KR20120044041A

KR20120044041A - 표시 장치

Info

Publication number: KR20120044041A
Application number: KR1020100105404A
Authority: KR
Inventors: 정환희; 박정목
Original assignee: 삼성모바일디스플레이주식회사
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2012-05-07
Also published as: US20120105956A1

Abstract

본 발명에 따른 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 모듈, 상기 표시 모듈과 이격되어 상부에 위치하는 윈도우 일체형 터치 패널, 상기 윈도우 일체형 터치 패널 아래에 부착되어 있는 편광판을 포함할 수 있다. 따라서, 윈도우 일체형 터치 패널 아래에 편광판을 부착함으로써 외부 충격에 의해 윈도우 일체형 터치 패널이 표시 모듈로 비산되는 것을 방지하는 동시에 편광판 하부로 입사하는 광을 편광판이 흡수하여 외광 시인성을 향상시킬 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 바람직하게는 평판 표시 장치에 관한 것이다.

현재 알려져 있는 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 플라스마 표시 장치(plasma display panel: PDP), 유기 전계 발광 표시 장치(organic light emitting display: OLED), 전계 효과 표시 장치(field effect display: FED), 전기 영동 표시 장치(eletrophoretic display device)등이 있다.

이러한 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 모듈과 표시 모듈을 보호하기 위해 표시 모듈과 소정 갭(gap)을 두고 이격되어 있는 윈도우를 포함한다. 이러한 윈도우 아래에는 외부 충격에 의해 윈도우가 손상되어 아래의 표시 모듈에 비산되는 것을 방지하기 위한 비산 방지막(ASF, Anti Scattering Film)이 부착되어 있다.

또한, 근래에 터치 센싱 기능을 가지는 터치 패널을 추가로 형성한 표시 장치가 활발히 연구되고 있으며, 특히 윈도우가 터치 패널과 일체로 형성된 윈도우 일체형 터치 패널도 개발되고 있다.

그러나, 이러한 윈도우 일체형 터치 패널을 포함하는 표시 장치는 표시 모듈에서 발생한 노이즈(noise)에 취약하여 표시 모듈과 윈도우 일체형 터치 패널 사이에 소정 갭을 두어야 하므로 표시 장치의 두께가 두꺼워진다. 또한, 표시 모듈에서 발생한 광이 갭을 통과하여 외부로 방출되므로, 윈도우 일체형 터치 패널과 갭 사이의 굴절률의 차이 및 갭에 의한 투과율의 저하에 의해 외부광 하에서의 대비비 및 색재현성에 관한 외광 시인성이 저하된다. 또한, 윈도우 일체형 터치 패널 표면 및 표시 모듈의 편광판 표면에서 외부광이 반사되므로 외광 시인성이 더욱 저하된다.

본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 두께가 작고, 노이즈에 강하며, 외광 시인성이 향상된 표시 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 모듈, 상기 표시 모듈과 이격되어 상부에 위치하는 윈도우 일체형 터치 패널, 상기 윈도우 일체형 터치 패널 아래에 부착되어 있는 편광판을 포함할 수 있다.

상기 편광판은 편광 부재, 상기 편광 부재 아래에 배치되어 있는 위상 지연 필름을 포함할 수 있고, 위상 지연 필름은 λ/4 위상 지연 필름일 수 있다.

상기 편광판 아래에 부착되어 있는 노이즈 차폐막을 더 포함할 수 있고, 상기 노이즈 차폐막은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다.

상기 노이즈 차폐막과 상기 표시 모듈은 서로 소정 간격 이격되어 있다.

상기 노이즈 차폐막 아래에 부착되어 있는 반사 방지막을 더 포함할 수 있다.

상기 표시 모듈은 액정 표시 모듈, 플라스마 표시 모듈, 유기 전계 발광 표시 모듈, 전계 효과 표시 모듈, 전기 영동 표시 모듈에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 외부광은 상기 표시 모듈에서 반사되어 상기 편광판에서 흡수될 수 있다.

본 발명에 따르면, 윈도우 일체형 터치 패널 아래에 편광판을 부착함으로써 외부 충격에 의해 윈도우 일체형 터치 패널이 표시 모듈로 비산되는 것을 방지하는 동시에 편광판 하부로 입사하는 광을 편광판이 흡수하여 외광 시인성을 향상시킬 수 있다.

또한, 편광판 아래에 노이즈 차폐막을 부착함으로써 표시 모듈에서 발생한 노이즈를 차단할 수 있어 표시 모듈과 윈도우 일체형 터치 패널 사이의 갭을 줄일 수 있다.

또한, 노이즈 차폐막 아래에 반사 방지막을 부착함으로써 외광 시인성을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 편광판을 구체적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

그러면 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 편광판을 구체적으로 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 모듈(10), 표시 모듈(10)과 이격되어 상부에 위치하는 윈도우 일체형 터치 패널(50), 윈도우 일체형 터치 패널(50) 아래에 부착되어 있는 편광판(40), 편광판(40) 아래에 부착되어 있는 노이즈 차폐막(30)을 포함한다.

표시 모듈(10)은 액정 표시 모듈, 플라스마 표시 모듈, 유기 발광 표시 모듈, 전계 효과 표시 모듈, 전기 영동 표시 모듈에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

표시 모듈(10) 위의 주변부를 따라 밀봉을 위한 개스킷(gasket)(21)이 형성되어 있으며, 개스킷(21) 위에는 노이즈 차폐막(30)이 형성되어 있다. 따라서, 노이즈 차폐막(30)과 표시 모듈(10)의 표시부 사이에는 진공부(20)가 형성된다. 이러한 진공부(20)는 윈도우 일체형 터치 패널(50)에 가해진 외부 충격이 표시 모듈(10)로 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다.

윈도우 일체형 터치 패널(50)은 유리 또는 아크릴 등의 투명 재질의 윈도우와 터치 센싱을 위한 터치 패널이 일체로 형성되어 있다. 윈도우는 표시 모듈(10)을 보호하는 역할을 하며, 터치 패널은 저항막 방식(Resistive Type) 터치 패널과 정전용량 방식(Capacitive Type) 터치 패널일 수 있다. 이 중, 정전용량 방식(Capacitive Type) 터치 패널은, 투명 전극이 형성된 필름을 표시 모듈 상에 설치하고 투명 전극에 균일한 전기장이 생성되도록 필름의 각 모서리 또는 코너에 전압을 인가하여, 펜 또는 손가락 등의 입력 수단을 통해 어느 한 지점을 터치하면 전압드롭(Voltage Drop)이 발생되도록 하여 위치 좌표를 찾게 되는 장치이다.

편광판(40)은 편광 부재(410)와 편광 부재(410) 아래에 배치되어 있는 위상 지연 필름(420)을 포함한다.

편광 부재(410)는 편광자층(412), 편광자층을 지지하는 하부 지지체(411) 및 상부 지지체(413)를 포함한다. 편광자층(412)은 PVA(Poly Vinylalcohol)로 이루어질 수 있으며, 하부 지지체(411) 및 상부 지지체(413)는 TAC(Triacetyl cellulous)로 이루어질 수 있다.

위상 지연 필름(420)은 λ/4 위상 지연 필름일 수 있으며, 선편광을 원편광으로 바꾸거나, 원편광을 선편광으로 바꾸는 역할을 수행한다. 위상 지연 필름(420)은 폴리카보네이트나 폴리비닐알콜, 폴리스틸렌이나 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌이나 그 밖의 폴리올레핀, 폴리아릴레이트나 폴리아미드와 같은 적당한 폴리머로 이루어지는 필름을 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름이나 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지한 것 등을 들 수 있다.

편광판(40)은 광을 소정 방향으로 선편광시키는 편광 부재(410)와 선편광을 원편광으로 바꾸는 위상 지연 필름(420)이 부착되어 있으므로 원편광판의 역할을 한다. 또한, 편광판(40)은 외부 충격에 의해 윈도우 일체형 터치 패널(50)이 표시 모듈로 비산되는 것을 방지하는 역할도 한다.

외광(1)은 윈도우 일체형 터치 패널(50)에서 대부분은 투과하고 일부(600)는 반사된다. 그리고, 윈도우 일체형 터치 패널(50)을 투과한 외광(1)은 편광판(40)에서 대부분은 투과하고 일부(700)은 반사된다. 그리고, 편광판(40)을 투과한 외광(1)은 노이즈 차폐막(30)에서 대부분은 투과하고 일부(800)는 노이즈 차폐막(30)의 저면에서 반사된다. 그리고, 노이즈 차폐막(30)을 투과한 외광(1)은 표시 모듈(10)에서 반사되고 반사된 외광은 편광판(40)에서 흡수된다. 따라서, 편광판(40) 하부로 입사하는 광을 편광판(40)이 흡수하므로 외광 시인성을 향상시킬 수 있다.

편광 부재(410)와 윈도우 일체형 터치 패널(50) 사이에는 제1 점착층(440)이 형성되어 있어 편광 부재(410)와 윈도우 일체형 터치 패널(50)를 서로 부착시킨다. 편광 부재(410)와 위상 지연 필름(420) 사이에는 제2 점착층(430)이 형성되어 있어 편광 부재(410)와 위상 지연 필름(420)을 서로 부착시킨다. 제1 점착층(440) 및 제2 점착층(430)은 압력감지 점착층(PSA, Pressure Sensitivity Adhesive layer)으로서, 점착제를 포함하여 필름 형태로 이루어지며, 외부에서 제공되는 압력에 응답하여 접착 동작을 수행한다. 이러한 점착제로는 굴절율이 1.46 내지 1.52의 범위에 있는 아크릴계나 고무계의 점착제, 혹은 상기 점착제에 굴절율을 조정하기 위해서 질코니아 등의 미립자를 함유시킨 점착제 등을 사용할 수 있다.

편광판(40) 아래에는 표시 모듈의 구동 시 구동 IC, 신호선 등으로부터 발생하는 노이즈를 차단하기 위한 노이즈 차폐막(30)이 부착되어 있다. 노이즈 차폐막(30)은 ITO(Indium-Tin Oxide) 또는 IZO(Indium-Zinc Oxide)의 투명 도전성 물질로 형성할 수 있다.

이와 같이, 윈도우 일체형 터치 패널(50) 아래에 편광판(40)을 부착함으로써 외부 충격에 의해 윈도우 일체형 터치 패널(50)이 표시 모듈(10)로 비산되는 것을 방지하는 동시에 편광판(40) 하부로 입사하는 광을 편광판(40)이 흡수하여 외광 시인성을 향상시킬 수 있다.

또한, 편광판(40) 아래에 노이즈 차폐막(30)을 부착함으로써 표시 모듈(10)에서 발생한 노이즈를 차단할 수 있어 윈도우 일체형 터치 패널(50)의 성능을 향상시킬 수 있다. 그리고, 종래에는 표시 모듈과 윈도우 일체형 터치 패널(50) 사이에 소정 갭을 두어 표시 모듈(10)에서 발생한 노이즈가 윈도우 일체형 터치 패널(50)에 도달하는 것을 방지하였으나, 노이즈 차폐막(30)을 부착한 경우에는 표시 모듈(10)과 윈도우 일체형 터치 패널(50) 사이의 갭을 줄일 수 있다.

또한, 노이즈에 민감한 구동 IC, 예컨대 시냅틱스(Synaptics) IC를 가지는 윈도우 일체형 터치 패널(50)을 포함하는 표시 장치의 경우에도 노이즈 차폐막(30)을 편광판(40) 아래에 부착함으로써 노이즈에 의한 영향을 차단할 수 있다. 따라서, 다양한 구동 IC를 윈도우 일체형 터치 패널(50)에 적용할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 표시 장치가 외광 시인성을 향상시키는 동작 원리에 대해 이하에서 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 도 1의 표시 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 개략도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 외광(1)은 윈도우 일체형 터치 패널(50)를 투과하여 편광판(40)의 편광 부재(410)에 입사한다. 이 때, 편광 부재(410)은 외광(1)의 일부를 흡수하고, 외광(1)의 나머지를 편광 부재(410)의 투과축(6) 방향으로 선편광시킨다. 선편광된 외광(2)은 λ/4 위상 지연 필름(420)은 통과하면서 좌원편광된다. 좌원편광된 외광(3)은 노이즈 차폐막(30)을 통과하고 표시 모듈(10)의 반사 전극(도시하지 않음)에서 반사되어 우원편광된다. 우원편광된 외광(4)은 다시 λ/4 위상 지연 필름(420)을 통과하면서 선편광된다. 이 때, 선편광(5)의 편광축은 편광 부재(410)의 투과축(6)과 직교하므로 선편광(5)은 편광 부재(410)에 흡수된다.

한편, 표시 모듈(10) 중 유기 발광 표시 모듈에 대해 이하에서 상세히 설명한다.

도 34 도시한 바와 같이, 유기 발광 표시 모듈(10)은 복수의 신호선(121, 171, 172)과 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬(matrix)의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다.

신호선(121, 171, 172)은 게이트 신호(또는 주사 신호)를 전달하는 복수의 게이트선(121), 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(171) 및 구동 전압을 전달하는 복수의 구동 전압선(172)을 포함한다. 게이트선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(171)과 구동 전압선(172)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX)는 스위칭 박막 트랜지스터(switching thin film transistor)(Qs), 구동 박막 트랜지스터(driving thin film transistor)(Qd), 유지 축전기(storage capacitor)(Cst) 및 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)(LD)를 포함한다.

스위칭 박막 트랜지스터(Qs)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 박막 트랜지스터(Qd)에 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)는 게이트선(121)에 인가되는 주사 신호에 응답하여 데이터선(171)에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막 트랜지스터(Qd)에 전달한다.

구동 박막 트랜지스터(Qd) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선(172)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 다이오드(LD)에 연결되어 있다. 구동 박막 트랜지스터(Qd)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(ILD)를 흘린다.

축전기(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 이 축전기(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)가 턴 오프(turn-off)된 뒤에도 이를 유지한다.

유기 발광 다이오드(LD)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode)와 공통 전압(Vss)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 다이오드(LD)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 출력 전류(ILD)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.

스위칭 박막 트랜지스터(Qs) 및 구동 박막 트랜지스터(Qd)는 n-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)이다. 그러나 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)와 구동 박막 트랜지스터(Qd) 중 적어도 하나는 p-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 또한, 박막 트랜지스터(Qs, Qd), 축전기(Cst) 및 유기 발광 다이오드(LD)의 연결 관계가 바뀔 수 있다.

유기 발광 표시 모듈(10) 중 애노드 또는 캐소드가 외광(1)을 반사하는 반사 전극으로 기능할 수 있다.

한편, 노이즈 차폐막 아래에 반사 방지막을 부착함으로써 외광 시인성을 더욱 향상시킬 수도 있다.

이하에서, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치에 대해 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.

제2 실시예는 도 1에 도시된 제1 실시예와 비교하여 반사 방지막만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 노이즈 차폐막(30) 아래에 반사 방지막(450)이 형성되어 있다. 반사 방지막(450)은 트리아세텔셀룰로스와 같은 아세테이트계 수지나 표면을 알칼리 등으로 비누화처리한 트리아세틸셀룰로스 필름일 수 있다.

이러한 반사 방지막(450)은 편광판(40)을 투과한 외광(1)의 일부(800)가 노이즈 차폐막(30)의 저면에서 반사되는 것을 방지한다. 또한, 반사 방지막(450)은 노이즈 차폐막(30)이 스크래치(scratch) 등으로 손상되는 것을 방지하는 역할도 한다.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

10: 표시 모듈 30: 노이즈 차폐막
40: 편광판 50: 윈도우 일체형 터치 패널
410: 편광 부재 420: 위상 지연필름
450: 반사 방지막

Claims

화상을 표시하는 표시 모듈,
상기 표시 모듈과 이격되어 상부에 위치하는 윈도우 일체형 터치 패널,
상기 윈도우 일체형 터치 패널 아래에 부착되어 있는 편광판
을 포함하는 표시 장치.
제1항에서,
상기 편광판은 편광 부재, 상기 편광 부재 아래에 배치되어 있는 위상 지연 필름을 포함하는 표시 장치.
제2항에서,
상기 위상 지연 필름은 λ/4 위상 지연 필름인 표시 장치.
제2항에서,
상기 편광판 아래에 부착되어 있는 노이즈 차폐막을 더 포함하는 표시 장치.
제4항에서,
상기 노이즈 차폐막은 투명 도전성 물질로 형성되어 있는 표시 장치.
제4항에서,
상기 노이즈 차폐막과 상기 표시 모듈은 서로 소정 간격 이격되어 있는 표시 장치.
제6항에서,
상기 노이즈 차폐막 아래에 부착되어 있는 반사 방지막을 더 포함하는 표시 장치.
제7항에서,
상기 표시 모듈은 액정 표시 모듈, 플라스마 표시 모듈, 유기 전계 발광 표시 모듈, 전계 효과 표시 모듈, 전기 영동 표시 모듈에서 선택된 어느 하나인 표시 장치.
제8항에서,
외부광은 상기 표시 모듈에서 반사되어 상기 편광판에서 흡수되는 표시 장치.