KR101850951B1 - 터치 스크린 패널 일체형 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는, 기판 상에 형성된 복수의 화소들과; 상기 화소들과 대응되는 상부면에 형성되고, 도전성 물질이 함유된 컬러필터 패턴들과; 상기 컬러필터 패턴들 사이에 형성되는 블랙 매트릭스가 포함되며, 상기 컬러필터 패턴들은 이와 인접한 컬러필터 패턴들과 전기적으로 연결되어 터치 스크린 패널의 감지전극들로 사용됨을 특징으로 한다.

Description

터치 스크린 패널 일체형 표시장치{display device integrated touch screen panel}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 터치 스크린 패널 일체형 표시장치에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다.
이를 위해, 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같이 영상표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있으며, 이 중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지패턴이 주변의 다른 감지패턴 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환한다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 일반적으로 액정표시장치, 유기 전계발광 표시장치와 같은 평판표시장치의 외면에 부착되어 구성되는데, 별도로 제작된 터치 스크린 패널과 평판표시장치를 서로 부착하여 사용할 경우 제품의 전체적인 두께를 증가시키고, 제조 원가를 상승시킨다는 문제점이 있다.
또한, 최근 들어 플렉서블한 평판표시장치가 개발되고 있는 추세이며, 이 경우 상기 플렉서블 평판표시장치 상에 부착되는 터치 스크린 패널 역시 플렉서블한 특성이 요구된다.
본 발명은 표시장치의 상부면에 형성되고, 도전성 물질이 함유된 컬러필터 패턴들이 터치 스크린 패널의 감지전극으로 사용되며, 상기 감지전극으로 동작하는 컬러필터 패턴들을 연결하는 연결라인들은 블랙매트릭스와 중첩되는 영역에 형성됨으로써, 두께의 최소화 및 제조 공정의 단순화를 구현하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 표시장치는, 기판 상에 형성된 복수의 화소들과; 상기 화소들과 대응되는 상부면에 형성되고, 도전성 물질이 함유된 컬러필터 패턴들과; 상기 컬러필터 패턴들 사이에 형성되는 블랙 매트릭스가 포함되며, 상기 컬러필터 패턴들은 이와 인접한 컬러필터 패턴들과 전기적으로 연결되어 터치 스크린 패널의 감지전극들로 사용됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 도전성 물질을 함유한 컬러필터 패턴들로 구현되는 감지전극들은, 제 1방향을 따라 연결되도록 형성된 다수의 제 1감지전극들과, 제 2방향을 따라 연결되도록 형성된 제 2 감지전극들로 구성되며, 상기 제 1감지전극들은 상기 제 1감지전극들을 제 1방향을 따라 연결하는 제 1연결라인들에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제 2감지전극들은 상기 제 2감지전극들을 제 2방향을 따라 연결하는 제 2연결라인들에 의해 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 제 1감지전극들 및 제 2감지전극들은 서로 대각선 방향으로 인접한 감지전극들이 연결되는 형상으로 구현된다.
또한, 상기 제 1감지전극들은 상, 하 지그재그 형태로 인접한 제 1감지전극들과 연결되고, 상기 제 2감지전극들은 좌, 우 지그재그 형태로 인접한 제 2감지전극들과 연결된다.
또한, 상기 제 1연결라인들 및 제 2연결라인들은 상기 블랙 매트릭스과 중첩되는 영역에 형성된다.
또한, 상기 제 1연결라인들과 제 2연결라인들이 교차되는 영역에는 그 사이에 절연막이 개재된다.
또한, 상기 도전성 물질은 금속 나노 입자(metal nano particle), 나노 와이어(nano wire), 그래핀(graphene) 중 하나이다.
또한, 상기 제 1 및 제 2감지전극은 각각 적어도 2 이상의 도전성 물질이 함유된 컬러필터 패턴들의 그룹으로 구현된다.
또한, 상기 하나의 제 1 또는 제 2감지전극으로 구현되는 컬러필터 패턴들의 그룹에 포함되는 컬러필터 패턴들은 내부 연결패턴에 의해 서로 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 블랙 매트릭스는 상기 컬러필터 패턴들과 동일면 상에서 상기 컬러필터 패턴들을 제외한 전 영역에 형성된다.
또한, 상기 화소들 각각은 유기발광소자 및 상기 유기발광소자와 연결된 구동 트랜지스터가 포함되어 구성된다.
또한, 상기 유기발광소자 전면에 봉지 박막이 형성될 수 있으며, 상 봉지 박막 상에 상기 복수의 화소들과 각각 대응되는 상기 도전성 물질이 함유된 복수의 컬러필터 패턴들이 형성된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 표시장치의 상부면에 형성되고, 도전성 물질이 함유된 컬러필터 패턴들이 터치 스크린 패널의 감지전극으로 사용되며, 상기 감지전극으로 동작하는 컬러필터 패턴들을 연결하는 연결라인들은 블랙매트릭스와 중첩되는 영역에 형성됨으로써, 표시장치 전체의 두께를 최소화하고, 제조 공정을 단순화할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 표시장치를 봉지 박막이 구비된 유기 전계발광 표시장치로 구현하는 경우, 상기 봉지 박막 상에 형성되고, 도전성 물질이 함유된 컬러필터 패턴들을 터치 스크린 패널의 감지전극으로 사용하여 콘트라스트 확보를 위해 구비되는 편광판을 제거할 수 있으므로 두께를 최소화함과 아울러 플렉서블 특성을 구현할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 표시장치 상부면의 일부 영역을 개략적으로 나타내는 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 감지전극의 일례를 도시한 요부 확대도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 표시장치 상부면의 일부 영역을 개략적으로 나타내는 평면도.
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 일부 영역(I-I')에 대한 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 표시장치 상부면의 일부 영역을 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 감지전극의 일례를 도시한 요부 확대도이다.
본 발명은 터치 스크린 패널이 일체화된 표시장치를 그 대상으로 하는 것으로, 도 1, 2를 참조하면 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은 표시장치의 상부면(1)에 형성되는 컬러필터 패턴들(210)을 감지전극(220)으로 활용함을 특징으로 한다.
이 때, 상기 표시장치의 상부면(1)은 복수의 화소들(미도시)이 형성된 표시장치의 하부기판에 대응되는 것으로, 이는 상부기판 또는 봉지 박막으로 구현될 수 있다.
즉, 상기 표시장치의 상부면(1)에는 하부기판 상에 형성된 복수의 화소들과 각각 대응되도록 복수의 컬러필터 패턴들(210)이 형성되어 있고, 상기 컬러필터 패턴들 사이에는 블랙매트릭스(300)가 형성되어 있다.
또한, 상기 표시장치는 유기전계 발광 표시장치 또는 액정표시장치가 될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 실시예는 상기 표시장치의 상부면(1)에 형성되고, 도전성 물질이 함유된 컬러필터 패턴들(210)이 터치 스크린 패널의 감지전극(220)으로 사용되며, 상기 감지전극(220)으로 동작하는 컬러필터 패턴들(210)을 연결하는 연결라인들(220a1, 220b1)은 블랙매트릭스(300)와 중첩되는 영역에 형성되어 구현된다.
상기 컬러필터 패턴들(210)은 표시장치의 하부기판 상에 형성된 복수의 화소들과 각각 대응되는 것으로, 적, 녹, 청색을 구현하는 물질로 구현될 수 있다.
일 예로, 인접한 3개의 컬러필터 패턴들(210)이 각각 적, 녹, 청색을 구현하며, 이에 상기 3개의 컬러필터 패턴들이 하나의 단위 화소를 이룰 수 있는 것이다. 이 경우 상기 3개의 컬러필터 패턴들에 대응되는 하부기판 상의 각 화소들이 하나의 단위 화소를 이루게 된다.
본 발명의 실시예에서는 상기 컬러필터 패턴들(210)이 적, 녹, 색을 나타낼 뿐 아니라, 앞서 언급한 바와 같이 터치 스크린 패널의 감지전극(220)으로서의 동작을 구현함을 특징으로 하며, 이를 위해 상기 컬러필터 패턴들(210)에는 도전성 물질이 함유된다.
이 때, 상기 도전성 물질로는 금속 나노 입자(metal nano particle), 나노 와이어(nano wire), 그래핀(graphene)이 될 수 있다.
즉, 기존의 컬러필터 패턴을 구현하는 물질에 상기 도전성 물질을 혼합한 뒤, 이를 인쇄 공정 등을 이용하여 상기 표시장치의 상부면에 형성함으로써, 본 발명의 실시예에 의한 컬러필터 패턴(210)이 구현되는 것이다.
따라서, 도 1에서의 컬러필터 패턴(210)과 감지전극(220)은 다른 도면부호로 사용하였으나, 동일한 구성요소인 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널은, 도전성 물질을 함유한 컬러필터 패턴들로 구현되는 감지전극들(220)과, 상기 감지전극들(220)을 본딩 패드부(20a)를 통해 외부의 구동회로(미도시)와 연결하기 위한 감지라인들(230)으로 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 본딩 패드부(20a)는 각각의 감지라인들(230)과 연결되는 복수의 본딩 패드들(21)로 구성된다.
이 때, 상기 다수의 감지전극들(220)이 형성된 영역은 표시장치의 하부기판 상에 형성된 복수의 화소들(미도시)과 대응되는 영역으로서, 터치 위치를 검출하는 표시영역(500)이며, 상기 감지전극들(220)과 전기적으로 연결되는 감지라인들(230) 및 본딩 패드부(20a)가 형성된 영역은 상기 표시영역(500) 외곽에 구비되는 비표시 영역(510)이다.
상기 비표시 영역(510)은 도시된 바와 같이 빛이 투과되지 않는 물질로 구현되는 블랙 매트릭스(300)에 의해 덮여 있으며, 상기 블랙 매트릭스(300)는 상기 표시영역(500)에 형성된 각각의 컬러필터 패턴들(210) 사이에도 형성되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 스크린 패널의 구조를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 도전성 물질을 함유한 컬러필터 패턴들(210)로 구현되는 감지전극들(220)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1방향(X축 방향)을 따라 연결되도록 형성된 다수의 제 1감지전극들(220a)과, 제 2방향(Y축 방향)을 따라 연결되도록 형성된 제 2 감지전극들(220b)로 구현되며,
이 때, 상기 제 1감지전극들(220a)은 상기 제 1감지전극들(220a)을 제 1방향을 따라 연결하는 제 1연결라인들(220a1)에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제 2감지전극들(220b)은 상기 제 2감지전극들(220b)을 제 2방향을 따라 연결하는 제 2연결라인들(220b1)에 의해 전기적으로 연결된다.
도 1, 2에 도시된 실시예의 경우 상기 제 1감지전극들(220a) 및 제 2감지전극들(220b)은 서로 대각선 방향으로 인접한 감지전극들이 연결되는 형상으로 구현되는 것으로서, 상기 제 1감지전극들(220a)는 상, 하 지그재그 형태로 인접한 제 1감지전극들과 연결되고, 상기 제 2감지전극들(220b)는 좌, 우 지그재그 형태로 인접한 제 2감지전극들(220b)과 연결된다.
또한, 도시된 바와 같이 상기 제 1연결라인들(220a1)과 제 2연결라인들(220b1)은 서로 교차될 수 있으며, 상기 교차되는 제1 연결라인들(220a1)과 제2 연결라인들(220b1) 사이에는 안정성 확보를 위한 절연막(240))이 개재된다.
단, 앞서 언급한 바와 같이 상기 제 1, 2연결라인들(220a1, 220b1)은 모두 블랙 매트릭스에 의해 완전히 덮인다.
즉, 상기 제 1, 2연결라인들(220a1, 220b1)은 불투명한 저저항 물질을 이용하여 형성됨이 바람직하며, 이는 상기 블랙 매트릭스(300)과 중첩되는 위치에 형성되므로, 사용자에 의해 시인되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 제 1, 2연결라인들(220a1, 220b1)은 상기 도전성 물질을 함유한 컬러필터 패턴들(210)로 구현되는 감지전극들(220)과 함께 인쇄 가능한 전도성 잉크로 구현될 수도 있다.
또한, 상기 감지라인들(230)은, 각각 제 1방향 라인 단위 및 제 2방향 라인 단위의 제 1 및 제 2감지셀들(220a, 220b)과 전기적으로 연결되어, 이들을 본딩 패드부(20a)를 통해 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로(미도시)와 연결한다.
이러한 감지라인들(230)은 영상이 표시되는 표시영역 외곽부에 위치한 비표시영역(510)에 배치되는 것으로, 재료 선택의 폭이 넓어 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 물질로 형성될 수 있으며, 상기 감지라인들(230) 또한 블랙 매트릭스(300)와 중첩되는 위치에 형성되므로, 사용자에 의해 시인되는 것이 방지된다.
전술한 바와 같은 터치 스크린 패널은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널로, 사람의 손 또는 스타일러스 펜 등과 같은 접촉물체가 접촉되면, 도전성 물질을 함유한 컬러필터 패턴들로 구현되는 감지전극들(220)으로부터 감지라인들(230) 및 본딩 패드부(20a)를 경유하여 구동회로(미도시) 측으로 접촉위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 그러면, X 및 Y 입력처리회로(미도시) 등에 의해 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 의해 접촉위치가 파악된다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예의 경우 터치 스크린 패널의 감지전극으로 도전성 물질을 함유한 컬러필터 패턴들(210) 각각이 사용되는 것을 그 예로 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 실제 터치 스크린 패널에 구비되는 감지전극(220)은 표시장치의 하부기판에 형성된 화소보다 큰 면적으로 구현됨이 바람직하다.
즉, 도 1, 2에 도시된 실시예는 상기 표시장치의 하부기판에 형성된 화소와 동일한 면적을 갖는 감지전극(220)으로 구현됨을 설명하고 있으나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 도전성 물질을 함유한 컬러필터 패턴들(210)을 일정한 단위로 그룹화하여 이를 하나의 감지전극으로 활용하는 것이 가능하다.
이에 도 3에 도시된 실시예는 복수의 컬러필터 패턴들(310)이 하나의 감지전극(320)으로 구현되는 것으로서, 특히 인접한 4개의 컬러필터 패턴 즉, 2*2 단위의 컬러필터 패턴들(310)이 하나의 감지전극(320)으로 구현되는 예를 설명한다.
다만, 이 경우도 본 발명에 의한 하나의 실시예에 불한 것이며, 인접한 복수의 컬러필터 패턴들(310)로서 1*3, 3*1, 3*3, 6*6 단위 등 다양한 형태의 조합으로 상기 감지전극(320)을 구현할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 스크린 패널 일체형 표시장치 상부면의 일부 영역을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
다만, 앞서 언급한 바와 같이 도 3의 실시예는 인접한 4개의 컬러필터 패턴 즉, 2*2 단위의 컬러필터 패턴들(310)이 하나의 감지전극(320)으로 구현되는 점에서만 도 1, 2의 실시예와 상이하므로, 도 1, 2의 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 3을 참조하면, 인접한 4개 즉, 2*2 단위의 컬러필터 패턴들(310)이 하나의 감지 전극(320)을 구현함을 특징으로 한다. 이 때 상기 하나의 감지 전극(320)을 구현하는 복수의 컬러필터 패턴들(310)은 내부 연결패턴(321, 322)을 통해 전기적으로 연결된다.
이와 같이 복수의 컬러필터 패턴들(310)로 구현되는 감지 전극들(320)은 도 3에 도시된 바와 같이 제 1방향(X축 방향)을 따라 연결되도록 형성된 다수의 제 1감지전극들(320a)과, 제 2방향(Y축 방향)을 따라 연결되도록 형성된 제 2 감지전극들(320b)로 구현되며,
이 때, 상기 제 1감지전극들(320a)은 상기 제 1감지전극들(320a)을 제 1방향을 따라 연결하는 제 1연결라인들(320a1)에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제 2감지전극들(320b)은 상기 제 2감지전극들(320b)을 제 2방향을 따라 연결하는 제 2연결라인들(320b1)에 의해 전기적으로 연결된다.
도 3에 도시된 실시예의 경우 역시 상기 제 1감지전극들(320a) 및 제 2감지전극들(320b)은 서로 대각선 방향으로 인접한 감지전극들이 연결되는 형상으로 구현되는 것으로서, 상기 제 1감지전극들(320a)는 상, 하 지그재그 형태로 인접한 제 1감지전극들과 연결되고, 상기 제 2감지전극들(320b)는 좌, 우 지그재그 형태로 인접한 제 2감지전극들(320b)과 연결된다.
또한, 도시된 바와 같이 상기 제 1연결라인들(320a1)과 제 2연결라인들(320b1)은 서로 교차될 수 있으며, 상기 교차되는 제1 연결라인들(320a1)과 제2 연결라인들(320b1) 사이에는 안정성 확보를 위한 절연막(미도시)이 개재된다.
즉, 상기 제 1, 2연결라인들(320a1, 320b1)은 불투명한 저저항 물질을 이용하여 형성됨이 바람직하며, 이는 상기 블랙 매트릭스(300)과 중첩되는 위치에 형성되므로, 사용자에 의해 시인되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 제 1, 2연결라인들(320a1, 320b1)은 상기 도전성 물질을 함유한 컬러필터 패턴들(310)로 구현되는 감지전극들(320)과 함께 인쇄 가능한 전도성 잉크로 구현될 수도 있다.
또한, 상기 감지라인들(230)은, 각각 제 1방향 라인 단위 및 제 2방향 라인 단위의 제 1 및 제 2감지셀들(320a, 320b)과 전기적으로 연결되어, 이들을 본딩 패드부(20a)를 통해 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로(미도시)와 연결한다.
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 일부 영역(I-I')에 대한 단면도이다.
도 4에 도시된 실시예는 표시장치로서 유기전계 발광 표시장치를 그 예로 설명하였으나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 도전성 물질이 함유된 컬러필터 패턴을 터치 스크린 패널의 감지전극으로 사용하는 표시장치에 적용 가능하다.
또한, 도 4에 도시된 실시예는 봉지 박막이 적용되는 유기전계 발광 표시장치를 그 예로 설명하였으나, 이 외에도 화소가 형성되는 하부기판과 실런트에 의해 밀봉되는 봉지 기판이 적용되는 유기전계 발광 표시장치도 적용 가능하다.
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 특정 영역에 대한 단면도로서, 인접한 제 2감지전극들(220b) 및 이를 연결하는 제 2연결라인(220b1)에 대응되는 영역의 단면도이다.
이 때, 상기 제 2감지전극들(220b)은 도전성 물질을 함유한 컬러필터 패턴들(도 1의 210)로 구현되며, 상기 각각의 컬러필터 패턴들(210)은 하부기판(100)에 형성된 각 화소의 발광영역 즉, 유기발광소자(120)와 대응되도록 형성된다.
또한, 상기 각 화소의 발광영역은 도 4에 도시된 바와 같이 각 화소별로 구비된 구동 트랜지스터(110)의 드레인 전극(118)과 각각 접속되는 애노드 전극(122)과, 상기 애노드 전극 상에 형성되어 소정의 색을 발광하는 유기발광층(124) 및 상기 유기발광층을 포함한 전면에 형성되는 캐소드 전극(126)으로 구현되는 것으로서, 상기 각 화소별 발광영역을 통해 출사되는 광이 이에 대응되는 컬러필터 패턴(220b, 도 1의 210)을 투과하여 소정의 영상을 디스플레이 하는 것이다.
도 4에 도시된 실시예는 유기전계 발광 표시장치로서, 이를 구현하는 각 화소에는 복수개의 트랜지스터, 캐패시터 및 유기발광소자가 포함되어 있다.
다만, 도 4에서는 설명의 편의를 위해 인접한 각 화소에 포함되는 구성요소들 중 상기 유기발광소자(120)를 구현하는 애노드 전극(122), 유기발광층(124) 및 캐소드전극(126)과; 상기 애노드 전극(122)과 전기적으로 연결되는 구동 트랜지스터(110)와; 상기 유기발광소자(120)에 대응되는 상부면에 형성된 컬러필터 패턴들(220b, 도 1의 210)과; 상기 컬러필터 패턴들 사이에 형성되는 블랙 매트릭스(300)를 중심으로 설명하도록 한다.
단, 본 발명의 실시예는 상기 컬러필터 패턴들에 도전성 물질이 함유되어 있어 이들을 터치 스크린 패널의 감지전극(220b)으로 사용하고, 상기 감지전극(220b)으로서의 컬러필터 패턴들(도 1의 210)을 전기적으로 연결하는 연결라인(220b1)이 구비됨을 특징으로 한다.
도 4를 참조하면, 상기 구동 트랜지스터(110)는 각 화소별로 구비되는 것으로서, 기판(100) 상에 형성된 반도체층(112), 상기 반도체층과 중첩되는 영역에 형성된 게이트 전극(114), 상기 반도체층의 양측에 전기적으로 접속되는 소스/드레인 전극(116/118)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 각 화소별로 유기발광소자(120)가 형성되는데, 상기 유기발광소자(120)는 상기 구동 트랜지스터(110)의 드레인 전극(118) 각각 접속되는 애노드 전극(122)과, 상기 애노드 전극(122) 상에 형성되어 소정의 색을 발광하는 유기발광층(124) 및 상기 유기발광층을 포함한 전면에 형성되는 캐소드 전극(126)으로 구현된다.
단, 도시된 바와 같이 각 화소는 상기 애노드 전극(122) 측면에 형성되는 화소정의막(Pixel Defining Layer: PDL, 130)에 의해 구분되며, 이에 상기 유기발광층(124)은 상기 화소정의막(130)이 개구된 각 화소의 영역에 형성된다. 즉, 각 화소의 발광영역은 상기 화소정의막(130)에 의해 정의된다.
이 때, 상기 화소정의막(130)은 BCB(benzocyclobutene), 아크릴계 포토레지스트, 페놀계 포토레지스트 또는 이미드계 포토레지스트를 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 유기발광층(124)은 진공증착법, 잉크젯 프린트법 또는 레이저 열전사법을 사용하여 형성될 수 있다. 나아가, 상기 유기발광층(124)의 상부 또는 하부에 정공주입층, 정공수송층, 정공억제층, 전자수송층 또는 전자주입층이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 화소 내에 구비된 유기발광소자(120)를 보호하기 위하여 유기발광소자(120) 전면에 봉지 박막(140)이 형성되며, 상기 봉지 박막(140)은 외부로부터 침투될 수 있는 산소와 수분을 보다 효과적으로 차단하기 위하여, 복수의 유기막 및 무기막의 적층 구조로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 봉지 박막(140) 상에 상기 복수의 화소들과 각각 대응되도록 복수의 컬러필터 패턴들(220b, 도 1의 210)이 형성되어 있고, 상기 컬러필터 패턴들 사이에는 블랙매트릭스(300)가 형성되어 있음을 특징으로 한다.
기존의 유기 전계발광 표시장치는 상기 각 화소별 유기발광소자를 통해 적, 녹, 청색의 빛을 발광하므로 별도의 컬러필터 패턴이 형성되지 않았다.
그러나, 기존의 구조 즉, 별도의 컬러필터 패턴이 형성되지 않는 경우 상기 유기발광소자에서 발광되는 빛은 외부광의 세기에 따라 콘트라스트가 크게 감소하는 단점이 있으며, 이를 극복하기 위해 외부광 차단용 편광판을 부착해야 했다.
즉, 상기 편광판은 외부광을 차단하기 위한 원편광판으로, 외부로부터 입사되는 외부광은 편광판(150)을 통해 입사되고, 입사된 외부광은 캐소드 전극에 의해 반사되어 그의 편광방향이 바뀌게 된다.
따라서, 입사된 외부광은 편광판을 투과하지 못하게 되어 외부로 나오지 못하고 소멸 간섭을 일으키게 되어, 외부광을 차단시킴으로써 콘트라스트를 향상시키게 되는 것이다.
그러나, 이와 같이 편광판을 부착하게 되면 표시장치 전체의 두께가 커지게 되는 단점이 있으며, 이는 최근의 추세인 플렉서블 표시장치를 적용함에 큰 문제가 된다.
즉, 플렉서블 표시장치를 구현하기 위해 표시장치 전체 두께를 수 um로 구현하여야 하나, 이보다 두꺼운 편광판을 부착하게 되면 플렉서블 기능이 상당히 약화되는 것이다.
이에 본 발명의 실시예에서는 상기 편광판을 부착하지 않고서도 표시장치의 콘트라스트 저하 문제를 극복하기 위해 각 화소에 대응되는 영역에 컬러필터 패턴(220b, 도 1의 210)을 형성한다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 구조에 의할 경우 컬러필터 패턴(220b, 도 1의210)이 외부광을 흡수하고, 상기 컬러필터 패턴 사이에 형성되는 블랙 매트릭스(300)를 통해 외부광을 차단함으로써, 편광판을 제거하더라도 콘트라스트 저하 문제를 극복할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예는 앞서 상세히 설명한 바와 같이 상기 컬러필터 패턴들이 적, 녹, 색을 나타낼 뿐 아니라, 도전성 물질을 함유함을 통해 터치 스크린 패널의 감지전극(220b)으로서의 동작을 구현함을 특징으로 합니다.
도 4에 도시된 실시예의 경우 상기 감지전극들(제 2감지전극들)(220b)은 도전성 물질을 함유한 컬러필터 패턴들(도 1의 210)로서, 상기 감지전극들(220b)은 연결라인(제 2연결라인)(220b1)에 의해 전기적으로 연결됨을 통해 터치 스크린 패널의 감지전극으로서의 동작을 수행하게 된다.
또한, 상기 연결라인(220b1)은 상기 블랙 매트릭스(300)와 완전히 중첩되는 위치에 형성되므로, 사용자에 의해 시인되는 것도 방지될 수 있다.
이와 같은 상기 감지전극들(220b) 및 연결라인(220b1) 전면에는 보호막(400)이 형성되며, 이를 통해 표시장치 전체의 두께를 최소화하면서 플렉서블 특성을 구현할 수 있는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치를 구현할 수 있는 것이다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
110: 구동 트랜지스터 120: 유기발광소자
130: 화소정의막 140: 봉지 박막
220, 320: 감지 전극 210, 310: 컬러필터 패턴
220a, 320a: 제 1감지전극 220a1, 320a1: 제 1연결라인
220b, 320b: 제 2감지전극 220b1, 320b1: 제 2연결라인
300: 블랙 매트릭스

Claims (13)

  1. 기판 상에 형성된 복수의 화소들과;
    상기 화소들 각각과 대응하도록 상기 화소들 각각의 상부에 서로 분리되어 형성되고, 도전성 물질이 함유된 컬러필터 패턴들과;
    상기 컬러필터 패턴들 사이에 형성되는 블랙 매트릭스가 포함되며,
    상기 컬러필터 패턴들은 이와 인접한 컬러필터 패턴들과 전기적으로 연결되어 터치 스크린 패널의 감지전극들로 사용됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 물질을 함유한 컬러필터 패턴들로 구현되는 감지전극들은, 제 1방향을 따라 연결되도록 형성된 다수의 제 1감지전극들과, 제 2방향을 따라 연결되도록 형성된 제 2감지전극들로 구성되며,
    상기 제 1감지전극들은 상기 제 1감지전극들을 상기 제 1방향을 따라 연결하는 제 1연결라인들에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제 2감지전극들은 상기 제 2감지전극들을 상기 제 2방향을 따라 연결하는 제 2연결라인들에 의해 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1감지전극들 및 제 2감지전극들은 서로 대각선 방향으로 인접한 감지전극들이 연결되는 형상으로 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1감지전극들은 상, 하 지그재그 형태로 인접한 제 1감지전극들과 연결되고, 상기 제 2감지전극들은 좌, 우 지그재그 형태로 인접한 제 2감지전극들과 연결됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1연결라인들 및 제 2연결라인들은 상기 블랙 매트릭스와 중첩되는 영역에 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1연결라인들과 제 2연결라인들이 교차되는 영역에는 그 사이에 절연막이 개재됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 금속 나노 입자(metal nano particle), 나노 와이어(nano wire), 그래핀(graphene) 중 하나임을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2감지전극들 각각은 적어도 2 이상의 도전성 물질이 함유된 컬러필터 패턴들의 그룹으로 구현됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2감지전극들 중 어느 하나를 구현하는 컬러필터 패턴들의 그룹에 포함되는 컬러필터 패턴들은 내부 연결패턴에 의해 서로 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 컬러필터 패턴들과 동일면 상에서 상기 컬러필터 패턴들을 제외한 전 영역에 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 화소들 각각은 유기발광소자 및 상기 유기발광소자와 연결된 구동 트랜지스터가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 유기발광소자 전면에 봉지 박막이 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 봉지 박막 상에 상기 복수의 화소들과 각각 대응되는 상기 도전성 물질이 함유된 복수의 컬러필터 패턴들이 형성됨을 특징으로 하는 터치 스크린 패널 일체형 표시장치.
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