KR101902138B1 - 터치 스크린, 그의 제조 방법, 및 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시내용은 인-셀 터치 스크린, 그 제조 방법, 및 표시 장치를 제공한다. 터치 스크린은 베이스 기판 위에 배치된 픽셀 영역을 포함한다. 픽셀 영역은 픽셀 영역을 절연시키도록 구성되는 제1 배리어에 의해 둘러싸여 있다. 픽셀 영역은 제1 전극; 제1 전극 위에 배치된 발광 층; 및 발광 층 위에 배치된 제2 전극을 포함한다. 제2 전극은 픽셀 영역 외부의 제3 전극과 전기적으로 접속될 수 있도록 제1 배리어의 개구에 걸쳐 확장된다.

Description

터치 스크린, 그의 제조 방법, 및 표시 장치{TOUCH SCREEN, FABRICATION METHOD THEREOF, AND DISPLAY APPARATUS}
본 출원은 2015년 11월 20일자로 출원된 중국 특허 출원 제201510811842.X호의 우선권을 주장하며, 그 개시내용은 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 개시내용은 일반적으로 표시 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 터치 스크린, 그의 제조 방법, 및 표시 장치에 관한 것이다.
OLED(Organic Light-Emitting Diode) 표시 패널은 발광을 위해 유기 재료를 이용하고, 낮은 동작 전압, 빠른 응답, 높은 발광 효율, 넓은 시야 각, 및 큰 동작 온도 범위 등의 이점을 가질 수 있다. OLED 표시 패널은 얇고 가벼우며 저전력 소모, 및 곡면 또는 가요성 표면의 설계 목적을 가진 표시 장치에 대한 대중적인 선택이 된다.
기존의 OLED 기반 터치 제어 표시 장치는 주로 도 1에 도시된 바와 같은 온-셀(on-cell) 구조를 채택한다. OLED 표시 패널(01) 및 터치 패널(02)이 별도로 제조된 다음, 함께 본딩되어 접착 재료(03)를 사용하여 완전한 터치 표시 장치를 형성한다. 별도의 캡슐화가 필요할 수 있고, 이러한 구조로 인해 전체 두께가 증가할 수 있다.
인-셀(in-cell) 터치 제어 표시 장치는 상이한 구조를 채택하는데, 여기서 터치 제어 전극이 표시 패널 내부에 배치된다. 필름 층은 제조 프로세스에서 세그먼트화 및 천공을 필요로 할 수 있고, OLED에 사용되는 유기 재료는 다른 유형의 재료에 비해 물 및 산소 조건에 대해 보다 엄격한 요건을 갖는다. 현재, OLED 제조는 주로 진공 증발 프로세스(vacuum evaporation process)를 채택하는데, 이는 천공 및 패턴 세그먼트화를 어렵게 만들고 비용이 많이 들기 때문에 인-셀 터치 제어 OLED 장치를 실현하기에 바람직하지 않다.
본 개시내용은 OLED 패널 기반의 인-셀 터치 스크린을 달성하기 위해 인-셀 터치 스크린, 그의 제조 방법, 및 표시 디바이스를 제공한다.
하나의 양태에서, 터치 스크린이 개시되는데, 이는 베이스 기판 위에 배치된 픽셀 영역을 포함한다. 픽셀 영역은 픽셀 영역을 절연시키도록 구성되는 제1 배리어에 의해 둘러싸여 있다. 픽셀 영역은 제1 전극; 제1 전극 위에 배치된 발광 층; 및 발광 층 위에 배치된 제2 전극을 포함한다. 제2 전극은 픽셀 영역 외부의 제3 전극과 전기적으로 접속될 수 있도록 제1 배리어의 개구에 걸쳐 확장된다.
터치 스크린의 일부 실시예에서, 제1 배리어는 그 안에 배열된 갭을 포함하는 이중 벽 구조를 갖지며, 전극 리드 와이어가 갭에 배치되고 제1 배리어의 개구에 걸친 제2 전극과 전기적으로 접속된다.
터치 스크린의 일부 실시예에서, 제1 배리어는 상이한 높이의 상이한 부분을 포함할 수 있고, 예를 들어, 제1 부분 및 제2 부분을 포함할 수 있다.
제1 부분의 제1 높이는 제1 전극, 발광 층, 및 제2 전극의 두께의 합보다 크거나 같도록 구성될 수 있는 반면, 제2 부분의 제2 높이는 제1 전극과 발광 층의 두께의 합보다 크거나 같지만, 제1 전극, 발광 층, 및 제2 전극의 두께의 합보다 작도록 구성될 수 있다. 개구는 제2 부분 상에 배열된다.
터치 스크린의 일부 실시예에서, 픽셀 영역은 적어도 하나의 제2 배리어에 의해 각각 분리 및 절연되는 복수의 서브 픽셀 영역을 추가로 포함할 수 있다. 복수의 서브 픽셀 영역 각각은 제1 전극의 세그먼트를 포함하도록; 그리고 제2 전극은 복수의 서브 픽셀 영역 및 적어도 하나의 제2 배리어 위에 배치되도록 구성된다.
적어도 하나의 제2 배리어 각각은 제1 전극의 두께보다 크거나 같지만, 제1 전극과 발광 층의 두께의 합보다 낮은 높이를 갖도록 구성될 수 있다.
대안적으로, 적어도 하나의 제2 배리어 각각은 제1 전극과 발광 층의 두께의 합보다 크거나 같지만, 제1 전극, 발광 층, 및 제2 전극의 두께의 합보다 낮은 높이를 갖도록 구성될 수 있다.
일부 바람직한 실시예에서, 제2 전극은 감소된 기생 용량 및 향상된 터치 제어 능력을 갖도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 제2 전극은 중공 영역(hollow region) 및 비-중공 영역(non-hollow region)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제2 배리어 각각은, 중공 영역 및 비-중공 영역에 각각 대응하는 제1 부분 및 제2 부분을 포함할 수 있고, 제1 부분의 높이는 제2 부분의 높이보다 크다.
일부 실시예에서, 제1 부분의 높이는 제1 전극, 발광 층, 및 제2 전극의 두께의 합보다 크거나 같도록 구성될 수 있는 반면; 제2 부분의 높이는 제1 전극의 두께보다 크거나 같고, 제1 전극, 발광 층, 및 제2 전극의 두께의 합보다 작도록 구성될 수 있다.
위에서 설명한 터치 스크린의 임의의 실시예에서, 제1 전극은 애노드일 수 있고; 제2 전극은 캐소드 및 터치 제어 전극일 수 있으며; 발광 층은 적어도 하나의 유기 발광 재료를 포함할 수 있다.
위에서 설명한 터치 스크린의 임의의 실시예에서, 복수의 서브 픽셀 영역 각각은 베이스 기판과 제1 전극 사이에 배치되는 픽셀 제어 회로를 추가로 포함할 수 있다.
위에서 설명한 임의의 실시예에 따른 터치 스크린은 제2 전극 위에 배치되는 투명 커버를 추가로 포함할 수 있다.
제2 양태에서, 본 개시내용은 위에서 설명한 임의의 실시예에 따른 터치 스크린을 포함하는 표시 장치를 추가로 제공한다. 표시 장치는 이동 전화, 태블릿 컴퓨터, 텔레비전, 모니터, 노트북 컴퓨터, 디지털 액자, 또는 내비게이션 시스템 일 수 있다.
제3 양태에서, 본 개시내용은 위에서 설명한 바와 같은 터치 스크린을 제조하기 위한 방법을 추가로 제공한다. 본 방법에는 다음 단계들을 포함한다:
베이스 기판 위에 제1 전극 및 발광 층을 형성하는 단계; 및
솔루션 프로세스(solution process)를 통해 발광 층 위에 제2 전극을 형성하는 단계.
본 방법의 일부 실시예에서, 솔루션 프로세스는 잉크젯 프린팅일 수 있다.
본 방법의 일부 실시예에서, 제1 배리어는 그 안에 배열된 갭을 포함하는 이중 벽 구조를 갖도록 구성될 수 있고, 따라서, 솔루션 프로세스를 통해 발광 층 위에 제2 전극을 형성하는 단계는: 이중 벽 구조의 갭 내에 전극 리드 와이어를 동시에 형성하는 단계를 포함하며, 전극 리드 와이어는 제1 배리어의 개구에 걸친 제2 전극과 전기적으로 접속된다.
일부 실시예에서, 베이스 기판 위에 제1 전극 및 발광 층을 형성하는 단계 이전에, 본 방법은 베이스 기판 위에 제1 배리어를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 베이스 기판 위에 제1 배리어를 형성하는 단계는 패터닝 프로세스 및 에칭 프로세스를 포함할 수 있다.
다음의 설명들 및 첨부된 도면들을 고려하여 다른 실시예들 및 구현예들이 명백해질 수 있다.
일부 실시예를 보다 명확하게 예시하기 위해, 다음은 도면에 대한 간략한 설명이다. 다음의 설명에서의 도면은 단지 일부 실시예를 예시하기 위한 것으로, 도면에서 각각의 필름 층의 두께 및 형상이 구조의 실제 비율을 반드시 반영할 필요는 없다. 본 기술 분야의 통상의 기술자에게는, 이러한 도면들에 기초하여 다른 실시예들의 다른 도면들이 명백해질 수 있다.
도 1은 종래의 OLED 터치 제어 표시 스크린의 구조의 단면도이고;
도 2의 일부 실시예에 따른 인-셀(in-cell) 터치 스크린 구조의 단면이고;
도 3a는 일부 실시예에 따른 인-셀 터치 스크린의 픽셀 구조의 단면도이고;
도 3b는 일부 다른 실시예에 따른 인-셀 터치 스크린의 픽셀 구조의 단면도이고;
도 4는 일부 실시예에 따른 인-셀 터치 스크린의 픽셀 구조의 평면도이고;
도 5는 일부 실시예에 따른 인-셀 터치 스크린의 제조 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
다음에는, 본 명세서에 개시된 다양한 실시예의 도면을 참조하여, 본 개시내용의 실시예의 기술적 해결책이 명확하고 충분히 이해 가능한 방식으로 설명될 것이다. 설명된 실시예들은 본 개시내용의 실시예들의 전부가 아니라 단순히 일부라는 것은 명백하다. 본 개시내용의 설명된 실시예들에 기초하여, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 본 개시내용에 의해 보호하고자 하는 범위 내에 있는 다른 실시예(들)를 획득할 수 있다.
하나의 양태에서, 베이스 기판 위에 배치된, 복수의 픽셀 영역을 포함하는 터치 스크린이 개시된다. 각각의 픽셀 영역은, 픽셀 영역을 절연시키도록 구성되는 제1 배리어에 의해 둘러싸이고, 각각의 픽셀 영역은 제1 전극, 발광 층, 및 제2 전극을 포함한다.
발광 층은 제1 전극 위에 배치되고; 제2 전극은 발광 층 위에 배치된다. 제2 전극은 픽셀 영역 외부의 제3 전극과 전기적으로 접속될 수 있도록 제1 배리어의 개구에 걸쳐 확장하도록 구성된다.
위에서 설명한 바와 같은 터치 스크린에서, 제1 전극은 애노드일 수 있고, 제2 전극은 캐소드 및 터치 제어 전극일 수 있으며, 따라서 터치 스크린은 인-셀 터치 스크린이 될 수 있다.
각각의 픽셀 영역은 예를 들어 복수의 전계발광 서브 픽셀 영역 일 수 있는 복수의 서브 픽셀 영역을 추가로 포함할 수 있다. 서브 픽셀 영역들은 각각 적어도 하나의 제2 배리어에 의해 분리 및 절연된다. 복수의 서브 픽셀 영역 각각은 제1 전극의 세그먼트를 포함하도록 구성된다. 제2 전극은 복수의 서브 픽셀 영역과 적어도 하나의 제2 배리어 위에 배치되도록 구성된다.
일부 실시예에 따른 인-셀 터치 스크린이 도 2에 예시된다. 인-셀 터치 스크린은 매트릭스로 배열된 복수의 픽셀 영역을 포함한다. 각각의 픽셀 영역은 복수의 전계발광 서브 픽셀 영역(100)을 포함한다. 단지 하나의 전계발광 서브 픽셀 영역(100)이 도 2에 도시된다.
각각의 전계발광 서브 픽셀 영역(100)은, 베이스 기판(001) 위에 배치된 애노드(002) 및 발광 층(003)을 포함한다. 터치 스크린은, 복수의 픽셀 영역 각각에서 모든 전계발광 서브 픽셀 영역(100)의 발광 층(003) 위에 각각 배치된 복수의 터치 제어 전극(004)을 추가로 포함한다. 터치 제어 전극(004) 각각은 또한 각각의 전계발광 서브 픽셀 영역(100)의 캐소드의 역할을 할 수 있다.
전계발광 서브 픽셀 영역에서 발광 층(003)은 유기 발광 재료를 포함하고, 또한 전자 수송 층, 정공 저지 층, 전자 저지 층, 및 정공 수송 층과 같은 기능성 필름 층 등을 포함할 수 있다.
따라서, 본 개시내용의 이러한 실시예에 따른 설계를 통해, 캐소드는 인-셀 터치 제어를 달성하기 위해, OLED 패널을 위한 터치 제어 전극의 역할을 추가로 하도록 세그먼트화될 수 있다. 이와 같이, 터치 제어 표시 장치의 두께가 감소될 수 있고, 또한 얇고 가벼운 표시 장치를 위한 설계가 용이해 진다.
위에서 설명된 인-셀 터치 스크린에서, 상이한 이미지를 표시하도록 전계발광 서브 픽셀 영역들 각각의 발광을 제어하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같은 각각의 전계발광 서브 픽셀 영역(100)은 베이스 기판(001)과 애노드(002) 사이에 배치된 픽셀 제어 회로(005)를 또한 포함할 수 있다.
터치 스크린으로서 사용될 때, 스크린의 빈번한 가압(pressing)이 필요하기 때문에, 터치 제어 전극(004) 위에 투명 커버(006)가 배치될 수 있다. 스크린을 보호하는 것 이외에, 투명 커버(006)는 또한 물 및 산소가 전계발광 서브 픽셀 영역(100)을 손상하는 것을 저지할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 터치 제어 전극(004)을 제조하기 위해 잉크젯 프린팅이 사용될 수 있다. 잉크젯 프린팅 프로세스는 또한 애노드(002) 및 발광 층(003)을 형성하는데 이용될 수 있다.
또한, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 잉크젯 프린팅을 사용하여 패턴화된 터치 제어 전극(004)을 달성하기 위해, 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 인-셀 터치 스크린은: 터치 제어 전극(004) 각각을 분리하도록 구성된 제1 배리어(007); 및 각각의 픽셀 영역에서 동일한 터치 제어 전극(004) 아래에서 각각의 전계발광 서브 픽셀 영역(100)을 분리하도록 구성된 제2 배리어(008)를 추가로 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따른 제조 프로세스 동안, 베이스 기판(001) 위에 픽셀 제어 회로(005)의 제조를 완료한 후에, 제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008)가 먼저 형성될 수 있다. 다음으로, 제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008)의 상이한 높이를 이용함으로써 잉크젯 프린팅을 사용하여 애노드(002), 발광 층(003), 및 캐소드의 역할 또한 하는 터치 제어 전극(004)이 순차적으로 형성될 수 있다.
대안적으로, 베이스 기판(001) 위에 픽셀 제어 회로(005) 및 캐소드(002)를 제조하는 것을 끝낸 후에, 제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008)가 형성될 수 있고, 그 다음에, 제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008)의 상이한 높이를 이용함으로써 잉크젯 프린팅을 사용하여 발광 층(003) 및 터치 제어 전극(004)이 순차적으로 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008)의 패턴은 픽셀 제어 회로(005)를 제조하는데 사용된 것과 유사한 패턴 형성 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 애노드(002), 발광 층(003), 및 캐소드의 다양한 층의 설계 두께에 기초하여, 필요한 재료의 양이 정량화될 수 있다. 잉크젯 프린팅 장비는 미리 설정된 정확도와 속도로 이러한 필름 층들을 프린팅하도록 구성될 수 있다.
각각의 층의 기능이 상이하고, 제조 재료가 동일하지 않기 때문에, 미리 설정된 지침에 따른 미리 설정된 위치에 각각의 층이 프린팅될 수 있다. 잉크젯 프린팅 장비에서 노즐의 수는 하나 이상일 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 터치 제어 전극들(004)은 서로 절연되어 있기 때문에, 터치 제어 전극들(004) 각각에 상이한 시간에 상이한 전기 신호를 인가하기 위하여, 전극 리드 와이어들(009)이 제공될 수 있고 그들의 대응하는 터치 제어 전극들(004)에 각각 결합될 수 있다. 본 명세서에 개시된 일부 실시예에 따르면, 이러한 전극 리드 와이어(009)는 터치 제어 전극들(004) 사이의 갭에 배치될 수 있다.
전극 리드 와이어들(009) 및 터치 제어 전극들(004)을 동시에 제조하기 위해, 일부 실시예에서, 터치 제어 전극들(004) 사이의 갭에 배치되는 제1 배리어(007)는 제1 배리어(007)의 이중 벽 사이에 배열된 갭을 갖는 이중 벽 구조를 가질 수 있다.
이와 같이, 하나의 제1 배리어(007)의 이중 벽 구조의 갭에는 전극 리드 와이어(009)가 배치될 수 있고; 전극 리드 와이어(009)는 제1 배리어(007)의 이중 벽 구조의 하부에서 대응하는 터치 제어 전극(004)과 접속될 수 있는 반면, 이중 벽 구조의 다른 부분들은 여전히 2개의 이웃하는 터치 제어 전극(004)과 전극 리드 와이어(009)를 절연시킨다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 전극 리드 와이어들(009)은 각각 좌측의 터치 제어 전극들(004)에 접속된다. 일부 실시예에서, 접속은 접속을 위한 부분에서 사용되는 잉크의 양을 제어함으로써 행해질 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 예시된 바와 같은 일부 실시예에서, 제1 배리어들(007) 각각은 상이한 부분에서 상이한 높이를 갖도록 구성될 수 있어 상이한 기능을 제공할 수 있다. 특히, 제1 배리어들(007) 각각은, 제1 높이 및 제2 높이를 각각 갖는 제1 부분(007a) 및 제2 부분(007b)을 포함하며, 제1 높이는 제2 높이보다 크다.
전극 리드 와이어(009) 및 대응하는 터치 제어 전극(004)은 제1 배리어(007)의 제2 부분(007b) 위에서 전기적으로 접속된다. 제2 부분(007b)의 제2 높이는 애노드(002) 및 발광 층(003)의 두께의 합보다 크거나 같지만, 애노드(002), 터치 제어 전극(004) 및 발광 층(003)의 두께의 합보다 작도록 구성된다.
동시에, 전극 리드 와이어(009)가 다른 터치 제어 전극들(004)에 전기적으로 결합하여 바람직하지 않은 전기적 접속을 초래하는 것을 방지하기 위해서, 제1 배리어(007)의 제1 부분(007a)의 제1 높이는 애노드(002), 터치 제어 전극(004) 및 발광 층(003)의 두께의 합보다 크거나 같도록 구성된다.
일부 실시예에서, OLED 디스플레이는 백색 발광 층과 함께 컬러 필터를 이용함으로써 실현될 수 있다. 이 경우, 동일한 터치 제어 전극(004)에 의해 커버된 전계발광 서브 픽셀 영역들(100) 각각 내의 발광 층(003)은 세그먼트화될 필요가 없다.
예를 들어, 동일한 터치 제어 전극(004)에 의해 커버된 전계발광 서브 픽셀 영역들(100)의 각각에서 발광 층(003)은 일체형 층(integral layer)일 수 있지만, 3개의 상이한 컬러 필터가 포함되어 3개의 컬러 서브 픽셀을 형성할 수 있다.
위에서 언급한 일체형 발광 층(003)에 대해, 제2 배리어들(008)은 동일한 터치 제어 전극(004)에 의해 커버된 전계발광 서브 픽셀 영역들(100)의 각각의 애노드들(002) 만을 분리하도록 이용될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 이들 실시예에서, 제2 배리어(008)의 높이는 단지 애노드(002)의 두께보다 낮지 않을 필요가 있다. 애노드 층(002)는 동일한 서브 픽셀 영역(100) 내에서 서브 픽셀들 각각에 대응하는 복수의 애노드로 세그먼트화되기 때문에, 개개의 서브 픽셀 제어가 여전히 달성될 수 있다.
일부 다른 실시예에서, 전계발광 서브 픽셀 영역들(100)에서 사용되는 발광 재료들은 상이할 수 있어, 이로써 동일한 서브 픽셀 영역(100) 내에서 상이한 컬러, 예를 들어, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 방출할 수 있다. 이와 같이, 동일한 터치 제어 전극(004)에 의해 커버된 전계발광 서브 픽셀 영역들(100) 각각에서의 발광 층(003)은 R, G, B 서브 픽셀들 간의 색 교차(color crossing)를 피하기 위해 세그먼트화될 수 있다.
이 경우, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 배리어(008)는, 애노드(002)를 분리하는 것에 더해, 동일한 터치 제어 전극(004)에 의해 커버된 전계발광 서브 픽셀 영역들(100) 각각의 발광 층(003)을 분리하도록 또한 구성된다. 따라서, 제2 배리어(008)의 높이는 이러한 실시예에 따른 애노드(002)와 발광 층(003)의 두께의 합보다 크거나 같도록 구성될 수 있다.
전계발광 서브 픽셀 영역들(100) 각각을 커버하는 동일한 터치 제어 전극(004)의 연속성을 보장하기 위해, 제2 배리어들(008)의 높이는 애노드(002)와 발광 층(003)의 두께의 합보다 크거나 같지만 애노드(002), 터치 제어 전극(004) 및 발광 층(003)의 두께의 합보다 작을 필요가 있다. 이와 같이, 전계발광 서브 픽셀 영역들(100) 각각의 터치 제어 전극(004)은 제2 배리어들(008)에 의해 세그먼트화되지 않는다.
터치 제어 전극들(004)의 기생 커패시턴스를 감소시키고 터치 제어 기능을 향상시키기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 캐비티 또는 중공 영역이 본 개시내용의 일부 실시예에서 터치 제어 전극들(004)에 배열될 수 있다. 예를 들어, 중공 영역은 제2 배리어들(008)을 이용하여 터치 제어 전극들(004) 각각의 패턴으로 배열될 수 있다.
동일한 터치 제어 전극(004)의 연속성을 보장하기 위해, 제2 배리어(008)는도 4에 도시된 바와 같이 제1 부분(008a) 및 제2 부분(008b)을 포함할 수 있다. 제2 배리어(008)의 제1 부분(008a)은 제2 배리어(008)의 제2 부분(008b)의 높이보다 큰 높이를 갖는다.
제2 배리어(008)의 제1 부분(008a)은 위에서 언급한 바와 같이 중공 영역들을 형성하도록 구성되며, 이는 애노드(002), 터치 제어 전극(004) 및 발광 층(003)의 두께의 합보다 크거나 같은 높이를 갖는다.
제2 배리어(008)의 제2 부분(008b)은 비중공 영역에 구성되고, 제2 배리어(008)의 제2 부분(008b)의 높이는 애노드(002)의 두께보다 크거나 같고, 애노드(002), 터치 제어 전극(004) 및 발광 층(003)의 두께의 합보다 작도록 구성된다.
이와 같이, 이러한 위치에서 잉크젯 프린터로 프린팅할 때, 제2 배리어(008)의 제1 부분(008a)의 높이 및 잉크 용액의 중력 때문에, 이러한 위치에 터치 제어 전극(004)이 형성되지 않지만, 대신에 중공 영역이 형성되며, 이는 제2 배리어(008)의 제1 부분(008a)에 의해 점유된다.
도전성 터치 제어 전극(004)의 일부 부분은 절연성인 제2 배리어(008)의 제1 부분(008a)에 의해 대체되기 때문에, 터치 제어 전극(004)의 표면적이 효과적으로 감소되고, 이는 결과적으로 표면적에 비례하는 커패시턴스의 감소로 이어진다.
이와 같이, 동일한 터치 제어 전극(004)에 의해 커버된 전계발광 서브 픽셀 영역들(100) 각각의 애노드들(002) 사이의 절연이 달성될 수 있는 한편, 터치 제어 전극(004)은 실질적으로 연속적이다.
일부 실시예에서, 터치 제어의 테스트는 상호 커패시턴스 또는 자기 커패시턴스를 통해 수행될 수 있다.
터치 컨트롤 전극(004) 각각의 외부 윤곽의 형상은 도면에 예시된 예들과는 상이한 형상일 수 있고, 직사각형, 삼각형 또는 다이아몬드 등일 수 있다.
다른 양태에서, 위에서 설명한 인-셀 터치 스크린을 제조하는 방법이 제공된다. 방법은 다음 단계들을 포함한다:
베이스 기판 위에 제1 전극 및 발광 층을 형성하는 단계; 및
솔루션 프로세스를 통해 발광 층 위에 제2 전극을 형성하는 단계.
위의 방법에서, 제1 전극은 애노드일 수 있고, 제2 전극은 캐소드 및 터치 제어 전극일 수 있고, 솔루션 프로세스는 잉크젯 프린팅일 수 있다.
방법의 하나의 실시예가 도 5에 예시되는데, 이는 다음 단계들을 포함한다.
S501: 베이스 기판 위의 전계발광 서브 픽셀 영역들 각각에 애노드 층 및 발광 층을 형성하는 단계. 일부 실시예에서, 잉크젯 프린팅 방법은 베이스 기판 위의 전계발광 서브 픽셀 영역들 각각에 애노드 층 및 발광 층을 순차적으로 형성하는데 이용될 수 있다.
S502: 각각의 전계발광 서브 픽셀 영역의 발광 층 위에 캐소드로서 이중 용도로 상호 절연된 터치 제어 전극들을 형성하는 단계. 이 단계는 잉크젯 프린팅 방법을 사용하여 수행될 수 있으며, 이는 인-셀 터치 스크린의 제조 프로세스를 효과적으로 단순화할 수 있고 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 잉크젯 프린팅에 의해 패턴화된 필름 층들의 형성을 용이하게 하기 위해, 도 5에 도시된 바와 같은 방법은 단계 S502를 실행하기 전에 다음 단계를 추가로 포함할 수 있다:
S500: 터치 제어 전극들 각각을 분리하도록 구성된 복수의 제1 배리어 및 패터닝 및 에칭을 통해 베이스 기판 위에 대응하는 전계발광 서브 픽셀 영역들 각각을 분리하도록 구성된 복수의 제2 배리어를 형성하는 단계.
일부 실시예에서, 복수의 제1 배리어 및 복수의 제2 배리어는 1회의 패터닝 및 다수의 에칭 프로세스를 통해 형성될 수 있다. 에칭 단계의 수는 제1 배리어 및 제2 배리어의 특정 높이와 관련될 수 있다. 복수의 제1 배리어 및 복수의 제2 배리어가 단지 2개의 상이한 높이를 포함한다면, 2회의 에칭 프로세스가 이용될 수 있다.
예를 들어, 터치 제어 전극들(004) 각각에 대한 비중공 설계에서, 제2 배리어(008)는 동일한 터치 제어 전극(004)에 의해 커버된 전계발광 서브 픽셀 영역들(100) 각각의 애노드(002) 및 발광 층(003)을 분리하는데 이용될 수 있다. 제1 배리어(007)는 2개의 상이한 높이를 포함하고; 제2 배리어(008)의 높이는 전극 리드 와이어(009)와 대응하는 터치 제어 전극(004) 사이의 접속부에서 제1 배리어(007)의 제2 부분(007b)의 높이와 동일하다.
다른 예에서, 터치 제어 전극들(004) 각각은 중공 영역을 포함한다. 제2 배리어들(008)는 동일한 터치 제어 전극(004)에 의해 커버된 전계발광 서브 픽셀 영역들(100) 각각의 애노드(002) 및 발광 층(003)을 분리하는데 이용된다. 제2 배리어(008)는 또한 터치 제어 전극의 중공 영역을 형성하는데 이용된다. 이와 같이, 제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008)는 2개의 상이한 높이를 포함한다.
형성될 중공 영역에서의 터치 제어 전극(004)의 제2 배리어(008)의 높이, 즉 제1 부분(008a)의 높이는 제1 배리어(007)의 제1 부분(007a)의 높이와 동일하게 구성될 수 있다. 중공 영역에서의 제2 배리어 이외의 제2 배리어(008)의 높이, 즉 제2 부분(008b)의 높이는 제1 배리어(007)의 제2 부분(007b)의 높이와 동일하게 구성될 수 있다.
제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008)가 3개의 상이한 높이를 포함한다면, 3개의 상이한 높이를 갖는 제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008)를 형성하기 위해 3회의 에칭 프로세스가 이용될 수 있다.
예를 들어, 터치 제어 전극들(004) 각각은 중공 영역을 갖는다. 제2 배리어(008)는 동일한 터치 제어 전극(004)에 의해 커버된 전계발광 서브 픽셀 영역들(100) 각각의 애노드(002)를 분리하는데 이용된다. 제2 배리어(008)는 또한 터치 제어 전극(004)의 중공 영역을 형성하는데 이용된다.
제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008) 각각은 2개의 상이한 높이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중공 영역에서 제2 배리어(008)의 제1 부분(008a)의 높이는 제1 배리어(007)의 제1 부분(007a)의 높이와 동일하도록 구성될 수 있다. 제2 배리어(008)의 제2 부분(008b)의 높이는 애노드(002)의 두께와 동일하도록 구성될 수 있다. 제1 배리어(007)의 제2 부분(007b)의 높이는 애노드(002)와 발광 층(003)의 두께의 합과 같을 수 있다.
일부 실시예에서, 단계 S500는 단계 S501 이전에 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008)는 전계발광 서브 픽셀 영역들(100) 각각에서 애노드(002)를 형성하기 전에 형성되어, 제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008)를 형성한 이후에, 애노드(002), 발광 층(003) 및 캐소드(004)를 순차적으로 형성하기 위는 잉크젯 프린터의 균일한 도포를 용이하게 할 수 있다.
대안적으로, 애노드(002)를 형성한 후에 단계 S500가 수행될 수 있다. 이 경우, 애노드(002)는 제1 및/또는 제2 배리어를 형성하기 위해 이용된 것과 유사한 패터닝 프로세스 및 에칭 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 그 후, 잉크젯 프린터를 이용하여 발광 층 및 캐소드가 순차적으로 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 단계 S500을 수행하기 전에, 픽셀 제어 회로(005)는 종래의 패터닝 프로세스를 사용하여 베이스 기판(001) 위에 형성될 수 있다. 제1 배리어 및 제2 배리어의 패턴은 후속하여 픽셀 제어 회로(005) 위에 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 배리어(007) 및 제2 배리어(008)의 패턴은 픽셀 제어 회로(005)를 제조하는데 사용된 것과 유사한 패터닝 프로세스를 이용하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 잉크젯 프린터는 사전 설정된 정확도로 이들 필름 층을 프린팅 및 형성하는데 사용될 수 있다. 애노드(002), 발광 층(003) 및 캐소드(004)에 대한 각각의 층의 두께의 계산에 기초하여, 필요한 인쇄 재료의 양이 결정될 수 있다.
층의 기능이 상이하도록 구성되고 이들을 형성하기 위해 사용된 재료도 서로 상이하게 구성되기 때문에, 설계된 두께를 갖는 특정 위치에서의 각각의 층의 프린팅은 잉크젯 프린터의 파라미터에 기초하여 달성된다. 잉크젯 프린터는 단일 노즐 또는 복수의 노즐을 이용할 수 있다.
일부 실시예에서, 단계 S500에서, 터치 제어 전극의 중공 영역, 즉 제1 부분(008a)에서 에칭 프로세스를 통해 형성된 제2 배리어(008)의 높이는 다른 영역, 즉 제2 부분 부분(008b)에서의 높이 보다 크다.
따라서, 단계 S502를 수행할 때, 잉크젯 프린터의 하나 이상의 노즐은 터치 제어 전극(004)의 원하는 중공 영역의 위치 및 상이한 영역에서의 제2 배리어(008)의 높이에 기초하여, 제1 배리어에 의해 둘러싸인 영역에서, 미리 설정된 양의 액체를 프린팅하도록 제어될 수 있다.
그 후, 건조 프로세스가 수행되어 중공 영역을 포함하는 터치 제어 전극(004)의 패턴을 형성할 수 있다. 터치 제어 전극의 중공 영역, 즉 제1 부분(008a)에서의 제2 배리어의 높이가 다른 영역, 즉 제2 부분(008b)에서의 그의 높이보다 크기 때문에, 잉크젯 프린터로부터 분사된 액체는 중력으로 인해 제2 배리어에서의 더 큰 위치에서 더 낮은 위치로 흐를 수 있고, 이로써 중공 영역을 형성한다.
일부 실시예에서, 단계 S500에서, 제1 배리어(007)는 형성될 터치 제어 전극 사이의 갭에 대응하는 위치에서 이중 벽 배리어 구조를 가질 수 있다.
이와 같이, 단계 S502에서 터치 제어 전극(004)이 형성될 때, 대응하는 터치 제어 전극들(004)을 접속하도록 구성된 전극 리드 와이어들(009)이 제1 배리어(007)의 이중 벽 배리어 구조에서의 갭에 동시에 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 단계 S500에서, 제1 배리어(007)의 제2 부분(007b)의 높이는 다른 영역, 예를 들어, 제1 부분(007a)에서 제1 배리어의 높이보다 낮게 되도록 터치 제어 전극(004)과 전극 리드 와이어(009) 사이의 접속에 대응하는 영역에서 에칭 프로세스를 통해 감소될 수 있다.
이와 같이, 단계 S502를 수행할 때, 잉크젯 프린터의 하나 이상의 노즐은, 형성될 필요가 있는 전극 리드 와이어들 및 터치 제어 전극들 각각에 의해 점유된 영역들의 부피 및 각각의 영역에서 제1 배리어들(007) 및 제2 배리어들(008)의 높이에 기초하여, 제1 배리어(007)에 의해 둘러싸인 영역 내부 및 이중 벽 배리어 구조 내부의 갭에 사전 설정된 양의 액체를 주입하도록 제어될 수 있다. 그 후, 건조 프로세스가 수행되어 터치 제어 전극들(004) 및 전극 리드 와이어들(009)의 패턴을 형성할 수 있다.
제1 배리어들(007) 및 제2 배리어들(008)을 형성하는 방법을 예시하는 예가 아래 제공된다. 예에서, 제2 배리어들(008)의 높이는 전극 리드 와이어들(009)과 대응하는 터치 제어 전극들(004) 사이의 접속부에서 제1 배리어들(007)의 제2 부분(007b)의 높이와 동일하다. 다음 단계들이 수행될 수 있다.
1) 베이스 기판 위에 배리어 재료 필름 층 및 포토레지스트 층을 형성하는 단계;
2) 포토레지스트 층에서 포토레지스트가 완전하게 제거되는 영역들, 포토레지스트가 완전하게 유지되는 영역들, 및 포토레지스트가 부분적으로 유지되는 영역들을 형성하기 위해서, 마스크를 사용하여 포토레지스트 층을 노광 및 현상하는 단계.
포토레지스트가 완전하게 유지되는 영역들은 전극 리드 와이어들(009)과 대응하는 터치 제어 전극들(004) 사이의 접속부에서 이들 이외의 제1 배리어(007)의 영역에 대응하고; 즉 포토레지스트가 완전히 유지되는 영역은 제1 배리어(007)의 제1 부분(007a)에 대응한다.
포토레지스트가 부분적으로 유지되는 영역들은 전극 리드 와이어들(009)과 대응하는 터치 제어 전극들(004) 사이의 접속부에서 제1 배리어(007)의 영역들, 즉 제1 배리어(007)의 제2 부분(007b), 및 제2 배리어의 영역에 대응한다.
3) 포토레지스트가 완전히 제거된 영역들에서 배리어 재료 필름 층을 에칭 제거하는 한편, 배리어 재료 필름 층의 영역들은 포토레지스트 층에서 포토레지스트가 완전히 유지되는 영역들 및 포토레지스트가 부분적으로 유지되는 영역들에서 포토레지스트로부터의 보호로 인해 보존된다.
4) 포토레지스트가 부분적으로 유지된 영역에서 포토레지스트 층을 제거하기 위해서 포토레지스트 층을 박막화하고, 포토레지스트가 완전히 유지된 영역에서 포토레지스트 층을 박막화하는 단계.
5) 나머지 영역들은 포토레지스트가 완전히 유지된 영역들에서 박막화된 포토레지스트 층에 의해 보호되는 한편, 전극 리드 와이어들(009) 및 대응하는 터치 제어 전극들(004) 사이의 접속부에서 제2 배리어(008)의 패턴 및 제1 배리어(007)의 제2 부분(007b)의 패턴을 형성하기 위해, 포토레지스트가 부분적으로 유지된 영역들에서 배리어 재료 필름 층을 에칭하는 단계.
6) 제1 배리어(007)의 제1 부분(007a)의 패턴을 획득하기 위해, 포토레지스트 층을 완전히 박리하는 단계.
다른 양태에서, 위에서 설명된 인-셀 터치 스크린을 포함하는 표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 이동 전화, 태블릿 컴퓨터, 텔레비전, 모니터, 노트북 컴퓨터, 디지털 액자, 내비게이션 시스템 또는 표시 기능을 가진 임의의 다른 제품 또는 컴포넌트일 수 있다.
일부 실시예에서, 터치 스크린은 OLED 터치 스크린이다. 일부 다른 실시예에서, 터치 스크린은 액정 디스플레이(LCD) 스크린이고, 이는 또한 위에서 설명한 구조 및 제조 방법의 이점을 취할 수 있다.
비록 특정 실시예들이 위에서 상세히 설명되었지만, 설명은 단지 예시를 위한 것이다. 그러므로, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 위에서 설명한 많은 양태는 요구되거나 필수적인 요소로 의도되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
위에서 설명한 것들 외에 예시적인 실시예들의 개시된 양태의 다양한 변경 및 그에 대응하는 등가의 액션이 다음의 청구범위에서 정의된 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않고, 본 개시내용의 이득을 갖도록 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 실시될 수 있으며, 그의 범위는 그러한 변경 및 등가 구조를 포함하도록 가장 넓은 의미로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 베이스 기판 위에 배치된 픽셀 영역을 포함하는 터치 스크린으로서,
    상기 픽셀 영역은 상기 픽셀 영역을 절연시키도록 구성된 제1 배리어에 의해 둘러싸여 있고;
    상기 픽셀 영역은,
    제1 전극;
    상기 제1 전극 위에 배치된 발광 층; 및
    상기 발광 층 위에 배치된 제2 전극;
    을 포함하며,
    상기 제2 전극은 상기 픽셀 영역 외부의 제3 전극과 전기적으로 접속될 수 있도록 상기 제1 배리어의 개구에 걸쳐 확장되고,
    상기 제1 배리어는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하며,
    상기 제1 부분의 제1 높이는 상기 제1 전극, 상기 발광 층 및 상기 제2 전극의 두께의 합보다 크거나 같고;
    상기 제2 부분의 제2 높이는 상기 제1 전극과 상기 발광 층의 두께의 합보다 크거나 같지만, 상기 제1 전극, 상기 발광 층 및 상기 제2 전극의 두께의 합보다 작고;
    상기 개구는 제2 부분 상에 배열되는 터치 스크린.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배리어는 그 안에 배열된 갭을 포함하는 이중 벽 구조를 갖고;
    전극 리드 와이어가 상기 갭 내에 배치되고 상기 제1 배리어의 상기 개구에 걸친 상기 제2 전극과 전기적으로 접속되는 터치 스크린.
  3. 제1항에 있어서, 상기 픽셀 영역은 적어도 하나의 제2 배리어에 의해 분리 및 절연된 복수의 서브 픽셀 영역을 포함하여,
    상기 복수의 서브 픽셀 영역 각각이 상기 제1 전극의 세그먼트를 포함하고;
    상기 제2 전극이 상기 복수의 서브 픽셀 영역 및 상기 적어도 하나의 제2 배리어 위에 배치되도록 구성되는 터치 스크린.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 배리어 각각은 상기 제1 전극의 두께보다 크거나 같지만, 상기 제1 전극과 상기 발광 층의 두께의 합보다 낮은 높이를 갖는 터치 스크린.
  5. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 배리어 각각은 상기 제1 전극과 상기 발광 층의 두께의 합보다 크거나 같지만, 상기 제1 전극, 상기 발광 층, 및 상기 제2 전극의 두께의 합보다 낮은 높이를 갖는 터치 스크린.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제2 전극은 중공 영역 및 비-중공 영역을 포함하고;
    상기 적어도 하나의 제2 배리어 각각은 상기 중공 영역 및 상기 비-중공 영역에 각각 대응하는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분의 높이는 상기 제2 부분의 높이보다 크고,
    상기 제2 전극은 감소된 기생 용량 및 향상된 터치 제어 능력을 갖는 터치 스크린.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 부분의 높이는 상기 제1 전극, 상기 발광 층, 및 상기 제2 전극의 두께의 합보다 크거나 같도록 구성되고;
    상기 제2 부분의 높이는 상기 제1 전극의 두께보다 크거나 같고, 상기 제1 전극, 상기 발광 층, 및 상기 제2 전극의 두께의 합보다 작도록 구성되는 터치 스크린.
  8. 제3항에 있어서, 상기 제1 전극은 애노드이고, 상기 제2 전극은 캐소드 및 터치 제어 전극인 터치 스크린.
  9. 제8항에 있어서, 상기 발광 층은 적어도 하나의 유기 발광 재료를 포함하는 터치 스크린.
  10. 제3항에 있어서, 상기 복수의 서브 픽셀 영역 각각은 상기 베이스 기판과 상기 제1 전극 사이에 배치된 픽셀 제어 회로를 추가로 포함하는 터치 스크린.
  11. 제2항에 있어서, 상기 제2 전극 위에 배치된 투명 커버를 추가로 포함하는 터치 스크린.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 터치 스크린을 포함하는 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 표시 장치는 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 텔레비전, 모니터, 노트북 컴퓨터, 디지털 액자, 또는 내비게이션 시스템인 표시 장치.
  14. 제1항에 따른 터치 스크린을 제조하는 방법으로서,
    상기 베이스 기판 위에 상기 제1 전극 및 상기 발광 층을 형성하는 단계; 및
    솔루션 프로세스를 통해 상기 발광 층 위에 상기 제2 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 솔루션 프로세스는 잉크젯 프린팅인 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제1 배리어는 그 안에 배열된 갭을 포함하는 이중 벽 구조를 갖고, 솔루션 프로세스를 통해 상기 발광 층 위에 상기 제2 전극을 형성하는 상기 단계는,
    상기 이중 벽 구조의 상기 갭 내에 전극 리드 와이어를 동시에 형성하는 단계 - 상기 전극 리드 와이어는 상기 제1 배리어의 상기 개구에 걸친 상기 제2 전극과 전기적으로 접속됨 - 를 포함하는 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 베이스 기판 위에 상기 제1 전극 및 상기 발광 층을 형성하는 상기 단계 이전에,
    상기 베이스 기판 위에 상기 제1 배리어를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 베이스 기판 위에 상기 제1 배리어를 형성하는 상기 단계는 패터닝 프로세스 및 에칭 프로세스를 포함하는 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
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