CN118284227A - 显示装置 - Google Patents

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S·李
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Abstract

本公开涉及一种显示装置。更具体地，显示装置包括设置在显示面板的封装层上的触摸传感器单元和设置在触摸传感器单元上的透镜层，触摸传感器单元包括设置在封装层上的多个桥接电极、设置在桥接电极上以暴露多个桥接电极中的每个桥接电极的至少一部分的光学间隙层、以及设置成与暴露的多个桥接电极中的每个暴露的桥接电极接触的触摸电极，并且光学间隙层包括对应于多个LED设置的子透镜层、在子透镜层上设置成对应于多个LED的圆柱形结构层、以及覆盖子透镜层和圆柱形结构层以使上表面平坦化的外涂层。

Description

显示装置
技术领域
本公开涉及一种显示装置，并且更具体地涉及一种具有增加的正面亮度和改善的视角阻挡效率的显示装置。
背景技术
用作自发光元件的有机发光二极管(OLED)包括阳极、阴极和形成在阳极与阴极之间的有机化合物层。有机化合物层包括空穴传输层(HTL)、发光层(EML)和电子传输层(ETL)。当驱动电压被施加到阳极和阴极时，穿过HTL的空穴和穿过ETL的电子移向EML并形成激子。结果，EML产生可见光。有机发光显示装置包括能够自身发光的OLED，该OLED与包括单独背光的液晶显示装置不同。此外，有机发光显示装置具有响应时间快、发射效率高、亮度高、视角广等优点。因此，有机发光显示装置已用于各种领域。
如上所述，有机发光显示装置的视角不受限制，但由于隐私保护和信息保护的原因，最近已经要求具有有限的视角。
同时，视角的这种限制根据车辆是否被驾驶以及驾驶员和乘客是否正在观看而变化。因此，需要选择性地切换视角。
而且，在一些国家，使在乘客座位前面回放的多媒体暴露于驾驶员被禁止。因此，需要选择性地切换视角。
发明内容
为了满足上述需求，已经开发了一种显示装置，其视角可以通过在显示面板上层压视角控制元件、光控膜和触摸传感器单元而被控制。然而，对于如上所述配置的显示装置，视角控制元件、光控膜和触摸传感器单元分别被制造在相应的基板上，然后被层压。因此，该结构变得复杂，并且难以使显示装置变消瘦。因此，正在积极开发用于将视角控制元件、光控膜和触摸传感器单元嵌入显示面板中的技术。
本公开要实现的目的是提供一种显示装置，在该显示装置中嵌入有用于控制视角的组件。因此，显示装置具有简单的堆叠结构以及优异的视角控制效率。
本公开要实现的另一目的是提供一种显示装置，该显示装置通过提高光提取效率具有增加的正面亮度，并且还具有提高的视角控制效率。
本本公开要实现的再一目的是提供一种显示装置，在该显示装置中可有效地实现视角控制结构，并且该显示装置具有提高的触摸感测性能。
本公开的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员可以根据以下描述清楚地理解以上未提及的其他目的。
根据本公开的一个方面，显示装置包括基板、设置在基板上的多个发光二极管(LED)以及设置成覆盖多个LED的封装层。此外，显示装置包括设置在封装层上的触摸传感器单元和设置在触摸传感器单元上的透镜层。触摸传感器单元包括设置在封装层上的多个桥接电极和设置在桥接电极上以暴露多个桥接电极中的每一个的至少一部分的光学间隙层。此外，触摸传感器单元包括设置成与暴露的多个桥接电极中的每一个接触的触摸电极。光学间隙层包括设置成对应于多个LED的子透镜层和在子透镜层上设置成对应于多个LED的圆柱形结构层。此外，光学间隙层包括覆盖子透镜层和圆柱形结构层以使上表面平坦化的外涂层。
在详细描述和附图中包括示例性实施方式的其他细节。
根据本公开，可以提供一种显示装置，在该显示装置中通过将光学间隙层施加到触摸传感器单元并将透镜层施加到触摸传感器单元上来嵌入用于控制视角的组件。
根据本公开，可以提供一种显示装置，该显示装置通过确保与光学间隙层的光学距离而具有优异的正面亮度和视角控制效率。
根据本公开，可以提供一种显示装置，在该显示装置中包括子透镜层和圆柱形结构层的光学间隙层使从发射单元发射的光会聚，以同时极大地提高正面亮度并增大视角阻挡效率。此外，光学间隙层改善了色偏移，并且因此，显示装置具有优异的显示品质。
根据本公开，可以解决当施加具有大厚度的光学间隙层时发生的诸如不良粘附和底切等处理问题。
根据本公开，可以减小寄生电容，从而可以改善触摸感测特性。
根据本公开的效果不限于以上示例的内容，并且在本说明书中包括更多的各种效果。
附图说明
通过结合附图进行的以下详细描述，将更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征和其他优点，其中：
图1是根据本公开的示例性实施方式的显示装置的示意性截面图；
图2是根据本公开的示例性实施方式的显示装置中的子像素的放大截面图；
图3是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置的第一透镜的示意图；
图4是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置的第二透镜的示意图；
图5是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置的共享模式操作和私密模式操作的示意图；
图6是图2的区域A的放大图；
图7A、图7B和图7C是示出根据本公开的示例性实施方式的光学间隙层的局部区域的立体图；
图8是示出根据本公开的另一示例性实施方式的光学间隙层的局部区域的立体图；
图9A是示出根据示例实施方式1的显示装置的每个视角的亮度分布的曲线图；
图9B是示出根据比较例1的显示装置的每个视角的亮度分布的曲线图；
图9C是示出根据比较例2的显示装置的每个视角的亮度分布的曲线图；以及
图9D是示出根据比较例3的显示装置的每个视角的亮度分布的曲线图。
具体实施方式
通过参考下面结合附图一起详细描述的示例性实施方式，本公开的优点和特性以及实现优点和特性的方法将是清楚的。然而，本公开不限于本文公开的示例性实施方式，而是将以各种形式实现。仅作为示例提供示例性实施方式，使得本领域技术人员可以完全理解本公开的公开内容和本公开的范围。
在附图中示出的用于描述本公开的示例性实施方式的形状、尺寸、比率、角度、数字等仅仅是示例，并且本公开不限于此。在整个说明书中，相同的附图标记通常表示相同的元件。此外，在本公开的以下描述中，可以省略已知相关技术的详细解释以避免不必要地模糊本公开的主题。本文使用的术语诸如“包括”、“含有”“具有”、“包含”、“由……形成”和“由……组成”通常旨在允许添加其他组件，除非术语与术语“仅”一起使用。除非另外明确说明，否则对单数的任何引用可以包括复数。
组件被解释为包括普通误差范围或普通容差范围，即使没有明确说明。
当使用诸如“在…上”、“上方”、“之上”、“下方”、“下面”、“在……旁边”、“在……下面”、“在……附近”、“靠近”、“与……相邻”、“在……一侧上”和“下一个”等术语描述两部分之间的位置关系时，除非术语与术语“紧接”或“直接”一起使用，否则一个或更多个部分可以定位在两个部分之间。
当元件或层被设置在另一元件或层“上”时，该元件或层可以被直接设置在另一元件或层上，或者仍然有其他元件或层可以***设在其他它们之间。
尽管术语“第一”、“第二”等用于描述各种组件，但是这些组件不受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个组件与其他组件。因此，下面要提到的第一组件可以是本公开技术构思中的第二组件。
在描述时间关系时，诸如“之后”、“随后”、“跟随”、“下一个”、“之前”等的术语可能包括任何两个事件不连续的情况，除非明确使用了“立即”、“仅”或“直接”等术语。
在整个说明书中，相同或相似的附图标记通常表示相同的元件。
为了便于描述，示出了附图中所示的每个组件的尺寸和厚度，并且本公开不限于所示组件的尺寸和厚度。
本公开的各种实施方式的特征可以部分地或完全地粘附到彼此或彼此组合，并且可以以技术上各种方式互锁和操作，并且实施方式可以独立于彼此或彼此关联地执行。
在下文中，将参考附图详细描述根据本公开的示例性实施方式的显示装置。
图1是根据本公开的示例性实施方式的显示装置的示意性截面图。图2是根据本公开的示例性实施方式的显示装置中的子像素的放大截面图。
如图1和图2所示，根据本公开的示例性实施方式的显示装置包括显示面板100、触摸传感器单元TS、透镜层230和平坦化膜240。触摸传感器单元TS包括触摸缓冲层211、桥接电极212、触摸绝缘层213、光学间隙层220、触摸电极214以及触摸保护层215。
显示面板100包括基板110、多个薄膜晶体管Tr1和Tr2、多个LED De1和De2以及封装层190。
在基板110上限定有多个子像素。例如，在基板110上限定有第一子像素SP1、第二子像素SP2以及第三子像素SP3。第一子像素SP1、第二子像素SP2和第三子像素SP3中的每一者包括第一发光区域EA1和第二发光区域EA2。
第一LED De1被设置在第一发光区域EA1中，并且第二LED De2被设置在第二发光区域EA2中。例如，第一发光区域EA1与设置第一LED De1的位置至少部分重叠，并且第二发光区域EA2与设置第二LED De2的位置至少部分重叠。
第一子像素SP1、第二子像素SP2和第三子像素SP3可以分别为红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。因此，第一子像素SP1的第一LED De1和第二LED De2可以发射红光，并且第二子像素SP2的第一LED De1和第二LED De2可以发射绿光。此外，第三子像素SP3的第一LED De1和第二LED De2可以发射蓝光。
具有平坦上表面的封装层190被设置在第一LED De1和第二LED De2上，以保护第一LED De1和第二LED De2免受诸如水分和氧气的外来异物的影响。
稍后将详细描述显示面板100的详细配置。
触摸传感器单元TS被设置在显示面板100上，特别是被设置在封装层190上，以提供触摸感测功能。如上所述，触摸传感器单元TS包括触摸缓冲层211、桥接电极212、触摸绝缘层213、光学间隙层220、触摸电极214和触摸保护层215。
触摸电极214被配置成感测触摸输入。触摸电极214可以由多个感测电极和多个驱动电极组成，并且可以通过感测其间的电容的改变来检测触摸的存在和触摸坐标。
根据本公开的示例性实施方式的显示装置不具有这样的结构，在该结构中，在单独的基板上包括诸如桥接电极和触摸电极的电极的触摸面板通过粘合构件被设置在显示面板上。相反，显示装置具有其中桥接电极212和触摸电极214被设置在封装层190上而没有单独的基板和粘合构件的结构。因此，根据本公开的显示装置具有比根据现有技术的显示装置更少的层的简单堆叠结构。这可以具有厚度更小的显示装置的益处。它还可以去除多个制造过程(例如，粘合过程)，这可以导致降低显示装置的总体成本，并且也可以更快地制造装置。
光学间隙层220被设置在触摸传感器单元TS内部。光学间隙层220确保第一LEDDe1和第二LED De2与透镜层230的透镜232和234之间的光学间隙，以允许来自第一LED De1和第二LED De2的光在特定方向上被透镜232和234折射。因此，光学间隙层220提高了透镜232和234的效率。
稍后将详细描述触摸传感器单元TS的详细配置。
透镜层230被设置在光学间隙层220上。透镜层230包括第一透镜232和第二透镜234。第一透镜232被设置在第一发光区域EA1中以在特定方向上折射来自第一LED De1的光。此外，第二透镜234被设置在第二发光区域EA2中以在特定方向上折射来自第二LED De2的光。
第一透镜232为半球形透镜，并且第二透镜234为半圆柱形透镜。因此，从子像素SP1、SP2和SP3中的每一者的第一LED De1发射的第一光L1由第一透镜232以特定角度折射，然后输出。此外，从子像素SP1、SP2和SP3中的每一者的第二LED De2发射的第二光L2由第二透镜234以特定角度折射，然后输出。因此，可以限制子像素SP1、SP2和SP3中的每一者的视角。
第一透镜232和第二透镜234控制彼此不同的视角方向，并且可以选择性地操作以实现广视角和窄视角。这将在后面详细描述。
平坦化膜240被设置在透镜层230上以保护第一透镜232和第二透镜234。平坦化膜240由有机绝缘材料制成，且具有平坦的上表面。此外，平坦化膜240具有比第一透镜232和第二透镜234的折射率更低的折射率。
例如，平坦化膜240可由感光亚克力(photo acryl)、苯并环丁烯(BCB)、聚酰亚胺(PI)或聚酰胺(PA)制成，但不限于此。
尽管在附图中未示出，但是诸如偏振层的至少一个光学功能层可以被设置在平坦化膜240上。偏振层用于改变入射到显示面板100中的外部光的偏振状态，并阻止从显示面板100反射的外部光再发射到外部。
将参照图1和图2描述根据本公开的示例性实施方式的显示装置的显示面板100和触摸传感器单元TS。
如图2所示，根据本公开的示例性实施方式的显示装置的显示面板100包括基板110、多个薄膜晶体管Tr1和Tr2、多个LED De1和De2以及封装层190。
具体地，基板110上的子像素SP1、SP2和SP3中的每一者包括第一发光区域EA1和第二发光区域EA2。基板110可以是玻璃基板或塑料基板。例如，塑料基板可以由聚酰亚胺(PI)制成，但不限于此。
基板缓冲层120设置在基板110上。基板缓冲层120被定位在基板110的基本上整个表面上。基板缓冲层120阻止水分或异物从基板110引入到薄膜晶体管Tr1和Tr2中。
例如，基板缓冲层120可以由诸如硅氧化物(SiO2)或硅氮化物(SiNx)的无机材料制成，并且可以通过单层或多层配置。
在基板缓冲层120上的第一发光区域EA1和第二发光区域EA2中分别图案化第一半导体层122和第二半导体层124。第一半导体层122和第二半导体层124中的每一者可以独立地由氧化物半导体材料或多晶硅制成。
第一半导体层122和第二半导体层124可以由氧化物半导体材料制成。在这种情况下，还可以在第一半导体层122和第二半导体层124下方形成屏蔽图案。屏蔽图案阻挡或减少入射到第一半导体层122和第二半导体层124中的光，并且因此阻止第一半导体层122和第二半导体层124的热降解。
替代地，第一半导体层122和第二半导体层124可以由多晶硅制成。在这种情况下，第一半导体层122和第二半导体层124中的每一者的两个边缘可以掺杂有杂质。
在第一半导体层122和第二半导体层124上形成由绝缘材料制成的栅极绝缘膜130。栅极绝缘膜130可以由诸如硅氧化物(SiO2)或硅氮化物(SiNx)的无机绝缘材料制成。
由诸如金属的导电材料制成的第一栅极132和第二栅极134分别对应于第一半导体层122和第二半导体层124地形成在栅极绝缘膜130上。
图2示出了在基板110的基本上整个表面上形成栅极绝缘膜130。又例如，栅极绝缘膜130可以被图案化为具有与第一栅极132和第二栅极134相同的形状。
由绝缘材料制成的层间绝缘膜140基本上在基板110的整个表面上面形成在第一栅极132和第二栅极134上。层间绝缘膜140可以由诸如硅氧化物(SiO2)或硅氮化物(SiNx)的无机绝缘材料制成，或者可以由诸如感光亚克力或苯并环丁烯的有机绝缘材料制成。
层间绝缘膜140包括暴露第一半导体层122和第二半导体层124中的每一者的上表面的接触孔。接触孔也可以形成在栅极绝缘膜130中。由诸如金属的导电材料制成的第一源极142和第一漏极144以及第二源极146和第二漏极148在层间绝缘膜140上分别被形成在第一发光区域EA1和第二发光区域EA2中。
第一源极142和第一漏极144通过层间绝缘膜140的接触孔(可选地，层间绝缘膜140和栅极绝缘膜130)与第一半导体层122的两侧接触。第二源极146和第二漏极148通过层间绝缘膜140的接触孔(可选地，层间绝缘膜140和栅极绝缘膜130)与第二半导体层124的两侧接触。
第一半导体层122、第一栅极132、第一源极142和第一漏极144构成第一薄膜晶体管Tr1。此外，第二半导体层124、第二栅极134、第二源极146和第二漏极148构成第二薄膜晶体管Tr2。
与第一薄膜晶体管Tr1和第二薄膜晶体管Tr2具有相同或相似结构的至少一个薄膜晶体管还可以被形成在子像素SP1、SP2和SP3中的每一者的基板110上。然而，本公开不限于此。
由绝缘材料制成的保护膜150基本上在基板110的整个表面上面被形成在第一源极142、第一漏极144、第二源极146和第二漏极148上。保护膜150可以由诸如感光亚克力或苯并环丁烯的有机绝缘材料制成。保护膜150具有平坦的上表面。
同时，还可以在保护膜150下方形成由诸如硅氧化物(SiO2)或硅氮化物(SiNx)的无机绝缘材料制成的绝缘膜。也就是说，还可以在第一薄膜晶体管Tr1和第二薄膜晶体管Tr2与保护膜150之间形成绝缘膜。
保护膜150包括分别暴露第一漏极144和第二漏极148的第一漏接触孔150a和第二漏接触孔150b。
在保护膜150上形成由具有相对高的功函数的导电材料制成的第一阳极电极162和第二阳极电极164。第一阳极电极162被定位在第一发光区域EA1中，并通过第一漏接触孔150a与第一漏极144接触。此外，第二阳极电极164被定位在第二发光区域EA2中，并且通过第二漏接触孔150b与第二漏极148接触。
例如，第一阳极电极162和第二阳极电极164中的每一者可以由诸如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)的透明导电材料制成，但不限于此。
同时，根据本公开的示例性实施方式的显示面板100可以是顶部发射型的，其中来自多个LED De1和De2的光在与基板110相反的方向上被输出。因此，第一阳极电极162和第二阳极电极164中的每一者还可以包括由具有高反射率的金属材料制成的在透明导电材料下方的反射电极或反射层。例如，反射电极或反射层可以由铝-钯-铜(APC)合金、银(Ag)或铝(Al)制成。在这种情况下，第一阳极电极162和第二阳极电极164中的每一者可以具有ITO/APC/ITO、ITO/Ag/ITO或ITO/Al/ITO的三层结构，但不限于此。
由绝缘材料制成的堤部165可以被形成在第一阳极电极162和第二阳极电极164上。堤部165与第一阳极电极162和第二阳极电极164的边缘重叠，并且覆盖第一阳极电极162和第二阳极电极164的边缘。堤部165包括分别暴露第一阳极电极162和第二阳极电极164的第一开口165a和第二开口165b。
堤部165在本公开中具有单层结构，但可具有双层结构。例如，堤部165可以具有双层结构，该双层结构包括亲水的下堤部和疏水的上堤部。
发光层170被形成在通过堤部165的第一开口165a和第二开口165b暴露的第一阳极电极162和第二阳极电极164上。第一阳极电极162上的发光层170和第二阳极电极164上的发光层170彼此连接为一体。然而，本公开不限于此。替代地，第一阳极电极162上的发光层170和第二阳极电极164上的发光层170可以彼此分离。
发光层170可以包括依次定位在第一阳极电极162和第二阳极电极164上的第一电荷辅助层、发光材料层和第二电荷辅助层。发光材料层可以由红色、绿色、蓝色发光材料中的任一种制成，但不限于此。发光材料可以是诸如磷光化合物或荧光化合物的有机发光材料。然而，本公开不限于此。也可以使用诸如量子点的无机发光材料。
第一电荷辅助层可以包括空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL)中的至少一者。此外，第二电荷辅助层可以包括电子注入层(EIL)和电子传输层(ETL)中的至少一者。
由具有相对低的功函数的导电材料制成的阴极电极180基本上在基板110的整个表面上面被形成在发光层170上。这里，阴极电极180可以由铝、镁、银或其合金制成。在这种情况下，阴极电极180具有相对小的厚度以透射来自发光层170的光。
替代地，阴极电极180可以由透明导电材料制成，例如铟镓氧化物(IGO)，但不限于此。
根据本公开的示例性实施方式的显示面板100可以是顶部发射型的，其中来自第一LED De1和第二LED De2的发光层170的光在与基板110相反的方向上被输出，即，通过阴极电极180被输出到外部。顶部发射型可以比具有相同尺寸的底部发射型具有更大的发射面积，并且因此可以具有提高的亮度和降低的功耗。
封装层190基本上在基板110的整个表面上面被形成在阴极电极180上。封装层190阻止水分或氧气从外部引入到第一LED De1和第二LED De2中。封装层190可以由单层或多层配置。例如，封装层190可以具有包括第一无机膜192、有机膜194和第二无机膜196的层压结构。这里，有机膜194可以用于覆盖在制造过程期间产生的异物。
触摸传感器单元TS被设置在封装层190上。如上所述，触摸传感器单元TS包括触摸缓冲层211、桥接电极212、触摸绝缘层213、光学间隙层220、触摸电极214和触摸保护层215。
触摸缓冲层211基本上在基板110的整个表面上面被形成在封装层190上。触摸缓冲层211阻止用于制造触摸传感器单元TS的桥接电极212和触摸电极214的化学溶液(例如，显影溶液或蚀刻溶液)或异物的渗透。因此，触摸缓冲层211保护LED De1和De2以免被损坏。
例如，触摸缓冲层211可以由诸如硅氧化物(SiO2)或硅氮化物(SiNx)的无机材料制成。此外，触摸缓冲层211可以由单层或多层配置。
在触摸缓冲层211上形成多个桥接电极212。桥接电极212可以被形成为对应于彼此相邻的第一子像素SP1、第二子像素SP2与第三子像素SP3之间和第一发光区域EA1与第二发光区域EA2之间的至少一部分。
桥接电极212电连接在由绝缘材料制成的触摸绝缘层213上形成的多个触摸电极214中的至少一些。如上所述，多个触摸电极214包括多个感测电极和多个驱动电极。多个感测电极和多个驱动电极被设置在同一平面上，并且桥接电极212被设置在与多个触摸电极214不同的层上。桥接电极212在感测电极与驱动电极的交叉区域处电连接相邻的感测电极或相邻的驱动电极。因此，桥接电极212阻止感测电极和驱动电极在彼此交叉的区域处短路。
桥接电极212可由选自钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、铜(Cu)、钕(Nd)、钨(W)的金属及其合金制成，但不限于此。桥接电极212可具有单层结构或多层结构。
触摸绝缘层213可以被形成在桥接电极212上。触摸绝缘层213被形成在基板110的基本上整个表面上。触摸绝缘层213使桥接电极212与多个触摸电极214的感测电极或驱动电极绝缘。此外，触摸绝缘层213被设置在桥接电极212之间并且使相邻的桥接电极212彼此绝缘。设置在触摸绝缘层213上的光学间隙层220由绝缘材料制成。因此，如果需要，可以选择性地省略触摸绝缘层213。
触摸绝缘层213包括用于电连接桥接电极212与触摸电极214的一部分的接触孔。触摸绝缘层213与桥接电极212的边缘重叠，并覆盖桥接电极212的边缘。触摸绝缘层213的接触孔暴露桥接电极212的上表面，并且桥接电极212通过接触孔与触摸电极214接触。
触摸绝缘层213可以由诸如硅氧化物(SiO2)或硅氮化物(SiNx)的无机材料制成。此外，触摸绝缘层213可以由单层或多层配置。
光学间隙层220被形成在触摸绝缘层213上。如上所述，光学间隙层220确保第一LED De1和第二LED De2与透镜层230的透镜232和234之间的光学间隙，以允许来自第一LEDDe1和第二LED De2的光在特定方向上被透镜232和234折射。因此，光学间隙层220提高了透镜232和234的效率。
在根据本公开的示例性实施方式的显示装置中，光学间隙层220包括子透镜层222、导光结构层224a和外涂层226。在下文中，导光结构层224也可以被称为圆柱形结构层224。虽然导光结构层可以具有适合于导光的任何形状，但是使用术语圆柱形结构层224，因为图2的实施方式示出了圆柱形形状结构。然而，本公开不限于这种形状，并且本领域普通技术人员可以用能够实现相同技术益处的不同形状来代替圆柱形形状。子透镜层222被形成在触摸绝缘层213上。子透镜层222被设置成与第一LED De1和第二LED De2重叠。子透镜层222设被置在触摸绝缘层213上，以与多个桥接电极212中的每一个的边缘重叠。
子透镜层222被形成为暴露多个桥接电极212中的每一个的上表面。因此，子透镜层222在触摸绝缘层213上被形成为与多个桥接电极212中的每一个的边缘重叠，并且不与触摸绝缘层213的接触孔重叠。因此，桥接电极212的通过触摸绝缘层213的接触孔暴露的上表面与触摸电极214接触。
子透镜层222包括多个子透镜222b。多个子透镜222b被设置成与第一LED De1和第二LED De2重叠。多个子透镜222b中的一些子透镜可以与桥接电极212的边缘重叠。
在一个实施方式中，多个子透镜222b可以具有选自半球形形状和球形形状的形状。
对应于第一LED De1的多个子透镜222b使从第一LED De1发射的光的损耗最小化或减小从第一LED De1发射的光的损耗，并且因此提高光提取效率。这将在后面详细描述。
圆柱形结构层224被形成在子透镜层222上。圆柱形结构层224被设置成与第一LEDDe1和第二LED De2重叠。圆柱形结构层224可以与多个桥接电极212中的每个桥接电极的边缘部分地重叠。
圆柱形结构层224被形成为暴露多个桥接电极212中的每一个的上表面。因此，桥接电极212的通过触摸绝缘层213的接触孔暴露的上表面与触摸电极214接触。
圆柱形结构层224包括多个导光结构224b。如上所述，多个导光结构224b在下文中也可以被称为多个圆柱形结构224b。然而，如上所述，导光结构不限于圆柱形形状结构，并且可以使用能够提供聚光效果以提高亮度和光效率的任何类型或任何形状的结构。
多个圆柱形结构224b中的每一个可被设置成与子透镜层222的多个子透镜222b的相应上部接触。在一个或更多个实施方式中，多个圆柱形结构224b是中空结构，图2的截面图示出圆柱形结构224b在外观上具有条形形状。也就是说，多个圆柱形结构224b具有管形状或管状形状。
在一个实施方式中，多个圆柱形结构224b中的每一个被设置成垂直于(或基本上垂直于)子透镜层222的下表面。因此，从子透镜层222的子透镜222b提取的光通过直立设置的圆柱形结构224b被垂直地定向，并且示出了会聚效应。由此，可以提高显示装置的正面亮度，并且也可以提高视角控制效率。
然而，在其他实施方式中，多个圆柱形结构224b中的每一个可以沿横向于子透镜层222的下表面的方向设置。因此，其他实施方式可能不要求圆柱形结构224b严格地垂直于子透镜层222的下表面。
此外，在一些实施方式中，多个圆柱形结构224b可以不被设置在所有子透镜222b上。也就是说，在一些情况下，圆柱形结构224b的数量可以小于子透镜222b的数量。
稍后将详细描述子透镜层222和光学间隙层220的圆柱形结构层224的详细配置。
如上所述，光学间隙层220包括外涂层226。外涂层226被设置成覆盖子透镜层222和圆柱形结构层224。也就是说，外涂层226诶设置成填充多个子透镜222b与多个圆柱形结构224b之间的空的空间，并且覆盖子透镜层222和圆柱形结构层224。因此，外涂层226使光学间隙层220的上表面平坦化。
为了便于处理，可以首先形成子透镜层222和圆柱形结构层224，然后通过施加外涂层组合物来形成外涂层226。因此，外涂层226在子透镜层222和圆柱形结构层224上面被形成为一体。然而，本公开不限于此。在形成多个子透镜222b之后，可以首先施加外涂层组合物以使多个子透镜222b的上表面平坦化。在形成多个圆柱形结构224b之后，可以二次施加外涂层组合物以使多个圆柱形结构224b的上表面平坦化。这样，也可以形成外涂层226。
触摸电极214被设置成覆盖桥接电极212的通过形成为彼此重叠的触摸绝缘层213的接触孔和光学间隙层220的接触孔暴露的上表面US，以及覆盖光学间隙层220的至少一部分。触摸电极214与桥接电极212的通过触摸绝缘层213的接触孔和光学间隙层220的接触孔暴露的上表面接触。此外，触摸电极214被设置成覆盖光学间隙层220的端部EP和光学间隙层220的上边缘UE。例如，光学间隙层220的端部EP可以是位于触摸电极214和触摸绝缘层213之间的部分。光学间隙层220的端部EP可以与桥电极212部分重叠，如图2所示。光学间隙层220的上边缘UE可以指被定为成与光学间隙层的顶表面TSS和侧表面SS相邻的部分。如图2所示，触摸电极214覆盖光学间隙层220的侧表面SS并且部分地覆盖光学间隙膜220的顶表面TSS。位于光学间隙层220的上边缘UE处的触摸电极214与子透镜222b和圆柱形结构224b中的一些部分重叠。
触摸电极214被形成为对应在相邻的第一子像素SP1、第二子像素SP2与第三子像素SP3之间，以便不影响第一发光区域EA1和第二发光区域EA的发光效率。替代地，触摸电极214通常被形成在第一发光区域EA1与第二发光区域EA之间的位置处，以便不影响发光效率。也就是说，在一个实施方式中，触摸电极214不被设置在对应于第一发光区域EA1和第二发光区域EA2的光学间隙层220上。在这种情况下，可以最小化或减小第一发光区域EA1和第二发光区域EA2的发光效率的降低。
触摸电极214可由选自钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、铜(Cu)、钕(Nd)、钨(W)的金属及其合金制成，但不限于此。触摸电极214可具有单层结构或多层结构。
触摸保护层215被形成在触摸电极214上和光学间隙层220上。在一个实施方式中，触摸保护层215被形成在基板110的基本上整个表面上。触摸保护层215保护触摸电极214免受诸如水分或氧气和其他外部异物的室外空气的影响。此外，在形成透镜层230的过程期间，触摸保护层215保护触摸电极214免受诸如蚀刻溶液的化学溶液的影响。
触摸保护层215可以由无机绝缘材料或有机绝缘材料制成，并且可以通过使无机绝缘材料层和有机绝缘材料层交替来设置。
例如，触摸保护层215可以由诸如硅氮化物(SiNx)、硅氧化物(SiOx)、铝氧化物(AlOx)或氮硅氧化物(SiON)的无机绝缘材料制成。替代地，触摸保护层215可以由诸如丙烯酸树脂、聚酯基树脂、环氧树脂或硅基树脂的有机绝缘材料制成，但不限于此。触摸保护层215可以由单层或多层配置。
透镜层230被设置在触摸保护层215上。如上所述，透镜层230包括设置在第一发光区域EA1中的第一透镜232和设置在第二发光区域EA2中的第二透镜234。第一透镜232和第二透镜234控制在彼此不同的方向上的视角，并且可以选择性地操作以实现广视角和窄视角。
在下文中，将参考图3至图5详细描述选择性地将第一模式实现为共享模式和将第二模式实现为私密模式的操作。
图3是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置的第一透镜的示意图。图4是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置的第二透镜的示意图。
如图3所示，第一透镜232是在X轴和Y轴方向上具有半圆形截面的半球形透镜。因此，第一透镜232控制X轴和Y轴方向上的视角。
例如，设置有具有半球形形状的第一透镜232的第一发光区域EA1可以在上下方向(例如，垂直方向)和左右方向(例如，水平方向)上一起都具有小于30度的窄视角。
然而，如图4所示，第二透镜234是在X轴方向上具有矩形截面并且在Y轴方向上具有半圆形截面的半圆柱形透镜。因此，第二透镜234控制(或调整)Y轴方向上的视角，但不控制第二透镜234的纵向方向(即，X轴方向)上的视角。
例如，设置有具有半圆柱形形状的第二透镜234的第二发光区域EA2可以在上下方向上具有小于30度的窄视角，并且在左右方向上具有大于60度的宽视角。
因此，当第一发光区域EA1工作时，可以实现上下方向上的私密模式和左右方向上的私密模式。同样，当第二发光区域EA2工作时，可以实现上下方向上的私密模式和左右方向的共享模式。
也就是说，在根据本公开的示例性实施方式的显示装置中，可以通过第一透镜232和第二透镜234始终实现上下方向上的窄视角。此外，可以在左右方向上选择性地实现共享模式和私密模式。
在下文中，将参考图5描述左右方向上的共享模式和私密模式。
图5是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置的共享模式操作和私密模式操作的示意图。
如图5所示，根据本公开的示例性实施方式的显示装置的像素PXL包括第一子像素SP1、第二子像素SP2和第三子像素SP3。此外，第一子像素SP1、第二子像素SP2和第三子像素SP3中的每一者包括第一发光区域EA1和第二发光区域EA2。
具有半球形形状的第一透镜232被设置在对应于第一发光区域EA1的位置处，并且具有半圆柱形形状的第二透镜234被设置在对应于第二发光区域EA2的位置处。
在共享模式中，第一发光区域EA1的第一LED De1熄灭(看到指示LED熄灭的深色阴影)，并且第二发光区域EA2的第二LED De2点亮。此外，从第二LED De2发射的光在Y轴方向(即，上下方向)上的视角由第二透镜234控制，并在X轴方向(即，左右方向)上输出，而不限制视角。换句话说，第二透镜234的视角是不同的，并且在大多数情况下大于第一透镜232的视角。
同时，在私密模式下，第一发光区域EA1的第一LED De1点亮，并且第二发光区域EA的第二LED De2熄灭。此外，从第一LED De1发射的光在上下方向以及左右方向上的视角由第一透镜232控制，然后输出。
如上所述，根据本公开的示例性实施方式的显示装置在上下方向(即，垂直方向)上具有窄视角。如果其被应用于车辆，则可以阻止由来自车辆的前车窗的图像的反射引起的驾驶员视野的阻挡。
此外，在共享模式中，可以显示在左右方向(例如，水平方向)上具有宽视角的图像。此外，在私密模式中，可以显示在左右方向上具有窄视角的图像。在共享模式中，驾驶员座椅和乘客座椅二者中的用户都可以查看图像。在私密模式下，驾驶员座椅和乘客座椅中的用户中的一个可以查看图像。例如，根据私密模式的一个实施方式，显示装置可以显示图像，使得坐在驾驶员座椅或乘客座椅上的用户中只有一个可以观看图像，但不能同时观看两者。也就是说，在一个实施方式中，在私密模式期间，沿左方向限制的视角的程度可以不同于沿右方向限制的视野的程度，使得坐在驾驶员座椅或乘客座椅上的用户中只有一个可以从显示装置观看到图像。例如，视角可以在左方向(例如，驾驶员座椅的方向)上被限制，而不在右方向(例如，乘客座椅的方向)上被限制，使得只有坐在乘客座椅上的用户可以从显示装置观看到图像。此外，可以在左右方向上选择性地实现共享模式和私密模式。
此外，当应用第一透镜232和第二透镜234以会聚光时，亮度与相同的面积尺寸相比增大。因此，本公开的显示装置可以降低驱动电压。由于第一发光区域EA1和第二发光区域EA2可以以较低的驱动电压工作，因此可以降低功耗，并且可以减小亮度和发热。因此，可以延长多个LED De1和De2的寿命。
如上所述，光学间隙层220被设置在触摸传感器单元TS中，并且对应于第一发光区域EA1的第一透镜232和对应于第二发光区域EA2的第二透镜234被设置在光学间隙层220上。在这种情况下，可以通过控制视角来选择性地实现共享模式和私密模式。然而，从第一发光区域EA1和第二发光区域EA2发射的光的一部分被第一透镜232和第二透镜234折射并输出。因此，正面亮度减小并且在视角方向上发生色偏移。因此，显示装置的光学特性和显示品质可能劣化。
此外，如果光学间隙层220被设置在触摸传感器单元TS中，则需要使光学间隙层220形成为预定厚度或更大，以确保足够的光学间隙。然而，设置在触摸传感器单元TS中以确保光学间隙的厚光学间隙层可导致以下问题。
首先，光学间隙层由透明树脂制成，当透明树脂被施加到确保光学间隙所需的厚度时，其不能均匀地固化。特别地，在与触摸绝缘层接触的深部分处的透明树脂不能被固化。
未固化光学间隙层可能具有弱粘附力，并且因此可导致不良粘附，例如界面剥离。
此外，光学间隙层的未固化部分用化学溶液(例如蚀刻溶液)蚀刻，以用于在后续过程中的显影以形成触摸电极，并且因此可以具有底切缺陷。随着光学间隙层的厚度增大，这种缺陷变得更加严重。
为了解决上述问题，根据本公开的示例性实施方式的显示装置的光学间隙层220包括子透镜层222和圆柱形结构层224。
在下文中，将参考图2、图6、图7A、图7B和图7C详细描述光学间隙层220的子透镜层222和圆柱形结构层224中的每一者。
图6是图2的区域A的放大图。图7A、图7B和图7C是示出根据本公开的示例性实施方式的光学间隙层的局部区域的立体图。特别地，图7A是子透镜222b的透视图，图7B是导光结构224b的透视视图，并且图7C是根据本公开的示例性实施方式的光学间隙层的局部区域的透视图。
如上所述，光学间隙层220包括子透镜层222、圆柱形结构层224和外涂层226。
首先，子透镜层222包括在触摸绝缘层213上设置成与第一发光区域EA1和第二发光区域EA2中的每一者重叠的多个子透镜222b。多个子透镜222b被设置成与第一LED De1和第二LED De2中的每一者重叠。在第一发光区域EA1中，设置单个第一LED De1，并且第一透镜232被设置成对应于第一LED De1。在第二发光区域EA2中，设置单个第二LED De2，并且第二透镜234被设置成对应于第二LED De2。多个子透镜222b被设置成对应于单个第一LEDDe1，并且多个子透镜222b被设置成对应于单个第二LED De2。因此，对应于第一LED De1的多个子透镜222b的数量大于对应于第一LED De1的第一透镜232的数量。此外，对应于第二LED De2的多个子透镜222b的数量大于对应于第二LED De2的第二透镜234的数量。例如，两个或更多个子透镜222b可以被设置成对应于单个第一LED De1，并且两个或更多个子透镜222b可以被设置成对应于单个第二LED De2。然而，本公开不限于此。设置在第一发光区域EA1中的第一透镜232和子透镜222b的数量以及设置在第二发光区域EA2中的第二透镜234和子透镜222b的数量可以根据以上描述的需要或设计而被不同地设置。
多个子透镜222b中的每一个在附图中被示出为半球形透镜，但不限于此。又例如，多个子透镜222b中的每一个可以是半圆柱形透镜。又如，多个子透镜222b中的一些可以是半球形透镜，而其他子透镜可以是半圆柱形透镜。
多个子透镜222b可以规则地对准，或者可以以Z字形图案或随机地对准。
构成显示装置的相应层中的每一层由彼此不同的材料制成，因此具有不同的折射率。这些层被设计成从LED到显示装置的显示表面逐渐减小。例如，触摸缓冲层和触摸绝缘层可以具有1.7至1.8的折射率，并且光学间隙层可以具有1.5至1.6的折射率。如果如上所述设计折射率，则可以容易地将从LED发射的光提取到外部。然而，当光以阈值角度或更大角度从高折射率层入射到低折射率层时，在界面处发生全反射。因此，以阈值角度或更大角度从LED入射的光的一部分不能被提取到外部，并且由于全反射而在每层的界面处损失。
根据本公开的示例性实施方式的显示装置设置有子透镜层222，并且因此可以最小化或减少由于全反射而损失的光的量。具体地，子透镜层222包括多个子透镜222b。多个子透镜222b可以形成低折射率结构以降低入射光的入射角，并且引起散射和衍射以最小化或减少由于全反射而损失的光的量。因此，可以提高光提取效率。
例如，多个子透镜222b中的每个子透镜可以具有1nm至5μm的半径R1。在该范围内，可以由多个子透镜222b形成低折射率结构，因此可以提高光提取效率。
例如，子透镜层222可以具有5μm或更小的厚度。在该范围内，光提取效率相比于现有技术中的显示装置的光提取效率提高。
多个子透镜222b提供大的表面积。因此，子透镜层222增强了界面粘附力。因此，可以解决因粘附力下降导致的不良粘附、脱落或底切等缺陷。
例如，子透镜层222(即，多个子透镜222b中的每一个)可以包含透明树脂和纳米颗粒。
如上所述，如果透明树脂被施加得较厚以确保光学间隙并被固化，则其不能均匀地固化。特别地，在深部分处的透明树脂不能固化。光学间隙层的未固化深部分具有弱粘附力，并且因此导致表面上的各种缺陷，诸如不良粘附、底切等。
为了解决上述技术问题，混合纳米颗粒以增强透明树脂的粘附力。纳米颗粒分散在透明树脂中。如果纳米颗粒分散在透明树脂中，则表面粗糙度增加，并且因此界面粘附力增强。因此，子透镜层222的界面粘附力进一步增强。因此，可进一步阻止缺陷，例如不良粘附、脱离或底切。
例如，透明树脂可以包括选自丙烯酸树脂、硅氧烷基树脂、聚酰亚胺基树脂、聚酰胺基树脂、环烯烃基树脂和氟基树脂中的一种或更多种。优选地，透明树脂可以是丙烯酸树脂或硅氧烷基树脂，其具有优异的光学特性，并且可以容易地获得。诸如降冰片烯组或坚硬(adamantly)组的结构化合物可以根据需要选择性地联接到透明树脂。
例如，纳米颗粒可以选自富勒烯、二氧化硅、氧化锆(ZrO2)和二氧化钛(TiO2)。这些纳米颗粒可提高表面粗糙度而不劣化光学特性，并且因此增强子透镜层222的界面粘附力。
例如，纳米颗粒可以具有球形形状、圆柱形形状或中空形状。特别地，如果纳米颗粒具有中空形状，则其具有低折射率。因此，还可以提高光提取效率。
圆柱形结构层224被设置在子透镜层222上。圆柱形结构层224包括在子透镜层222上设置成与第一发光区域EA1和第二发光区域EA2中的每一者重叠的多个圆柱形结构224b。多个圆柱形结构224b在子透镜层222上设置成与第一LED De1和第二LED De2中的每一者重叠。
多个圆柱形结构224b被设置成与多个子透镜222b的相应上部接触。多个圆柱形结构224b可以被设置成分别与多个子透镜222b接触。也就是说，单个圆柱形结构224b可以被设置成与单个子透镜222b接触。然而，本公开不限于此，并且两个或更多个圆柱形结构224c、224d也可以被设置在单个子透镜222b上，如图8所示。
圆柱形结构224c和圆柱形结构224d可以与圆柱形结构224b相同，但位于光学间隙层220’内的不同层，如图8所示。例如，圆柱形结构224b可以位于第一层，圆柱形结构224c可以位于在第一层上的第二层，并且圆柱形结构224d可以位于在第二层上的第三层。
以这种方式堆叠的圆柱形结构可以进一步提高显示装置的光效率和亮度。虽然结构224b、224c、224d中的各个圆柱形结构可以基本上彼此相同，但是圆柱形结构224b所在的第一层中的圆柱形结构的数量可以不同于圆柱形结构224c所在的第二层中的圆柱形结构的数量。此外，圆柱形结构224d所在的第三层中的圆柱形结构的数量可以不同于圆柱形结构224c所在的第二层中的圆柱形结构的数量。在其他实施方式中，位于相应的第一层、第二层和第三层中的圆柱形结构的数量可以彼此相同。然而，如图8所示，每个圆柱形结构可以以顶部圆柱形结构不堆叠成与底部圆柱形结构精确重叠的方式被安装在另一个圆柱形结构的顶部上。这样的布置还可以提高会聚效果，该会聚效果可以提高显示装置的光效率和亮度。
在一个实施方式中，(第一层中的圆柱形结构224b的)圆柱形结构的半径可以不同于(第二层中的圆柱形结构224c的)圆柱形结构的半径或(第三层中的圆柱形结构224d的)圆柱状结构的半径。
此外，在另一个实施方式中，尽管图8中未示出，但第一层中的圆柱形结构224b可以具有与第二层中的圆柱形结构224c相同的半径(或与第三层中的圆柱形结构224d相同的半径)。此外，在一些情况下，圆柱形结构可以被精确地安装在彼此的顶部上。也就是说，第二层中的圆柱形结构224c可以被精确地安装在第一层中的圆柱形结构224b的顶部上，并且第三层中的圆柱形结构242d可以被精确地被安装在圆柱形结构224c的顶部上。
多个圆柱形结构224b被分别直立地设置在多个子透镜222b上。也就是说，在一个实施方式中，子透镜层222的下表面垂直于(或者基本垂直于)多个圆柱形结构224b中的每一个。单个圆柱形结构224b可以被直立地设置在单个子透镜222b上。然而，本公开不限于此，并且两个或更多个圆柱形结构224b也可以被直立地设置在单个子透镜222b上，如图8所示。
虽然将圆柱形结构224b精确地直立(或垂直)堆叠在单个子透镜222b上具有一些技术优势，但在其他实施方式中不需要这样做。也就是说，圆柱形结构224b可以被安装在单个子透镜222b上，但不以垂直的方式安装，只要这种布置会聚光使得显示装置的亮度增加即可。因此，其他实施方式可能不要求将圆柱形结构224b严格垂直于子透镜222b。
根据一个实施方式，圆柱形结构224b可以是垂直对准填料。例如，垂直对准填料可以选自碳纳米管、硅基纳米管和丙烯酸纳米管。这些材料具有垂直对准特性，并且因此可提高光的线性度。如果使用碳纳米管作为垂直对准填料，则可以使用单壁碳纳米管或多壁碳纳米管(例如双壁碳纳米管)。
例如，圆柱形结构224b可以通过允许上述材料直接在子透镜层222上直立生长来形成。又例如，圆柱形结构224b可以通过自组装而直立地设置在子透镜层222上。然而，本公开不限于此。
包括直立设置的多个圆柱形结构224b的圆柱形结构层224比子透镜层222具有更高的折射率。因此，从子透镜层222提取的光可以容易地被输出。具体地，直立设置的多个圆柱形结构224b使从子透镜层222提取的光会聚，并且提高光的线性度，以阻止光在对角线方向而不是正向方向上的泄漏。因此，可以提高显示装置的亮度。特别地，根据本公开的示例性实施方式的显示装置可以同时提高具有权衡关系的正面亮度和视角控制效率。此外，提高了对角线方向上的色偏移，并且因此可以提高光学特性和显示质量。
此外，根据本公开的显示装置可以降低驱动电压。由于显示装置可以以较低的驱动电压工作，因此可以减小功耗。由于亮度和发热减少，所以LED的寿命提高。
在一个实施方式中，多个圆柱形结构224b中的每一个的半径R2小于子透镜222b的半径R1。在这种情况下，从子透镜222b提取的光的线性度提高，并且可以通过会聚光来提高亮度。
例如，多个圆柱形结构224b中的每一个可以具有10nm或更大的高度H。在该范围内，从子透镜222b提取的光的线性度提高，并且光的会聚效果提高。因此，可以大大提高亮度。
例如，圆柱形结构层224可以具有1μm或更大的厚度。在这种情况下，从子透镜222b提取的光的线性度提高，并且足够的光学间隙被确保。从而提高了视角控制效率。
同时，图7C示出了多个圆柱形结构224b在子透镜层222上被形成为单层的结构。然而，本公开不限于此。
图8是示出根据本公开的另一示例性实施方式的光学间隙层220’的局部区域的立体图。
参考图8，多个圆柱形结构224b也可以在子透镜层222上被层压为多层。图8示出了多个圆柱形结构224b在子透镜层222上被层压为三层的结构。然而，本公开不限于此。
如果多个圆柱形结构224b被层压为多层，则光的线性度和光的会聚可以进一步提高。
如上所述，光学间隙层220包括外涂层226。外涂层226被设置成覆盖子透镜层222和圆柱形结构层224。也就是说，外涂层226被设置成填充多个子透镜222b与多个圆柱形结构224b之间的空的空间，并且覆盖子透镜层222和圆柱形结构层224。因此，外涂层226使光学间隙层220的上表面平坦化。
外涂层226可以由透明树脂制成。例如，外涂层226可以由选自丙烯酸树脂、硅氧烷基树脂、聚酰亚胺基树脂、聚酰胺基树脂、环烯烃基树脂、氟基树脂、感光亚克力、苯并环丁烯和聚酰胺中的一种或更多种制成，但不限于此。
同时，在形成光学间隙层220之后，通过沉积过程形成触摸电极214。与主要由诸如透明树脂的有机材料制成的光学间隙层220不同，触摸电极214由金属制成。透明树脂的热膨胀系数(CTE)比金属高数倍。由于CTE的差异，在触摸电极214被形成在光学间隙层220上时，可能不容易沉积触摸电极214，并且可能发生沉积失败。两种不同材料之间的CTE的较大差异导致在高温过程期间施加到材料中的每一种的应力的较大差异。因此，可能发生翘曲或剥离。
因此，可以向外涂层226添加多功能交联剂，以便使光学间隙层220的CTE类似于金属的CTE。如果多功能交联剂与透明树脂混合，则透明树脂可以在被固化的同时交联，并且因此可以减小CTE。因此，光学间隙层220与触摸电极214之间的CTE的差异降低。因此，沉积触摸电极214变得容易，并且可以阻止沉积故障的发生。
可容易获得的丙烯酸酯基化合物可用作多功能交联剂。例如，具有3至9个官能团的丙烯酸酯基化合物可用作多功能交联剂。优选地，具有6至9个官能团的丙烯酸酯可以用作多功能交联剂。此外，可以一起使用官能团的数量不同的两种或更多种类型的多功能交联剂。如果使用具有6到9个官能团的多功能交联剂，则进一步增加外涂层226的交联密度。因此，可以进一步降低触摸电极214的CTE的差异。
光学间隙层220确保第一LED De1和第二LED De2与透镜层230的透镜232和234之间的光学间隙，并且因此提高透镜232和234的效率。然而，光学间隙层220增大触摸传感器单元TS的厚度，这导致触摸灵敏度降低。
为了补偿触摸灵敏度的降低，可以将分子筛施加到外涂层226。分子筛减小外涂层226的介电常数，从而减小寄生电容。因此，尽管在触摸传感器单元TS中设置具有大厚度的光学间隙层220，但是根据本公开的示例性实施方式的显示装置也具有优异的触摸灵敏度。
例如，分子筛可以是中孔二氧化硅。对于特定的示例，诸如SBA-15的中孔二氧化硅可用于分子筛。然而，本公开不限于此。
例如，光学间隙层220可以具有3.6或更小的介电常数，并且优选地具有从2.8至3.6的介电常数。在该范围内，触摸灵敏度极大地提高。
这样，光学间隙层220被形成为预定厚度或更大以确保光学间隙。例如，光学间隙层220可以具有2μm至20μm的厚度。在这种情况下，可以确保第一LED De1和第二LED De2与透镜层230之间的足够的光学间隙，并且因此可以提高效率。优选地，光学间隙层220可以被形成为6μm至14μm的厚度。在该范围内，透镜232和234的效率好得多。光学间隙层220的厚度被定义为从子透镜层222的下表面到外涂层226的上表面。
本公开提供一种显示装置，在该显示装置中光学间隙层220被设置在触摸传感器单元TS中，并且透镜层230被设置在触摸传感器单元TS上。因此，显示装置可以控制视角。
此外，本公开的光学间隙层220包括子透镜层222、圆柱形结构层224和外涂层226。子透镜层222的多个子透镜222b减少从LED De1和De2发射的光的全反射，然后提高光提取效率。此外，子透镜层222具有大的表面积结构，因此增强界面粘附力。因此，可以解决诸如不良粘附或底切的缺陷。
此外，圆柱形结构层224包括多个圆柱形结构224b，从而提高从子透镜层222入射的光的线性度，并会聚光。
因此，根据本公开的显示装置同时提高了正面亮度和视角控制效率。因此，提供了光学特性和显示质量提高效果。
在下文中，将参考示例实施方式和比较例更详细地描述本公开的效果。然而，以下示例实施方式被阐述以说明本公开，但是本公开的范围不限于此。
[实验示例1]
1)示例实施方式1
如图2所示，包括子透镜层和圆柱形结构层的光学间隙层(6μm厚)嵌入其中的触摸传感器单元被设置在显示面板上。此外，透镜层被层压在触摸传感器单元上以制造视角可被控制的显示装置。
2)比较例1
准备具有传统结构而没有用于控制视角的光控膜的显示面板。
3)比较例2
制造显示装置，在该显示装置中用于控制视角的光控膜被层压在显示面板上。
4)比较例3
触摸传感器单元被设置在显示面板上，并且单独的光学间隙层被设置在触摸传感器单元上。此外，透镜层被设置在光学间隙层上以制造视角可被控制的显示装置。使用透明树脂使光学间隙层被形成为具有6μm厚度的单层结构。
分析根据示例实施方式1和比较例1至3制备的每个显示装置的每个视角的亮度分布，其结果如表1和图9A至图9D所示。
图9A是示出根据示例实施方式1的显示装置的每个视角的亮度分布的曲线图，并且图9B是示出根据比较例1的显示装置的每个视角的亮度分布的曲线图。图9C是示出根据比较例2的显示装置的每个视角的亮度分布的曲线图，并且图9D是示出根据比较例3的显示装置的每个视角的亮度分布的曲线图。
一起参照表1和图9B，没有光控膜的比较例1的显示装置具有每个视角均匀的亮度分布，如图9B所示。此外，比较例1的显示装置在上下方向上以30度具有56％的相对亮度，这确认了该视角不被控制。
一起参照表1和图9C，包括光控膜的比较例2的显示装置在上下方向上以30度具有9％的相对亮度，这确认了视角控制效率优异。然而，比较例2的显示装置显示出比比较例1的显示装置更低的85％的正面亮度。
一起参照表1和图9D，比较例3的包括通过触摸传感器单元中的单个透明树脂层和触摸传感器单元上的透镜层配置的光学间隙层的显示装置在上下方向上以30度具有7％的相对亮度，这确认了视角控制效率优异。然而，比较例3的显示装置显示出与比较例2的显示装置的正面亮度相当的低的正面亮度。
相反，示例实施方式1的显示装置在上下方向上以30度呈现出100％的正面亮度和5％的相对亮度，这确认了其具有优异的正面亮度并且视角控制效率最优异。特别地，在与比较例3的其中光学间隙层如在示例实施方式1的显示装置中一样嵌入触摸传感器单元中显示装置相比时，提高了示例实施方式1的显示装置的正面亮度和视角控制效率。
通过形成具有与示例实施方式1的显示装置的结构相同的结构的光学间隙层并在其上形成金属电极图案来制造附加样品。然后，评估光学间隙层的介电常数、光固化灵敏度、粘附性、剩余膜比和触摸灵敏度。作为评估的结果，光学间隙层在目标范围内均具有2.9(100kHz)的介电常数和100mJ/cm2的光固化灵敏度。此外，对光学间隙层进行横切测试以评估粘附性。结果，光学间隙层具有5B的优异的粘附力，以及95％的优异的剩余膜比。此外，利用根据本公开的示例性实施方式的光学间隙层，触摸灵敏度为43dB，这确认了触摸感测性能被极大地提高。
结果，可以看出，如果包括子透镜层和圆柱形结构层的光学间隙被层嵌入在根据本公开的触摸传感器单元中，则可以同时提高具有权衡关系的正面亮度和视角控制效率。
本公开的示例性实施方式还可以描述如下：
根据本公开的一个方面，一种显示装置包括：基板；多个发光二极管LED，多个LED被设置在所述基板上；封装层，所述封装层被设置成覆盖所述多个LED；触摸传感器单元，所述触摸传感器单元被设置在所述封装层上；以及透镜层，所述透镜层被设置在所述触摸传感器单元上，其中，所述触摸传感器单元包括：多个桥接电极，所述多个桥接电极被设置在所述封装层上；光学间隙层，所述光学间隙层被设置在所述桥接电极上，以暴露所述多个桥接电极中的每个桥接电极的至少一部分；以及触摸电极，所述触摸电极被设置成与暴露的所述多个桥接电极中的每个桥接电极接触，并且所述光学间隙层包括：子透镜层，所述子透镜层被设置成与所述多个LED对应；圆柱形结构层，所述圆柱形结构层在所述子透镜层上被设置成与所述多个LED对应；以及外涂层，所述外涂层覆盖所述子透镜层和所述圆柱形结构层，以使上表面平坦化。
可以在所述基板上限定有多个子像素，并且所述多个子像素中的每个子像素可以包括设置在所述基板上的第一LED和第二LED，并且所述透镜层可以包括使来自所述第一LED的光折射的第一透镜和使来自所述第二LED的光折射的第二透镜。
所述显示装置还可以包括堤部，所述堤部在所述基板上被设置成对应在彼此相邻的所述子像素之间以及所述第一LED与所述第二LED之间，其中，所述多个桥接电极和所述触摸电极可以被设置成对应于所述堤部，并且所述第一透镜可以被设置成与所述第一LED重叠，并且所述第二透镜可以被设置成与所述第二LED重叠。
所述第一透镜可以是半球形透镜，并且所述第二透镜可以是半圆柱形透镜。
所述子透镜层可以包括多个子透镜，所述多个子透镜被设置成与所述第一LED和所述第二LED中的每一者重叠，并且所述圆柱形结构层可以包括多个圆柱形结构，所述多个圆柱形结构被设置成与所述第一LED和所述第二LED中的每一者重叠。
所述多个圆柱形结构可以被设置成与所述多个子透镜的相应上部接触。
所述圆柱形结构中的每个圆柱形结构可以被设置成垂直于所述子透镜层的下表面。
至少一个圆柱形结构可以在一个子透镜上被设置成与所述子透镜层的所述下表面垂直。
所述多个圆柱形结构可以在所述子透镜层上被层压为多层。
与所述第一LED重叠的子透镜的数量可以大于与所述第一LED重叠的第一透镜的数量，并且与所述第二LED重叠的子透镜的数量可以大于与第二LED重叠的所述第二透镜的数量。
所述多个子透镜中的每个子透镜可以是选自半球形透镜和半圆柱形透镜中的任一种。
所述子透镜层可以包含透明树脂和纳米颗粒，并且所述多个圆柱形结构可以被配置为垂直对准填料，所述垂直对准填料可以选自碳纳米管、硅基纳米管和丙烯酸纳米管。
所述透明树脂为可以选自丙烯酸树脂、硅氧烷基树脂、聚酰亚胺基树脂、聚酰胺基树脂、环烯烃基树脂和氟基树脂中的一种或更多种。
所述纳米颗粒可以是选自富勒烯、二氧化硅、氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)中的一种或更多种。
所述圆柱形结构中的每个圆柱形结构的半径可以小于所述多个子透镜中的每个子透镜的半径。
所述光学间隙层可以具有2μm至20μm的厚度，所述子透镜层可以具有5μm或更小的厚度，并且所述圆柱形结构层可以具有1μm或更大的厚度。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年12月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2022-0190339的优先权，其公开内容通过引用合并于此。

Claims (21)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：
基板；
多个发光二极管LED，所述多个LED在所述基板上；
封装层，所述封装层在所述多个LED上；
触摸传感器单元，所述触摸传感器单元在所述封装层上；以及
透镜层，所述透镜层在所述触摸传感器单元上，
其中，所述触摸传感器单元包括：
多个桥接电极，所述多个桥接电极在所述封装层上；
光学间隙层，所述光学间隙层在所述桥接电极上，以暴露所述多个桥接电极中的每个桥接电极的至少一部分；以及
触摸电极，所述触摸电极与暴露的所述多个桥接电极中的每个桥接电极接触，并且
所述光学间隙层包括：
子透镜层，所述子透镜层被设置成与所述多个LED对应；
圆柱形结构层，所述圆柱形结构层在所述子透镜层上以与所述多个LED对应；以及
外涂层，所述外涂层在所述子透镜层和所述圆柱形结构层上。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在所述基板上限定有多个子像素，并且
所述多个子像素中的每个子像素包括在所述基板上的第一LED和第二LED，并且
所述透镜层包括使来自所述第一LED的光折射的第一透镜和使来自所述第二LED的光折射的第二透镜。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述显示装置还包括：
堤部，所述堤部在所述基板上以对应在彼此相邻的所述子像素之间以及所述第一LED与所述第二LED之间，
其中，所述多个桥接电极和所述触摸电极被设置成对应于所述堤部，并且
所述第一透镜被设置成与所述第一LED重叠，并且所述第二透镜被设置成与所述第二LED重叠。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述第一透镜包括半球形透镜，并且所述第二透镜包括半圆柱形透镜。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述子透镜层包括多个子透镜，所述多个子透镜与所述第一LED和所述第二LED中的每一者重叠，并且
所述圆柱形结构层包括多个圆柱形结构，所述多个圆柱形结构与所述第一LED和所述第二LED中的每一者重叠。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述多个圆柱形结构与所述多个子透镜的相应上部接触。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，至少一个圆柱形结构在一个子透镜上被设置成与所述子透镜层的下表面垂直。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述多个圆柱形结构在所述子透镜层上被层压为多层。
9.根据权利要求5所述的显示装置，其中，与所述第一LED重叠的子透镜的数量大于与第一LED重叠的所述第一透镜的数量，并且
与所述第二LED重叠的子透镜的数量大于与所述第二LED重叠的第二透镜的数量。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述子透镜层包含透明树脂和纳米颗粒，并且
所述圆柱形结构层包括被配置为垂直对准填料的多个圆柱形结构，并且
所述垂直对准填料选自碳纳米管、硅基纳米管和丙烯酸纳米管。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述透明树脂为选自丙烯酸树脂、硅氧烷基树脂、聚酰亚胺基树脂、聚酰胺基树脂、环烯烃基树脂和氟基树脂中的一种或更多种。
12.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述纳米颗粒为选自富勒烯、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛中的一种或更多种。
13.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述多个圆柱形结构中的每个圆柱形结构的半径小于所述多个子透镜中的每个子透镜的半径。
14.一种显示装置，所述显示装置包括：
第一发光区域，所述第一发光区域在基板上；
第一发光二极管，所述第一发光二极管被设置为与所述第一发光区域重叠；
光学间隙层，所述光学间隙层在所述第一发光二极管上，所述光学间隙层包括：
多个子透镜，所述多个子透镜与所述第一发光二极管重叠；
透镜层，所述透镜层在所述光学间隙层上，所述透镜层包括与所述多个子透镜重叠的第一透镜。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述光学间隙层包括：
多个导光结构，所述多个导光结构在所述透镜层与所述多个子透镜之间，并且
其中，所述多个导光结构与所述第一透镜重叠。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，相应的导光结构包括圆柱形结构，并且相应的子透镜包括半球形形状。
17.根据权利要求15所述的显示装置，所述显示装置包括：
触摸电极，所述触摸电极在所述光学间隙层上，
其中，所述触摸电极暴露所述光学间隙层的顶表面，
其中，所述光学间隙层的被所述触摸电极暴露的顶表面与所述透镜层的第一透镜重叠，
其中，所述光学间隙层包括覆盖所述多个子透镜和所述多个导光结构的外涂层，并且
其中，所述外涂层的顶表面与所述触摸电极接触。
18.根据权利要求15所述的显示装置，所述显示装置包括：
第二发光区域，所述第二发光区域与所述第一发光区域相邻；以及
第二发光二极管，所述第二发光二极管与所述第二发光区域重叠，
其中，所述光学间隙层包括：
多个第二子透镜，所述多个第二子透镜与所述第二发光二极管重叠；以及
多个第二导光结构，所述多个第二导光结构在所述多个第二子透镜上，
其中，所述透镜层包括与所述多个第二子透镜和所述多个第二导光结构重叠的第二透镜，并且
其中，所述第二透镜包括半圆柱形透镜，所述半圆柱形透镜具有与包括半球形透镜的第一透镜不同的视角。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，相应的第二光导结构包括圆柱形结构，并且相应的第二子透镜包括半球形形状。
20.根据权利要求15所述的显示装置，其中，所述光学间隙层包括：
多个第二导光结构，所述多个第二导光结构在所述多个导光结构上，
其中，所述多个第二导光结构的数量与所述多个导光结构的数量不同。
21.根据权利要求15所述的显示装置，其中，所述多个导光结构中的每个导光结构分别在所述子透镜上。
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