한계가 있고, 최근 휴대폰 등과 같은 휴대용 기기에 카메라 등 더욱 많은 기능이 함께 구현됨에 따라 전력 사용량은 더욱 증가할 수밖에 없으나, 본 실시예에 의한 사항이 적용되는 경우에 배터리 사용 시간을 크게 증가시킬 수 있다.
이와 같은 시인성 향상의 구체적인 효과는 ACR(Ambient Contrast Ratio; 명실 콘트라스트; C) 데이터를 통하여 알 수 있다. 이러한 명실 콘트라스트의 표준은 두 가지가 있으며, 각각 아래와 같이 표현될 수 있다.
먼저, 하나의 표준은 CIE 145 표준이라 하며, 이는 수학식 1과 같이 정의된다. 여기서 LW는 백색(full screen white)의 휘도값, LK는 암실에서의 흑색(black) 값을 의미한다.
수학식 1
Figure PCTKR2011003595-appb-M000001
이러한 표준에 의하여 ACR 값을 측정한 경우, 상술한 실시예의 제1 편광 변환부(201) 및 제2 편광 변환부(202)가 적용되지 않았을 경우의 통상의 터치 패널부를 포함하는 디스플레이 장치의 경우, LW 값은 2319 nit, 그리고 LK 값은 1914 nit로 측정되었다. 따라서 수학식 1의 경우, 명실 콘트라스트 값은 0.136으로 측정되었다.
반면에 본 실시예에서 설명한 제1 편광 변환부(201) 및 제2 편광 변환부(202)를 적용하였을 경우, LW 값은 506.3 nit, 그리고 LK 값은 90.73 nit로 측정되어, 명실 콘트라스트 값은 0.774로 크게 증가한 것을 알 수 있다.
또한, 명실 콘트라스트에 대한 또 다른 표준은 NIST FPDM으로서, 이는 수학식 2와 같이 정의된다.
수학식 2
Figure PCTKR2011003595-appb-M000002
여기서, 명실 콘트라스트 C는 주변광이 E0일 경우의 컨트라스트 값을 나타내고, βW값과 βK값은 각각 수학식 3 및 수학식 4와 같다.
수학식 3
Figure PCTKR2011003595-appb-M000003
수학식 4
Figure PCTKR2011003595-appb-M000004
여기서 Lh, Ld는 각각 디스플레이 장치(FPD)의 백색과 흑색의 휘도를 나타내고, Eh와 Ed는 각각 이때의 조도 값을 나타낸다.
보다 구체적으로 설명하면, 이러한 명실 콘트라스트 값은 도 10에서와 같이, 디스플레이 장치(FPD) 상에 구(sphere)가 위치하고, 이 구의 일측에는 광원이 위치한 상태에서, 이 구의 표면 상(Measuring Port)에서 측정한 값을 나타낸다.
위의 수학식 3 및 4에서, Lh, Ld는 각각 구의 표면에서 측정한 디스플레이 장치(FPD)의 백색과 흑색의 휘도를 나타낸다. 또한, Eh는 kLw-h이고 Ed는 kLw-d이며, 여기서 Lw-h 및 Lw-d는 각각 구의 벽면(wall)측의 측정한 백색과 흑색의 휘도를 나타낸다.
이러한 표준에 의하여 ACR 값을 측정한 경우, 상술한 실시예의 제1 편광 변환부(201) 및 제2 편광 변환부(202)가 적용되지 않았을 경우의 통상의 터치 패널부를 포함하는 디스플레이 장치의 경우, LW 값은 2319 nit 그리고 LK 값은 1914 nit을 대입하였을 경우, 명실 콘트라스트(C) 값은 1.21으로 측정되었다.
반면에 본 실시예에서 설명한 제1 편광 변환부(201) 및 제2 편광 변환부(202)를 적용하였을 경우, LW 값은 506.3 nit 그리고 LK 값은 90.73 nit을 대입하였을 경우, 명실 콘트라스트(C) 값은 5.58로 크게 증가한 것을 알 수 있다.
따라서, 이와 같은 명실 콘트라스트 측정값을 고려할 경우, 시인성이 4.6배 내지 5.5배 이상 향상되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 발명에 의하여 외광 환경에서의 휴대폰 디스플레이의 문자 및 그래픽 인식의 정도가 크게 개선된 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 구조를 적용함으로써 디스플레이 패널의 밝기는 이전과 동등 수준으로 유지하고 외광의 반사를 8% 이하로 줄여줌으로써 시인성을 4.6배 내지 5.5배 이상 향상시키는 효과를 얻을 수 있는 것이다.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.
본 발명의 구성에 의하여 디스플레이 장치의 반사율이 저감되고 투과율이 향상될 수 있으며, 이러한 작용에 의한 전력 소모의 감소 및 시인성 향상의 효과는 휴대폰, PMP 등과 같은 휴대용 기기에 터치 스크린이 적용되는 경우에 있어서 극대화될 수 있다.
즉, 야외 환경 동작 시 태양광 및 실내에서의 조명광에 의하여 휴대폰 화면의 시인성이 저하되어 야기되는 소비자의 사용의 불편함을 개선할 수 있고, 이와 동시에 배터리 용량의 한계에 의한 전력문제 크게 개선할 수 있다.
결국 외광 환경에서의 휴대폰 디스플레이의 문자 및 그래픽 인식의 정도가 크게 개선될 수 있다. 즉, 본 발명의 구조를 적용함으로써 디스플레이 패널의 밝기는 이전과 동등 수준으로 유지하고 외광의 반사를 8% 이하로 줄여줌으로써 시인성을 4.6배 내지 5.5배 이상 향상시킬 수 있다.

Claims (25)

  1. 디스플레이 패널;
    제1기재, 상기 제1기재 상에 위치하는 제1패턴을 가지는 제1 투명 전도성층, 및 상기 제1기재와 제1 투명 전도성층 사이에 위치하는 인덱스 매칭층을 포함하며, 상기 디스플레이 패널 상에 위치하는 제1필름층;
    제2기재, 상기 제2기재 상에 위치하고 제2패턴을 가지는 제2 투명 전도성층, 및 상기 제2기재와 제2 투명 전도성층 사이에 위치하는 인덱스 매칭층을 포함하며, 상기 제1필름층 상에 위치하는 제2필름층; 및
    상기 제2필름층 상에 위치하는 터치 윈도우를 포함하여 구성되고,
    상기 인덱스 매칭층은, 상기 제1기재와 제1 투명 전도성층 사이의 반사율 및 상기 제2기재와 제2 투명 전도성층 사이의 반사율 중 적어도 어느 하나가 1 % 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 투명 전도성층과 상기 디스플레이 패널 사이에는 통과하는 빛을 제1 원편광 상태로 변환시키는 제1 편광 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제1 편광 변환부는,
    제1 선형편광판; 및
    상기 제1 선형편광판 상에 위치하는 제1 1/4 파장판을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제1 기재는 상기 제1 1/4 파장판인 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제2 투명 전도성층과 상기 터치 윈도우 사이에는, 통과하는 빛을 제1 원편광 상태로 만드는 제2 편광 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제2 편광 변환부는,
    제2 1/4 파장판; 및
    상기 제2 1/4 파장판 상에 위치하는 제2 선형편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제2 기재는 상기 제2 1/4 파장판인 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제1 기재 및 제2 기재 중 적어도 어느 하나는 등방성 투명필름인 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이 패널은 액정셀을 포함하는 액정 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 제1기재 및 제2기재의 적어도 어느 일면에는 하드코팅층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 인덱스 매칭층은 고굴절층 및 저굴절층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 고굴절층과 저굴절층은, 복수개로 번갈아 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이 패널과 상기 제1필름층 사이에는, 제3기재와, 제3 투명 전도성층을 포함하는 제3필름층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  14. 디스플레이 패널;
    제1기재, 상기 제1기재 상에 위치하는 제1패턴을 가지는 제1 투명 전도성층, 및 상기 제1기재와 제1 투명 전도성층 사이에 위치하는 인덱스 매칭층을 포함하며, 상기 디스플레이 패널 상에 위치하는 제1필름층;
    제2기재, 상기 제2기재 상에 위치하고 제2패턴을 가지는 제2 투명 전도성층, 및 상기 제2기재와 제2 투명 전도성층 사이에 위치하는 인덱스 매칭층을 포함하며, 상기 제1필름층 상에 위치하는 제2필름층;
    상기 제2필름층 상에 위치하는 터치 윈도우;
    상기 제1 투명 전도성층과 상기 디스플레이 패널 사이에 위치하여 통과하는 빛을 제1 원편광 상태로 변환시키는 제1 편광 변환부; 및
    상기 제2 투명 전도성층과 상기 터치 윈도우 사이에 위치하여 통과하는 빛을 상기 제1 원편광 상태로 만드는 제2 편광 변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 제2 선형 편광판의 광축은 상기 제1 선형 편광판의 광축과 동일한 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 제2 1/4파장판은 상기 제1 1/4파장판과 90 도의 위상차를 가지는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 제2 선형 편광판의 광축은 상기 제1 선형 편광판의 광축과 직교하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 제2 1/4파장판은 상기 제1 1/4파장판과 동일한 위상을 가지는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  19. 제 14항에 있어서, 상기 인덱스 매칭층은, 상기 제1기재와 제1 투명 전도성층 사이 및 상기 제2기재와 제2 투명 전도성층 사이의 굴절률 차이를 보상해주는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  20. 제 14항에 있어서, 상기 인덱스 매칭층은, 상기 제1기재와 제1 투명 전도성층 사이의 반사율 및 상기 제2기재와 제2 투명 전도성층 사이의 반사율 중 적어도 어느 하나가 1 % 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  21. 제 14항에 있어서, 상기 디스플레이 패널은 액정셀을 포함하는 액정 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  22. 제 14항에 있어서, 상기 제1기재 및 제2기재의 적어도 어느 일면에는 하드코팅층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  23. 제 14항에 있어서, 상기 인덱스 매칭층은 고굴절층 및 저굴절층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 고굴절층과 저굴절층은, 복수개로 번갈아 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
  25. 제 14항에 있어서, 상기 디스플레이 패널과 상기 제1필름층 사이에는, 제3기재와, 제3 투명 전도성층을 포함하는 제3필름층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 디스플레이 장치.
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