KR102050513B1 - 햅틱 표시 장치 - Google Patents

햅틱 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102050513B1
KR102050513B1 KR1020130019948A KR20130019948A KR102050513B1 KR 102050513 B1 KR102050513 B1 KR 102050513B1 KR 1020130019948 A KR1020130019948 A KR 1020130019948A KR 20130019948 A KR20130019948 A KR 20130019948A KR 102050513 B1 KR102050513 B1 KR 102050513B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
haptic
line
electrode
control line
scan
Prior art date
Application number
KR1020130019948A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140006703A (ko
Inventor
여용석
안이준
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to JP2013127537A priority Critical patent/JP6238588B2/ja
Priority to US13/925,602 priority patent/US9934711B2/en
Priority to TW102122942A priority patent/TWI588690B/zh
Priority to EP13174178.7A priority patent/EP2680108B1/en
Priority to CN201310268412.9A priority patent/CN103529979B/zh
Publication of KR20140006703A publication Critical patent/KR20140006703A/ko
Priority to US15/891,215 priority patent/US10679538B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102050513B1 publication Critical patent/KR102050513B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/40—OLEDs integrated with touch screens
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/122—Pixel-defining structures or layers, e.g. banks
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/125—Active-matrix OLED [AMOLED] displays including organic TFTs [OTFT]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/32—Stacked devices having two or more layers, each emitting at different wavelengths

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있으며 스캔 신호를 전달하는 복수개의 스캔선, 상기 스캔선과 절연되어 교차하고 있으며 데이터 신호를 전달하는 복수개의 데이터선, 상기 스캔선 또는 데이터선과 절연되어 햅틱 신호를 전달하는 복수개의 햅틱 제어선, 상기 스캔선 및 데이터선과 연결되어 있으며 행렬 형태로 배열된 복수개의 화소 내에 각각 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극, 상기 제1 전극과 대향하고 있는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되어 있는 광 조절 부재를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 표시 장치는 햅틱 표시 장치 내부에 햅틱 제어선 및 햅틱 부재를 형성함으로써, 햅틱 표시 장치의 소형화 및 박형화가 가능하다.

Description

햅틱 표시 장치{HAPTIC DISPLAY DEVICE}
본 발명은 햅틱 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치(Display Device)에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Device), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display) 등의 편평하고 두께가 얇은 박형의 표시 장치가 있다.
이러한 표시 장치의 사용자 인터페이스를 제공하기 위해 시각적 또는 청각적인 신호를 사용하여 왔으나, 최근에는 사용자 인터페이스를 향상시키기 위해 햅틱(haptic)으로 알려져 있는 촉각성 피드백이 연구되고 있다. 햅틱이란 물체를 만질 때, 사람의 핑거팁으로 느낄 수 있는 촉각성 감각으로서, 피부가 물체 표면에 닿아서 느끼는 촉감 피드백과 관절과 근육의 움직임이 방해될 때 느껴지는 운동 감각성 피드백(kinesthetic feedback)을 포괄하는 개념이다. 이러한 햅틱 효과를 제공하기 위해서는 진동 소자와 같은 햅틱 액츄에이터(haptic actuator)가 추가로 내장되며, 별도의 장착 공간이 확보되어야 한다. 특히, 소형화 및 박형화가 절실한 모바일 기기의 경우에는 햅틱 액츄에이터의 장착 공간이 제한되며, 표시 장치의 부피 및 무게가 증가되는 문제가 있다. 또한, 플렉서블(Flexible) 표시 장치에 적용하는 경우 단단한 햅틱 액츄에이터에 의해 표시 장치가 휘어지기 어렵게 된다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소형화, 박형화 및 유연화가 가능한 햅틱 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 햅틱 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있으며 스캔 신호를 전달하는 복수개의 스캔선, 상기 스캔선과 절연되어 교차하고 있으며 데이터 신호를 전달하는 복수개의 데이터선, 상기 스캔선 또는 데이터선과 절연되어 햅틱 신호를 전달하는 복수개의 햅틱 제어선, 상기 스캔선 및 데이터선과 연결되어 있으며 행렬 형태로 배열된 복수개의 화소 내에 각각 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극, 상기 제1 전극과 대향하고 있는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되어 있는 광 조절 부재를 포함할 수 있다.
상기 햅틱 제어선은 상기 제1 전극과 동일한 층에 형성되어 있을 수 있다.
상기 햅틱 제어선은 상기 데이터선과 평행하게 형성되어 있을 수 있다.
상기 스캔선과 상기 햅틱 제어선의 교차부에는 햅틱 부재가 형성되어 있을 수 있다.
상기 햅틱 제어선은 상기 데이터선과 동일한 수로 형성되거나 상기 데이터선보다 작은 수로 형성될 수 있다.
상기 햅틱 제어선과 상기 제2 전극 사이에 햅틱 부재가 형성될 수 있다.
상기 햅틱 제어선은 상기 스캔선과 평행하게 형성되어 있으며, 상기 데이터선과 상기 햅틱 제어선의 교차부에는 햅틱 부재가 형성되어 있을 수 있다.
상기 햅틱 제어선은 상기 스캔선과 동일한 수로 형성되거나, 상기 햅틱 제어선은 상기 스캔선보다 작은 수로 형성될 수 있다.
상기 햅틱 제어선과 상기 제2 전극 사이에 햅틱 부재가 형성되어 있을 수 있다.
상기 햅틱 제어선은 상기 스캔선과 동일한 층에 형성되어 있을 수 있고, 상기 햅틱 제어선은 상기 스캔선과 평행하게 형성되어 있을 수 있으며, 상기 햅틱 제어선과 상기 데이터선 사이에 햅틱 부재가 형성되어 있을 수 있다.
상기 햅틱 제어선과 상기 제1 전극 사이에 햅틱 부재가 형성되어 있을 수 있고, 상기 햅틱 제어선과 상기 제2 전극 사이에 햅틱 부재가 형성되어 있을 수 있다.
상기 햅틱 제어선은 상기 데이터선과 동일한 층에 형성되어 있으며, 상기 햅틱 제어선은 상기 데이터선과 평행하게 형성되어 있고, 상기 스캔선과 상기 햅틱 제어선 사이에 햅틱 부재가 형성되어 있을 수 있다.
상기 햅틱 제어선과 상기 제1 전극 사이에 햅틱 부재가 형성되거나 상기 햅틱 제어선과 상기 제2 전극 사이에 햅틱 부재가 형성되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 햅틱 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있으며 스캔 신호를 전달하는 복수개의 스캔선, 상기 스캔선과 절연되어 교차하고 있으며 데이터 신호를 전달하는 복수개의 데이터선, 상기 스캔선과 절연되어 교차하고 있으며 구동 전압을 전달하는 복수개의 구동 전원선, 상기 스캔선 또는 데이터선과 절연되어 교차하며 햅틱 신호를 전달하는 복수개의 햅틱 제어선, 상기 스캔선 및 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 박막 트랜지스터, 상기 스위칭 박막 트랜지스터 및 상기 구동 전원선과 연결되어 있는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극, 상기 제1 전극 위에 형성되어 있는 유기 발광 소자, 상기 유기 발광 소자 위에 형성되어 있는 제2 전극을 포함할 수 있다.
상기 햅틱 제어선은 상기 제1 전극과 동일한 층에 형성되어 있으며, 상기 햅틱 제어선은 상기 데이터선과 평행하게 형성되어 있고, 상기 스캔선과 상기 햅틱 제어선의 교차부에는 햅틱 부재가 형성되어 있을 수 있다.
본 발명에 따르면, 햅틱 표시 장치 내부에 햅틱 제어선 및 햅틱 부재를 형성함으로써, 햅틱 표시 장치의 소형화 및 박형화가 가능하다.
또한, 별도의 햅틱 액츄에이터가 필요하지 않으므로 플렉서블 표시 장치에도 적용가능하다.
또한, 햅틱 부재를 화소의 수만큼 형성할 수 있으므로 햅틱의 해상도가 향상된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 도 1의 햅틱 표시 장치를 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 햅틱 표시 장치를 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
도 6은 도 5의 햅틱 표시 장치를 VI-VI선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 햅틱 표시 장치를 도 5의 VI-VI선을 따라 자른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
도 10은 도 9의 햅틱 표시 장치를 X-X선을 따라 자른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
도 12는 도 11의 햅틱 표시 장치를 XII-XII선을 따라 자른 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제9 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
도 14는 도 13의 햅틱 표시 장치를 XIV-XIV선을 따라 자른 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제10 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
도 16은 도 15의 햅틱 표시 장치를 XVI-XVI선을 따라 자른 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제11 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
도 18은 도 17의 햅틱 표시 장치를 XVIII-XVIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제12 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
도 20은 도 19의 햅틱 표시 장치를 XX-XX선을 따라 자른 단면도이다.
도 21은 본 발명의 제13 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
도 22는 도 21의 햅틱 표시 장치를 XXII-XXII선을 따라 자른 단면도이다.
도 23은 도 21의 햅틱 표시 장치를 XXIII-XXIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 24는 본 발명의 제14 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 25는 본 발명의 제14 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 하나의 화소에서 복수개의 박막 트랜지스터 및 캐패시터의 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 26은 본 발명의 제14 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 화소의 배치도이다.
도 27은 도 26의 햅틱 표시 장치를 XXVII-XXVII선을 따라 자른 단면도이다.
도 28은 도 26의 햅틱 표시 장치를 XXVIII-XXVIII선을 따라 자른 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 햅틱 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 1의 햅틱 표시 장치를 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 햅틱 표시 장치는 기판(110), 기판(110) 위에 형성되어 있으며 스캔 신호를 전달하는 복수개의 스캔선(121), 스캔선(121)과 절연되어 교차하고 있으며 데이터 신호를 전달하는 복수개의 데이터선(171), 햅틱 신호를 전달하는 복수개의 햅틱 제어선(410), 스캔선(121) 및 데이터선(171)과 연결되어 있는 박막 트랜지스터(50), 박막 트랜지스터(50)와 연결되어 있는 제1 전극(190), 제1 전극(190)과 대향하고 있는 제2 전극(270)을 포함한다.
기판(110)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 기판으로 형성될 수 있다.
스캔선(121)은 행 방향을 따라 길게 연장되어 있으며, 기판(110)과 스캔선(121) 사이에는 별도의 버퍼층(도시하지 않음)을 형성하여 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화할 수 있으며, 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiO2), 산질화 규소(SiOxNy) 따위로 형성될 수 있다.
스캔선(121)과 데이터선(171) 사이에는 스캔선(121)과 데이터선(171)을 서로 절연시키는 층간 절연막(160)이 형성되어 있으며, 층간 절연막(160)은 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiO2) 따위로 형성될 수 있다.
데이터선(171)은 스캔선(121)과 수직한 열 방향을 따라 길게 연장되어 있으며, 데이터선(171) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다.
박막 트랜지스터(50)는 행렬 형태로 배열된 복수개의 화소 내에 각각 형성되어 있으며, 별도의 반도체층(도시하지 않음), 스캔선(121)과 연결된 게이트 전극 및 데이터선(171)과 연결된 소스 전극 및 드레인 전극으로 이루어진다.
반도체층은 폴리 실리콘 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 산화물 반도체는 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 이들의 복합 산화물인 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(Zn-In-O), 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O) 인듐-갈륨 산화물 (In-Ga-O), 인듐-주석 산화물(In-Sn-O), 인듐-지르코늄 산화물(In-Zr-O), 인듐-지르코늄-아연 산화물(In-Zr-Zn-O), 인듐-지르코늄-주석 산화물(In-Zr-Sn-O), 인듐-지르코늄-갈륨 산화물(In-Zr-Ga-O), 인듐-알루미늄 산화물(In-Al-O), 인듐-아연-알루미늄 산화물(In-Zn-Al-O), 인듐-주석-알루미늄 산화물(In-Sn-Al-O), 인듐-알루미늄-갈륨 산화물(In-Al-Ga-O), 인듐-탄탈륨 산화물(In-Ta-O), 인듐-탄탈륨-아연 산화물(In-Ta-Zn-O), 인듐-탄탈륨-주석 산화물(In-Ta-Sn-O), 인듐-탄탈륨-갈륨 산화물(In-Ta-Ga-O), 인듐-게르마늄 산화물(In-Ge-O), 인듐-게르마늄-아연 산화물(In-Ge-Zn-O), 인듐-게르마늄-주석 산화물(In-Ge-Sn-O), 인듐-게르마늄-갈륨 산화물(In-Ge-Ga-O), 티타늄-인듐-아연 산화물(Ti-In-Zn-O), 하프늄-인듐-아연 산화물(Hf-In-Zn-O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 반도체층이 산화물 반도체로 이루어지는 경우에는 고온 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체를 보호하기 위해 별도의 보호층이 추가될 수 있다.
제1 전극(190)은 보호막(180) 위에 형성되어 있으며, 제1 전극(190)의 가장자리와 인접하여 제1 전극(190)을 노출하는 격벽(350)이 형성되어 있고, 제1 전극(190)과 제2 전극(270) 사이에는 액정층, 유기 발광층 등의 광 조절 부재(300)가 형성될 수 있다.
햅틱 제어선(410)은 스캔선(121)과 절연되어 제1 전극(190)과 동일한 층에 형성되어 있으며, 데이터선(171)과 평행하게 형성되어 있다.
행 방향의 스캔선(121)과 열 방향의 햅틱 제어선(410)의 교차부에는 햅틱 부재(510)가 형성되어 있다. 햅틱 부재(510)는 스캔선(121)과 햅틱 제어선(410) 사이에 형성되어 있으며, 스캔선(121)과 햅틱 제어선(410) 사이의 층간 절연막(160) 및 보호막(180)에 각각 형성된 햅틱구(161, 181)에 햅틱 부재(510)가 채워져 있다. 햅틱 제어선(410)은 데이터선(171)과 동일한 수로 형성되어 있으므로 햅틱 부재(510)는 화소의 수와 동일한 수로 형성될 수 있다. 이러한 햅틱 부재(510)는 잉크젯 프린팅 장치로 햅틱 부재(510)를 기판에 직접 적하하고 경화시키는 잉크젯 프린팅 공정으로 수㎛ 크기로 형성할 수 있다.
햅틱 부재(510)는 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer, EAP), 피에조(Piezo) 물질을 포함하며, 전위차에 의해 물리적 팽창 수축이 가능한 물질이다. 햅틱 부재(510)로는 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리디메틸 실록산(Polydimethyl siloxan, PDMS), 폴리비닐리덴 플루오라이드-코-트리플루오로에틸렌(Polyvinylidene fluoride-co-trifluoroethylene, PVFT) 등이 그 예이다.
햅틱 부재(510)에 사용되는 피에조 물질은 바이엘 사의 vivi touch, 3M 사의 VHB 4910 등을 포함하며, 3M 사의 VHB 4910 는 아크릭 일레스토머(Acrylic elastomer)에 해당한다.
햅틱 부재(510)의 하부에 위치한 스캔선(121)과 햅틱 부재(510)의 상부에 위치한 햅틱 제어선(410) 사이에 전위차가 발생하는 경우, 햅틱 부재(510)를 이루는 전기 활성 고분자의 분극으로 인해 생성되는 쿨롱힘에 의해 햅틱 부재(510)의 높이가 변형되며, 햅틱 부재(510)의 높이 변형을 이용하여 햅틱 진동을 생성한다.
이와 같이, 표시 장치 내부에 햅틱 제어선(410) 및 햅틱 부재(510)를 형성함으로써, 별도의 햅틱 액츄에이터가 필요하지 않으므로 햅틱 표시 장치의 소형화 및 박형화가 가능하며, 플렉서블 표시 장치에도 적용가능하다.
또한, 햅틱 부재(510)를 화소의 수만큼 형성할 수 있으므로 햅틱 해상도를 향상시킬 수 있다.
상기 제1 실시예에서는 별도의 햅틱 제어선(410)을 형성하였으나, 별도의 햅틱 제어선(410)을 형성하지 않고 스캔선(121) 또는 데이터선(171)을 햅틱 제어선으로 사용할 수 있으며, 이 경우에는 햅틱 진동을 발생시키기 위한 전압차 생성을 위해 별도의 기준 전극선이 설치될 수 있다.
한편, 상기 제1 실시예에서는 햅틱 제어선(410)은 데이터선(171)과 동일한 수로 형성되어 있으나, 햅틱 제어선(410)은 데이터선(171)보다 작은 수로 형성되는 제2 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 표시 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
제2 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 제1 실시예와 비교하여 햅틱 제어선의 수만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 햅틱 제어선(410)은 데이터선(171)보다 작은 수로 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 햅틱 제어선(410)은 2개의 데이터선(171)마다 하나씩 형성되어 있다. 따라서, 햅틱 제어선(410)과 스캔선(121)의 교차부에 형성되는 햅틱 부재(510)의 수도 제1 실시예보다 작아지게 된다. 햅틱 부재(510)에 의한 진동은 손가락 등의 촉각을 통해 인지하게 되므로, 손가락의 크기보다 매우 작은 크기의 햅틱 부재(510)가 모든 화소마다 형성되지 않고 일부 화소에만 형성되어도 손가락 등은 햅틱 진동을 충분히 인지할 수 있다.
한편, 상기 제1 실시예에서는 스캔선(121)과 햅틱 제어선(410) 사이에 햅틱 부재(510)가 형성되어 있으나, 햅틱 제어선(410)과 제2 전극(270) 사이에 햅틱 부재(510)가 형성되는 제3 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 햅틱 표시 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 햅틱 표시 장치를 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
제3 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 제1 실시예와 비교하여 햅틱 부재의 위치만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 햅틱 부재(510)는 햅틱 제어선(410)과 제2 전극(270) 사이에 형성되어 있으며, 햅틱 제어선(410)과 제2 전극(270) 사이의 격벽(350)에 형성된 햅틱구(351)에 햅틱 부재(510)가 채워져 있다. 햅틱 제어선(410)은 데이터선(171)과 동일한 수로 형성되어 있으므로 햅틱 부재(510)는 화소의 수와 동일한 수로 형성될 수 있다.
햅틱 제어선(410)에 햅틱 신호가 인가되어 햅틱 부재(510)의 하부에 위치한 햅틱 제어선(410)과 햅틱 부재(510)의 상부에 위치한 제2 전극(270) 사이에 전위차가 발생하는 경우, 햅틱 부재(510)를 이루는 전기 활성 고분자의 분극으로 인해 생성되는 쿨롱힘에 의해 햅틱 부재(510)의 높이가 변형되며, 햅틱 부재(510)의 높이 변형을 이용하여 햅틱 진동을 생성한다.
한편, 상기 제1 실시예에서는 햅틱 제어선이 데이터선과 평행하게 형성되어 있으나, 햅틱 제어선이 스캔선과 평행하게 형성되는 제4 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 햅틱 표시 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이고, 도 6은 도 5의 햅틱 표시 장치를 VI-VI선을 따라 자른 단면도이다.
제4 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 제1 실시예와 비교하여 햅틱 제어선만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 햅틱 제어선(420)은 데이터선(171)과 절연되어 제1 전극(190)과 동일한 층에 형성되어 있으며, 스캔선(121)과 평행하게 형성되어 있다.
열 방향의 데이터선(171)과 행 방향의 햅틱 제어선(420)의 교차부에는 햅틱 부재(520)가 형성되어 있다. 햅틱 부재(520)는 데이터선(171)과 햅틱 제어선(420) 사이에 형성되어 있으며, 데이터선(171)과 햅틱 제어선(420) 사이의 보호막(180)에 형성된 햅틱구(181)에 햅틱 부재(520)가 채워져 있다. 햅틱 제어선(420)은 스캔선(121)과 동일한 수로 형성되어 있으므로 햅틱 부재(520)는 화소의 수와 동일한 수로 형성될 수 있다.
햅틱 제어선(420)에 햅틱 신호가 인가되어 햅틱 부재(520)의 하부에 위치한 데이터선(171)과 햅틱 부재(520)의 상부에 위치한 햅틱 제어선(420) 사이에 전위차가 발생하는 경우, 햅틱 부재(520)를 이루는 전기 활성 고분자의 분극으로 인해 생성되는 쿨롱힘에 의해 햅틱 부재(520)의 높이가 변형되며, 햅틱 부재(520)의 높이 변형을 이용하여 햅틱 진동을 생성한다.
한편, 상기 제4 실시예에서는 햅틱 제어선은 스캔선과 동일한 수로 형성되어 있으나, 햅틱 제어선은 스캔선보다 작은 수로 형성되는 제5 실시예도 가능하다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이다.
제5 실시예는 도 5 및 도 6에 도시된 제4 실시예와 비교하여 햅틱 제어선의 수만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 햅틱 제어선(420)은 스캔선(121)보다 작은 수로 형성될 수 있다. 도 7에 도시된 햅틱 제어선(420)은 2개의 스캔선(121)마다 하나씩 형성되어 있다. 따라서, 햅틱 제어선(420)과 스캔선(121)의 교차부에 형성되는 햅틱 부재(520)의 수도 제4 실시예보다 작아지게 된다. 햅틱 부재(520)에 의한 진동은 손가락 등의 촉각을 통해 인지하게 되므로, 손가락의 크기보다 매우 작은 크기의 햅틱 부재(520)가 모든 화소마다 형성되지 않고 일부 화소에만 형성되어도 손가락 등은 햅틱 진동을 충분히 인지할 수 있다.
한편, 상기 제4 실시예에서는 데이터선(171)과 햅틱 제어선(420) 사이에 햅틱 부재(520)가 형성되어 있으나, 햅틱 제어선(420)과 제2 전극(270) 사이에 햅틱 부재(520)가 형성되는 제6 실시예도 가능하다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 햅틱 표시 장치를 도 5의 VI-VI선을 따라 자른 단면도이다.
제6 실시예는 도 5 및 도 6에 도시된 제4 실시예와 비교하여 햅틱 부재의 위치만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 햅틱 부재(520)는 제1 전극(190)과 동일한 층에 형성된 햅틱 제어선(420)과 제2 전극(270) 사이에 형성되어 있으며, 햅틱 제어선(420)과 제2 전극(270) 사이의 격벽(350)에 형성된 햅틱구(351)에 햅틱 부재(510)가 채워져 있다.
햅틱 제어선(420)에 햅틱 신호가 인가되어 햅틱 부재(520)의 하부에 위치한 햅틱 제어선(420)과 햅틱 부재(520)의 상부에 위치한 제2 전극(270) 사이에 전위차가 발생하는 경우, 햅틱 부재(520)의 높이가 변형되어 햅틱 진동을 생성한다.
한편, 상기 제4 실시예에서는 햅틱 제어선이 제1 전극과 동일한 층에 형성되나, 햅틱 제어선이 스캔선과 동일한 층에 형성되는 제7 실시예도 가능하다.
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이고, 도 10은 도 9의 햅틱 표시 장치를 X-X선을 따라 자른 단면도이다.
제7 실시예는 도 5 및 도 6에 도시된 제7 실시예와 비교하여 햅틱 제어선의 위치만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 햅틱 제어선(430)은 데이터선(171)과 절연되어 스캔선(121)과 동일한 층에 형성되어 있으며, 스캔선(121)과 평행하게 형성되어 있다.
열 방향의 데이터선(171)과 행 방향의 햅틱 제어선(430)의 교차부에는 햅틱 부재(531)가 형성되어 있다. 햅틱 부재(531)는 데이터선(171)과 햅틱 제어선(430) 사이에 형성되어 있으며, 데이터선(171)과 햅틱 제어선(430) 사이의 층간 절연막(160)에 형성된 햅틱구(161)에 햅틱 부재(531)가 채워져 있다. 햅틱 제어선(430)은 스캔선(121)과 동일한 수로 형성되거나 스캔선(121)보다 작은 수로 형성될 수 있다.
햅틱 제어선(430)에 햅틱 신호가 인가되어 햅틱 부재(531)의 하부에 위치한 햅틱 제어선(430)과 햅틱 부재(531)의 상부에 위치한 데이터선(171) 사이에 전위차가 발생하는 경우, 햅틱 부재(531)를 이루는 전기 활성 고분자의 분극으로 인해 생성되는 쿨롱힘에 의해 햅틱 부재(531)의 높이가 변형되며, 햅틱 부재(531)의 높이 변형을 이용하여 햅틱 진동을 생성한다.
한편, 상기 제7 실시예에서는 햅틱 부재는 햅틱 제어선과 데이터선 사이에 형성되나, 햅틱 부재가 햅틱 제어선과 제2 전극 사이 또는 햅틱 제어선과 제1 전극 사이에 각각 형성되는 제8 실시예 및 제9 실시예도 가능하다.
도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이고, 도 12는 도 11의 햅틱 표시 장치를 XII-XII선을 따라 자른 단면도이고, 도 13은 본 발명의 제9 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이고, 도 14는 도 13의 햅틱 표시 장치를 XIV-XIV선을 따라 자른 단면도이다.
제8 실시예 및 제9 실시예는 도 9 및 도 10에 도시된 제7 실시예와 비교하여 햅틱 부재의 위치만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제8 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 햅틱 제어선(430)은 데이터선(171)과 절연되어 스캔선(121)과 동일한 층에 형성되어 있으며, 스캔선(121)과 평행하게 형성되어 있다.
햅틱 부재(532)는 햅틱 제어선(430)과 제2 전극(270) 사이에 형성되어 있으며, 햅틱 제어선(430)과 제2 전극(270) 사이의 층간 절연막(160), 보호막(180) 및 격벽(350)에 각각 형성된 햅틱구(161, 181, 351)에 햅틱 부재(532)가 채워져 있다. 햅틱 제어선(430)은 스캔선(121)과 동일한 수로 형성되거나 스캔선(121)보다 작은 수로 형성될 수 있다.
또한, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제9 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 햅틱 부재(533)는 햅틱 제어선(430)과 제1 전극(190) 사이에 형성되어 있으며, 햅틱 제어선(430)과 제1 전극(190) 사이의 층간 절연막(160) 및 보호막(180)에 각각 형성된 햅틱구(161, 181)에 햅틱 부재(533)가 채워져 있다. 햅틱 제어선(430)은 스캔선(121)과 동일한 수로 형성되거나 스캔선(121)보다 작은 수로 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1 실시예에서는 햅틱 제어선이 제1 전극과 동일한 층에 형성되나, 햅틱 제어선이 데이터선과 동일한 층에 형성되는 제10 실시예도 가능하다.
도 15는 본 발명의 제10 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이고, 도 16은 도 15의 햅틱 표시 장치를 XVI-XVI선을 따라 자른 단면도이다.
제10 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 제1 실시예와 비교하여 햅틱 제어선의 위치만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제10 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 햅틱 제어선(440)은 스캔선(121)과 절연되어 데이터선(171)과 동일한 층에 형성되어 있으며, 데이터선(171)과 인접하여 평행하게 형성되어 있다.
행 방향의 스캔선(121)과 열 방향의 햅틱 제어선(440)의 교차부에는 햅틱 부재(541)가 형성되어 있다. 햅틱 부재(541)는 스캔선(121)과 햅틱 제어선(440) 사이에 형성되어 있으며, 스캔선(121)과 햅틱 제어선(440) 사이의 층간 절연막(160) 에 형성된 햅틱구(161)에 햅틱 부재(541)가 채워져 있다. 햅틱 제어선(440)은 데이터선(171)과 동일한 수로 형성되거나 데이터선(171)보다 작은 수로 형성될 수 있다.
한편, 상기 제10 실시예에서는 햅틱 부재가 스캔선과 햅틱 제어선 사이에 형성되나, 햅틱 부재가 햅틱 제어선과 제2 전극 사이 또는 햅틱 제어선과 제1 전극 사이에 각각 형성되는 제11 실시예 및 제12 실시예도 가능하다.
도 17은 본 발명의 제11 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이고, 도 18은 도 17의 햅틱 표시 장치를 XVIII-XVIII선을 따라 자른 단면도이고, 도 19는 본 발명의 제12 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이고, 도 20은 도 19의 햅틱 표시 장치를 XX-XX선을 따라 자른 단면도이다.
제11 실시예 및 제12 실시예는 도 15 및 도 16에 도시된 제10 실시예와 비교하여 햅틱 부재의 위치만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제11 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 햅틱 제어선(440)은 스캔선(121)과 절연되어 데이터선(171)과 동일한 층에 형성되어 있으며, 데이터선(171)과 인접하여 평행하게 형성되어 있다.
햅틱 부재(542)는 햅틱 제어선(440)과 제2 전극(270) 사이에 형성되어 있으며, 햅틱 제어선(440)과 제2 전극(270) 사이의 보호막(180) 및 격벽(350)에 각각 형성된 햅틱구(181, 351)에 햅틱 부재(542)가 채워져 있다. 햅틱 제어선(440)은 데이터선(171)과 동일한 수로 형성되거나 데이터선(171)보다 작은 수로 형성될 수 있다.
또한, 도 19 및 도 20에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제12 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 햅틱 부재(543)는 햅틱 제어선(440)과 제1 전극(190) 사이에 형성되어 있으며, 햅틱 제어선(440)과 제1 전극(190) 사이의 보호막(180)에 형성된 햅틱구(181)에 햅틱 부재(543)가 채워져 있다. 햅틱 제어선(440)은 데이터선(171)과 동일한 수로 형성되거나 데이터선(171)보다 작은 수로 형성될 수 있다.
한편, 상기에서는 햅틱 표시 장치의 개략적인 구조에 적용되는 햅틱 제어선 및 햅틱 부재에 대한 실시예에 대해 설명하였으나, 이하에서는 유기 발광 표시 장치에 적용된 제13 실시예에 따른 햅틱 표시 장치에 대해 구체적으로 설명한다.
도 21은 본 발명의 제13 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 배치도이고, 도 22는 도 21의 햅틱 표시 장치를 XXII-XXII선을 따라 자른 단면도이고, 도 23은 도 21의 햅틱 표시 장치를 XXIII-XXIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 21 내지 도 23에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제13 실시예에 따른 햅틱 표시 장치는 하나의 화소마다 각각 형성된 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전 소자(80), 그리고 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)(70)를 포함한다. 그리고 행 방향을 따라 배치되는 스캔선(121), 스캔선(121)과 절연 교차되는 데이터선(171) 및 구동 전원선(172)을 더 포함한다. 여기서, 하나의 화소는 스캔선(121), 데이터선(171) 및 구동 전원선(172)을 경계로 정의될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
유기 발광 소자(70)는 제1 전극(190), 제1 전극(190) 상에 형성된 유기 발광층(720), 유기 발광층(720) 상에 형성된 제2 전극(270)을 포함한다. 여기서, 제1 전극(190)은 정공 주입 전극인 양(+)극이며, 제2 전극(270)은 전자 주입 전극인 음(-)극이 된다. 그러나 본 발명에 따른 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 구동 방법에 따라 제1 전극(190)이 음극이 되고, 제2 전극(270)이 양극이 될 수도 있다. 제1 전극(190) 및 제2 전극(270)으로부터 각각 정공과 전자가 유기 발광층(720) 내부로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
유기 발광층(720)은 저분자 유기물 또는 PEDOT(Poly 3,4-ethylenedioxythiophene) 등의 고분자 유기물로 이루어진다. 또한, 유기 발광층(720)은 발광층과, 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL), 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 이들 모두를 포함할 경우, 정공 주입층이 양극인 제1 전극(190) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
유기 발광층(720)은 적색을 발광하는 적색 유기 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 유기 발광층 및 청색을 발광하는 청색 유기 발광층을 포함할 수 있으며, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층은 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 형성되어 컬러 화상을 구현하게 된다.
또한, 유기 발광층(720)은 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 모두 함께 적층하고, 각 화소별로 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 다른 예로, 백색을 발광하는 백색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 모두에 형성하고, 각 화소별로 각각 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수도 있다. 백색 유기 발광층과 색필터를 이용하여 컬러 화상을 구현하는 경우, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 각각의 개별 화소 즉, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 증착하기 위한 증착 마스크를 사용하지 않아도 된다.
다른 예에서 설명한 백색 유기 발광층은 하나의 유기 발광층으로 형성될 수 있음은 물론이고, 복수 개의 유기 발광층을 적층하여 백색을 발광할 수 있도록 한 구성까지 포함한다. 예로, 적어도 하나의 옐로우 유기 발광층과 적어도 하나의 청색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 시안 유기 발광층과 적어도 하나의 적색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 마젠타 유기 발광층과 적어도 하나의 녹색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성 등도 포함할 수 있다.
축전 소자(80)는 층간 절연막(160)을 사이에 두고 배치된 제1 축전판(128)과 제2 축전판(178)을 포함한다. 여기서, 층간 절연막(160)은 유전체가 된다. 축전 소자(80)에서 축전된 전하와 양 축전판(128, 178) 사이의 전압에 의해 축전용량이 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(122), 스위칭 소스 전극(173) 및 스위칭 드레인 전극(174)을 포함하고, 구동 박막 트랜지스터(20)는 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(125), 구동 소스 전극(176), 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(122)은 스캔선(121)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(173)은 데이터선(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(174)은 스위칭 소스 전극(173)으로부터 이격 배치되며 제1 축전판(128)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(70)의 유기 발광층(720)을 발광시키기 위한 구동 전원을 제1 전극(190)에 인가한다. 구동 게이트 전극(125)은 제1 축전판(128)과 연결된다. 구동 소스 전극(176) 및 제2 축전판(178)은 각각 구동 전원선(172)과 연결된다. 구동 드레인 전극(177)은 전극 컨택홀(contact hole)(182)을 통해 유기 발광 소자(70)의 제1 전극(190)과 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 스캔선(121)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동하여 데이터선(171)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다. 구동 전원선(172)으로부터 구동 박막 트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막 트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(70)로 흘러 유기 발광 소자(70)가 발광하게 된다.
햅틱 제어선(410)은 햅틱 신호를 전달하는 역할을 하며, 스캔선(121)과 절연되어 제1 전극(190)과 동일한 층에 형성되어 있으며, 데이터선(171)과 평행하게 형성되어 있다.
행 방향의 스캔선(121)과 열 방향의 햅틱 제어선(410)의 교차부에는 햅틱 부재(510)가 형성되어 있다.
이하, 도 22 및 도 23을 참조하여 본 발명의 제13 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 구조에 대해 적층 순서에 따라 구체적으로 설명한다.
또한, 이하에서는, 구동 박막 트랜지스터(20)를 중심으로 박막 트랜지스터의 구조에 대해 설명한다. 그리고 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 구동 박막 트랜지스터와의 차이점만 간략하게 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 햅틱 표시 장치는 기판(110) 위에 버퍼층(120)이 형성되어 있다. 버퍼층(120)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이러한 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 버퍼층(120)은 질화 규소(SiNx)막, 산화 규소(SiO2)막, 산질화 규소(SiOxNy)막 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
버퍼층(120) 위에는 구동 반도체층(132)이 형성된다. 구동 반도체층(132)은 다결정 규소막으로 형성된다. 또한, 구동 반도체층(132)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(135)과, 채널 영역(135)의 양 옆으로 p+ 도핑되어 형성된 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)을 포함한다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라진다.
본 발명의 제13 실시예에서는 구동 박막 트랜지스터(20)로 P형 불순물을 사용한 PMOS 구조의 박막 트랜지스터가 사용되었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 구동 박막 트랜지스터(20)로 NMOS 구조 또는 CMOS 구조의 박막 트랜지스터도 모두 사용될 수 있다.
또한, 도 22에 도시된 구동 박막 트랜지스터(20)는 다결정 규소막을 포함한 다결정 박막 트랜지스터이지만, 도 22에 도시되지 않은 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 다결정 박막 트랜지스터일 수도 있고 비정질 규소막을 포함한 비정질 박막 트랜지스터일 수도 있다.
구동 반도체층(132) 위에는 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성된 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에 구동 게이트 전극(155)을 포함하는 게이트 배선이 형성된다. 또한, 게이트 배선은 스캔선(121), 제1 축전판(128) 및 그 밖에 배선을 더 포함한다. 그리고 구동 게이트 전극(125)은 구동 반도체층(132)의 적어도 일부, 특히 채널 영역(135)과 중첩되도록 형성된다.
게이트 절연막(140) 상에는 구동 게이트 전극(125)을 덮는 층간 절연막(160)이 형성된다. 게이트 절연막(140)과 층간 절연막(160)은 구동 반도체층(132)의 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)을 드러내는 관통공들을 함께 갖는다. 층간 절연막(160)은, 게이트 절연막(140)과 마찬가지로, 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 등의 세라믹(ceramic) 계열의 소재를 사용하여 만들어진다.
층간 절연막(160) 위에는 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)을 포함하는 데이터 배선이 형성된다. 또한, 데이터 배선은 데이터선(171), 구동 전원선(172), 제2 축전판(178) 및 그 밖에 배선을 더 포함한다. 그리고 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)은 각각 층간 절연막(160) 및 게이트 절연막(140)에 형성된 관통공들을 통해 구동 반도체층(132)의 소스 영역(136) 및 드레인 영역(137)과 연결된다.
이와 같이, 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(125), 구동 소스 전극(176) 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한 구동 박막 트랜지스터(20)가 형성된다. 구동 박막 트랜지스터(20)의 구성은 전술한 예에 한정되지 않고, 당해 기술 분야의 전문가가 용이하게 실시할 수 있는 공지된 구성으로 다양하게 변형 가능하다.
층간 절연막(160) 상에는 데이터 배선(172, 176, 177, 178)을 덮는 보호막(180)이 형성된다. 보호막(180)은 그 위에 형성될 유기 발광 소자(70)의 발광 효율을 높이기 위해 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 한다. 또한, 보호막(180)은 드레인 전극(177)의 일부를 노출시키는 전극 컨택홀(182)을 갖는다.
보호막(180)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly phenylenesulfides resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 하나 이상의 물질 등으로 만들 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 전술한 구조에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 보호막(180)과 층간 절연막(160) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
햅틱 부재(510)는 스캔선(121)과 햅틱 제어선(410) 사이에 형성되어 있으며, 스캔선(121)과 햅틱 제어선(410) 사이의 층간 절연막(160) 및 보호막(180)에 각각 형성된 햅틱구(161, 181)에 햅틱 부재(510)가 채워져 있다. 햅틱 제어선(410)은 데이터선(171)과 동일한 수로 형성되어 있으므로 햅틱 부재(510)는 화소의 수와 동일한 수로 형성될 수 있다.
햅틱 부재(510)의 하부에 위치한 스캔선(121)과 햅틱 부재(510)의 상부에 위치한 햅틱 제어선(410) 사이에 전위차가 발생하는 경우, 햅틱 부재(510)를 이루는 전기 활성 고분자의 분극으로 인해 생성되는 쿨롱힘에 의해 햅틱 부재(510)의 높이가 변형되며, 햅틱 부재(510)의 높이 변형을 이용하여 햅틱 진동을 생성한다.
이와 같이, 표시 장치 내부에 햅틱 제어선(410) 및 햅틱 부재(510)를 형성함으로써, 별도의 햅틱 액츄에이터가 필요하지 않으므로 햅틱 표시 장치의 소형화 및 박형화가 가능하며, 플렉서블 표시 장치에도 적용가능하다.
또한, 햅틱 부재(510)를 화소의 수만큼 형성할 수 있으므로 햅틱 해상도를 향상시킬 수 있다.
보호막(180) 위에는 유기 발광 소자(70)의 제1 전극(190)이 형성되어 있다. 복수의 화소들마다 각각 복수개의 제1 전극(710)이 형성되어 있다. 이때, 복수개의 제1 전극(710)은 서로 이격 배치된다. 제1 전극(190)은 보호막(180)의 전극 컨택홀(182)을 통해 드레인 전극(177)과 연결된다.
또한, 보호막(180) 위에는 제1 전극(190)을 드러내는 개구부를 갖는 격벽(350)이 형성된다. 즉, 격벽(350)은 각 화소마다 형성된 복수개의 개구부를 갖는다. 그리고 제1 전극(190)은 격벽(350)의 개구부에 대응하도록 배치된다. 그러나 제1 전극(190)이 반드시 격벽(350)의 개구부에만 배치되는 것은 아니며, 제1 전극(190)의 일부가 격벽(350)과 중첩되도록 격벽(350) 아래에 배치될 수 있다. 격벽(350)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지 또는 실리카 계열의 무기물 등으로 만들 수 있다.
제1 전극(190) 위에는 유기 발광층(720)이 형성되고, 유기 발광층(720) 상에는 제2 전극(270)이 형성된다. 이와 같이, 제1 전극(190), 유기 발광층(720), 및 제2 전극(270)을 포함하는 유기 발광 소자(70)가 형성된다.
유기 발광층(720)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 이루어진다. 또한, 유기 발광층(720)은 발광층과, 정공 주입층(hole-injection layer, HIL), 정공 수송층(hole-transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron-transporting layer, ETL), 및 전자 주입층(electron-injection layer, EIL)을 중 하나 이상을 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 이들 모두를 포함할 경우, 정공 주입층이 양극인 제1 전극(190) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
또한, 도 22에서 유기 발광층(720)은 격벽(350)의 개구부 내에만 배치되었으나, 본 발명에 따른 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 유기 발광층(720)은 격벽(350)의 개구부 내에서 제1 전극(190) 위에 형성될 뿐만 아니라 격벽(350)과 제2 전극(270) 사이에도 배치될 수 있다. 구체적으로, 유기 발광층(720)은 발광층과 함께 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 전자 수송층(ETL), 및 전자 주입층(EIL) 등과 같은 여러 막을 더 포함할 수 있다. 이때, 발광층을 제외한 나머지 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 전자 수송층(ETL), 및 전자 주입층(EIL)들은 제조 과정에서 오픈 마스크(open mask)를 사용하여 제2 전극(270)과 마찬가지로 제1 전극(190) 위에 뿐만 아니라 격벽(350) 위에도 형성될 수 있다. 즉, 유기 발광층(720)에 속한 여러 막 중 하나 이상의 막이 격벽(350)과 제2 전극(270) 사이에 배치될 수 있다.
제1 전극(190)과 제2 전극(270)은 각각 투명한 도전성 물질로 형성되거나 반투과형 또는 반사형 도전성 물질로 형성될 수 있다. 제1 전극(190) 및 제2 전극(270)을 형성하는 물질의 종류에 따라, 전면 발광형, 배면 발광형 또는 양면 발광형이 될 수 있다.
투명한 도전성 물질로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등의 물질을 사용할 수 있다. 반사형 물질 및 반투과형 물질로는 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au) 등의 물질을 사용할 수 있다.
제2 전극(270) 위에는 밀봉 부재(210)가 표시 기판(110)에 대해 대향 배치된다. 밀봉 부재(210)는 유리 및 플라스틱 등과 같은 투명한 물질로 만들어지거나, 복수개의 박막을 포함하는 박막 봉지층으로 형성될 수 있다. 박막 봉지층은 하나 이상의 유기층과 하나 이상의 무기층이 상호 교번하여 적층 형성될 수 있다.
유기층은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는 유기층은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함한다. 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
무기층은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 무기층은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 박막 봉지층 중 외부로 노출된 최상층은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다.
또한, 박막 봉지층은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또한, 박막 봉지층은 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다.
또한, 박막 봉지층은 유기 발광 소자의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층을 포함할 수 있다. 또한, 박막 봉지층은 유기 발광 소자의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 제2 유기층, 제3 무기층을 포함할 수 있다. 또한, 박막 봉지층은 유기 발광 소자의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 제2 유기층, 제3 무기층, 제3 유기층, 제4 무기층을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자와 제1 무기층 사이에 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있고, 할로겐화 금속층은 제1 무기층을 스퍼터링 방식 또는 플라즈마 증착 방식으로 형성할 때 유기 발광 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제1 유기층은 제2 무기층보다 면적이 좁을 수 있고, 제2 유기층도 제3 무기층보다 면적이 좁을 수 있다. 또한, 제1 유기층은 제2 무기층에 의해 완전히 뒤덮일 수 있으며, 제2 유기층도 제3 무기층에 의해 완전히 뒤덮일 수 있다.
한편, 상기 제13 실시예에서는 2Tr 1cap 구조의 햅틱 표시 장치에 대해 설명하였으나, 6Tr 2cap 구조의 햅틱 표시 장치인 제14 실시예도 가능하다.
그러면 본 발명의 제14 실시예에 따른 햅틱 표시 장치에 대하여 도 24 내지 도 28을 참고로 상세하게 설명한다.
도 24는 본 발명의 제14 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 24에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제14 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 하나의 화소는 복수의 신호선(121, 122, 123, 124, 171, 172), 복수의 신호선에 연결되어 있는 복수개의 박막 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6), 캐패시터(Cst, Cb) 및 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)를 포함한다.
박막 트랜지스터는 구동 박막 트랜지스터(driving thin film transistor)(T1), 스위칭 박막 트랜지스터(switching thin film transistor)(T2), 보상 박막 트랜지스터(T3), 초기화 박막 트랜지스터(T4), 제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)를 포함하며, 캐패시터(Cst, Cb)는 스토리지 캐패시터(storage capacitor)(Cst) 및 부스팅 캐패시터(boosting capacitor)(Cb)를 포함한다.
신호선은 스캔 신호(Sn)를 전달하는 스캔선(121), 초기화 박막 트랜지스터(T4)에 이전 스캔 신호(Sn-1)를 전달하는 이전 스캔선(122), 제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)에 발광 제어 신호(En)를 전달하는 발광 제어선(123), 스캔선(121)과 교차하며 데이터 신호(Dm)를 전달하는 데이터선(171), 구동 전압(ELVDD)을 전달하며 데이터선(171)과 거의 평행하게 형성되어 있는 구동 전압선(172), 구동 박막 트랜지스터(T1)를 초기화하는 초기화 전압(Vint)을 전달하는 초기화 전압선(124)을 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 스캔선(121)과 연결되어 있고, 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 소스 전극은 데이터선(171)과 연결되어 있으며, 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 드레인 전극은 구동 박막 트랜지스터(T1)의 소스 전극 및 구동 전압선(172)과 전기적으로 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(T2)는 스캔선(121)을 통해 전달받은 스캔 신호에 따라 스위칭 동작을 수행한다.
구동 박막 트랜지스터(T1)는 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터 신호를 전달받아 유기 발광 다이오드(OLED)에 구동 전류를 공급한다.
구동 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 스토리지 캐패시터(Cst)의 일단과 연결되어 있고, 스토리지 캐패시터(Cst)의 타단은 구동 전압선(172)과 연결되어 있다. 그리고, 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극과 연결된 스캔선(121)은 부스팅 캐패시터(Cb)의 일단과 연결되어 있고, 부스팅 캐패시터(Cb)의 타단은 구동 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 연결되어 있다.
구동 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드(anode)와 전기적으로 연결된다. 그리고 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드(cathode)는 공통 전압(ELVSS)과 연결되어 있다. 이에, 유기 발광 다이오드(OLED)는 구동 박막 트랜지스터(T1)로부터 구동 전류를 전달받아 발광함으로써 영상을 표시한다.
그러면 도 24에 도시한 햅틱 표시 장치의 하나의 화소의 상세 구조에 대하여 도 25 내지 도 28을 도 24와 함께 참고하여 상세하게 설명한다.
도 25는 본 발명의 제14 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 하나의 화소에서 복수개의 박막 트랜지스터 및 캐패시터의 위치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 26은 본 발명의 제14 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 화소의 배치도이고, 도 27은 도 26의 햅틱 표시 장치를 XXVII-XXVII선을 따라 자른 단면도이고, 도 28은 도 26의 햅틱 표시 장치를 XXVIII-XXVIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 25 내지 도 28에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제14 실시예에 따른 햅틱 표시 장치의 화소는 스캔 신호(Sn), 이전 스캔 신호(Sn-1), 발광 제어 신호(En) 및 초기화 전압(Vint)을 각각 인가하며 행 방향을 따라 형성되어 있는 스캔선(121), 이전 스캔선(122), 발광 제어선(123) 및 초기화 전압선(124), 스캔선(121), 이전 스캔선(122), 발광 제어선(123) 및 초기화 전압선(124)과 교차하고 있으며 화소에 데이터 신호(Dm) 및 구동 전압(ELVDD)을 각각 인가하는 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)을 포함한다. 그리고, 이전 스캔선(122), 발광 제어선(123) 및 초기화 전압선(124), 스캔선(121), 이전 스캔선(122), 발광 제어선(123) 및 초기화 전압선(124)과 교차하고 있으며 화소에 햅틱 신호(H)를 전달하는 햅틱 제어선(410)을 포함한다.
또한, 화소에는 구동 박막 트랜지스터(T1), 스위칭 박막 트랜지스터(T2), 보상 박막 트랜지스터(T3), 초기화 박막 트랜지스터(T4), 제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5), 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6), 스토리지 캐패시터(Cst), 부스팅 캐패시터(Cb), 그리고 유기 발광 다이오드(OLED)(70)가 형성되어 있다.
구동 박막 트랜지스터(T1)는 구동 반도체층(131a), 구동 게이트 전극(125a), 구동 소스 전극(176a) 및 구동 드레인 전극(177a)을 포함한다. 구동 소스 전극(176a)은 구동 반도체층(131a)의 구동 소스 영역에 해당하고, 구동 드레인 전극(177a)은 구동 반도체층(131a)의 구동 드레인 영역에 해당한다.
스위칭 박막 트랜지스터(T2)는 스위칭 반도체층(131b), 스위칭 게이트 전극(125b), 스위칭 소스 전극(176b) 및 스위칭 드레인 전극(177b)을 포함한다.
보상 박막 트랜지스터(T3)는 보상 반도체층(131c), 보상 게이트 전극(125c), 보상 소스 전극(176c) 및 보상 드레인 전극(177c)을 포함하고, 초기화 박막 트랜지스터(T4)는 초기화 반도체층(131d), 초기화 게이트 전극(125d), 초기화 소스 전극(176d) 및 초기화 드레인 전극(177e)을 포함한다.
제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5)는 제1 발광 제어 반도체층(131e), 제1 발광 제어 게이트 전극(125e), 제1 발광 제어 소스 전극(176e) 및 제1 발광 제어 드레인 전극(177e)을 포함하고, 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)는 제2 발광 제어 반도체층(131f), 제2 발광 제어 게이트 전극(125f), 제2 발광 제어 소스 전극(176f) 및 제2 발광 제어 드레인 전극(177f)을 포함한다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 배치되는 제1 스토리지 축전판(132)과 제2 스토리지 축전판(127)을 포함한다. 여기서, 게이트 절연막(140)은 유전체가 되며, 스토리지 캐패시터(Cst)에서 축전된 전하와 양 축전판(132, 127) 사이의 전압에 의해 스토리지 캐패시턴스(Storage Capacitance)가 결정된다.
제1 스토리지 축전판(132)는 구동 반도체층(131a), 스위칭 반도체층(131b), 보상 반도체층(131c), 제1 발광 제어 반도체층(131e) 및 제2 발광 제어 반도체층(131f)과 동일한 층에 형성되어 있으며, 제2 스토리지 축전판(127)은 스캔선(121), 이전 스캔선(122) 등과 동일한 층에 형성되어 있다.
구동 박막 트랜지스터(T1)의 구동 반도체층(131a)은 스위칭 반도체층(131b) 및 보상 반도체층(131c)과 제1 발광 제어 반도체층(131e) 및 제2 발광 제어 반도체층(131f)를 서로 연결한다.
따라서, 구동 소스 전극(176a)은 스위칭 드레인 전극(177b) 및 제1 발광 제어 드레인 전극(177e)과 연결되고, 구동 드레인 전극(177a)은 보상 드레인 전극(177c) 및 제2 발광 제어 소스 전극(176f)과 연결된다.
스토리지 캐패시터(Cst)의 제1 스토리지 축전판(132)은 보상 소스 전극(176c) 및 초기화 드레인 전극(177d)과 연결되며, 연결 부재(174)을 통해 구동 게이트 전극(125a)과 연결된다. 이 때, 연결 부재(174)는 데이터선(171)과 동일한 층에 형성된다. 이러한 연결 부재(174)는 층간 절연막(160) 및 게이트 절연막(140)에 형성된 접촉 구멍(166)을 통해 제1 스토리지 축전판(132)와 연결되며, 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(167)을 통해 구동 게이트 전극(125a)과 연결된다.
스토리지 캐패시터(Cst)의 제2 스토리지 축전판(129)은 공통 전압선(172)과 연결되며 스캔선(121)과 거의 평행하게 형성된다.
부스팅 캐패시터(Cb)의 제1 부스팅 축전판(133)은 제1 스토리지 축전판(132)에서 연장된 연장부이고, 제2 부스팅 축전판(129)은 스캔선(121)에서 상하로 돌출된 돌출부이다.
제1 부스팅 축전판(133)은 해머 형상을 가지며, 제1 부스팅 축전판(133)은 구동 전압선(172)과 평행한 손잡이부(133a), 손잡이부(133a)의 단부에 형성된 헤드부(133b)를 포함한다.
제1 부스팅 축전판(133)의 헤드부(133b) 내부에 제2 부스팅 축전판(129)의 돌출부가 모두 중첩하여 위치하고 있다. 따라서, 부스팅 캐패시터(Cb)의 제1 부스팅 축전판(133)의 면적은 제2 부스팅 축전판(129)의 면적보다 크다.
한편, 스위칭 박막 트랜지스터(T2)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(125b)은 스캔선(121)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(176b)은 데이터선(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(177b)은 구동 박막 트랜지스터(T1) 및 제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5)와 연결된다.
제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)의 제2 발광 제어 드레인 전극(177f)은 보호막(180)의 접촉구(182)를 통해 유기 발광 다이이드(70)의 화소 전극(190)과 직접 연결된다.
이하, 도 27 및 도 28을 참조하여 본 발명의 제14 실시예에 따른 햅픽 표시 장치의 구조에 대해 적층 순서에 따라 구체적으로 설명한다.
이 때, 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)를 중심으로 박막 트랜지스터의 구조에 대해 설명한다. 그리고 나머지 박막 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5)는 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)의 적층 구조와 대부분 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
기판(110) 위에는 버퍼층(120)이 형성되어 있고, 버퍼층(120) 위에 제2 발광제어 반도체층(131f) 및 부스팅 캐패시터(Cb)를 이루는 제1 부스팅 축전판(133)이 형성되어 있다. 기판(110)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 기판으로 형성된다. 제2 발광 제어 반도체층(131f) 및 제1 부스팅 축전판(133)은 다결정 규소막으로 형성된다. 또한, 제2 발광 제어 반도체층(131f)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양 옆으로 p+ 도핑되어 형성된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함한다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라진다.
제2 발광 제어 반도체층(131f) 위에는 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성된 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에 스위칭 게이트 전극(125b) 및 보상 게이트 전극(125c)을 포함하는 스캔선(121), 초기화 게이트 전극(125d)을 포함하는 이전 스캔선(122), 구동 게이트 전극(125a), 제2 발광 제어 게이트 전극(125f)을 포함하는 발광 제어선(123)을 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있다. 그리고 제2 발광 제어 게이트 전극(125f)은 제2 발광 제어 반도체층(131f)의 적어도 일부, 특히 채널 영역과 중첩되도록 형성된다. 게이트 배선은 스토리지 캐패시터(Cst)를 이루는 제2 스토리지 축전판(127), 부스팅 캐패시터(Cb)를 이루는 제2 부스팅 축전판(129)을 더 포함한다.
제2 스토리지 축전판(127)은 구동 전압선(172)과 접촉 구멍(168)을 통해 연결되며, 제2 부스팅 축전판(129)은 스캔선(121)과 연결된다.
게이트 절연막(140) 상에는 제2 발광 제어 게이트 전극(125e)을 덮는 층간 절연막(160)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)과 층간 절연막(160)은 제2 발광 제어 반도체층(131f)의 드레인 영역을 드러내는 접촉 구멍(163)을 함께 갖는다. 층간 절연막(160)은 게이트 절연막(140)과 마찬가지로, 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 등의 세라믹(ceramic) 계열의 소재를 사용하여 만들어진다.
층간 절연막(160) 위에는 스위칭 소스 전극(176b)를 포함하는 데이터선(171), 연결 부재(174), 제2 발광 제어 드레인 전극(177f), 구동 전압선(172)을 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있다.
그리고 스위칭 소스 전극(176b)과 제2 발광 제어 드레인 전극(177f)은 각각 층간 절연막(160) 및 게이트 절연막(140)에 형성된 접촉 구멍(162, 163)을 통해 각각 스위칭 반도체층(131b)의 소스 영역, 제2 발광 제어 반도체층(131f)의 드레인 영역과 연결된다.
층간 절연막(160) 상에는 데이터 배선(171, 174, 177f, 172)을 덮는 보호막(180)이 형성되어 있고, 보호막(180) 위에는 화소 전극(190) 및 햅틱 제어선(410)이 형성되어 있다. 보호막(180)에 형성된 접촉구(182)을 통해 화소 전극(190)은 제2 발광 제어 드레인 전극(177f)과 연결된다.
햅틱 부재(510)는 스캔선(121)과 햅틱 제어선(410) 사이에 형성되어 있으며, 스캔선(121)과 햅틱 제어선(410) 사이의 층간 절연막(160) 및 보호막(180)에 각각 형성된 햅틱구(161, 181)에 햅틱 부재(510)가 채워져 있다. 햅틱 제어선(410)은 데이터선(171)과 동일한 수로 형성되어 있으므로 햅틱 부재(510)는 화소의 수와 동일한 수로 형성될 수 있다.
햅틱 부재(510)의 하부에 위치한 스캔선(121)과 햅틱 부재(510)의 상부에 위치한 햅틱 제어선(410) 사이에 전위차가 발생하는 경우, 햅틱 부재(510)를 이루는 전기 활성 고분자의 분극으로 인해 생성되는 쿨롱힘에 의해 햅틱 부재(510)의 높이가 변형되며, 햅틱 부재(510)의 높이 변형을 이용하여 햅틱 진동을 생성한다.
이와 같이, 표시 장치 내부에 햅틱 제어선(410) 및 햅틱 부재(510)를 형성함으로써, 별도의 햅틱 액츄에이터가 필요하지 않으므로 햅틱 표시 장치의 소형화 및 박형화가 가능하며, 플렉서블 표시 장치에도 적용가능하다.
화소 전극(190)의 가장자리 및 보호막(180) 위에는 격벽(350)이 형성되어 있고, 격벽(350)은 화소 전극(190)을 드러내는 격벽 개구부(351)를 가진다. 격벽(350)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지 또는 실리카 계열의 무기물 등으로 만들 수 있다.
격벽 개구부(351)로 노출된 화소 전극(190) 위에는 유기 발광층(720)이 형성되고, 유기 발광층(720) 상에는 공통 전극(270)이 형성된다. 이와 같이, 화소 전극(190), 유기 발광층(720) 및 공통 전극(270)을 포함하는 유기 발광 다이오드(70)가 형성된다.
여기서, 화소 전극(190)은 정공 주입 전극인 애노드이며, 공통 전극(270)은 전자 주입 전극인 캐소드가 된다. 그러나 본 발명에 따른 일 실시예는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유기 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라 화소 전극(190)이 캐소드가 되고, 공통 전극(270)이 애노드가 될 수도 있다. 화소 전극(190) 및 공통 전극(270)으로부터 각각 정공과 전자가 유기 발광층(720) 내부로 주입되고, 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
유기 발광층(720)은 저분자 유기물 또는 PEDOT(Poly 3,4-ethylenedioxythiophene) 등의 고분자 유기물로 이루어진다. 또한, 유기 발광층(720)은 발광층과, 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL), 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 이들 모두를 포함할 경우, 정공 주입층이 양극인 화소 전극(710) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다. 공통 전극(270)은 반사형 도전성 물질로 형성되므로 배면 발광형의 유기 발광 표시 장치가 된다. 반사형 물질로는 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au) 등의 물질을 사용할 수 있다.
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.
110: 기판 121: 스캔선
160: 층간 절연막 171: 데이터선
180: 보호막 190: 제1 전극
270: 제2 전극 410, 420, 430, 440: 햅틱 제어선
510, 520, 531, 532, 533, 541, 542, 543: 햅틱 부재

Claims (26)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하며 스캔 신호를 전달하는 복수의 스캔선,
    상기 스캔선과 절연되어 교차하고 있으며 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선,
    상기 스캔선 또는 상기 데이터선과 절연되어 햅틱 신호를 전달하는 복수의 햅틱 제어선,
    상기 스캔선 및 상기 데이터선과 연결되어 있으며 행렬로 배열된 복수의 화소 내에 각각 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극,
    상기 제1 전극과 대향하고 있는 제2 전극,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 광 조절 부재, 그리고
    상기 스캔선, 상기 데이터선, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나와 각 햅틱 제어선 사이에 위치하는 햅틱 부재
    를 포함하는 햅틱 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 제1 전극과 동일한 층에 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 데이터선과 평행하게 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 스캔선과 상기 햅틱 제어선의 교차부에 상기 햅틱 부재가 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 데이터선과 동일한 수로 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 데이터선보다 작은 수로 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 햅틱 제어선과 상기 제2 전극 사이에 상기 햅틱 부재가 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  8. 제2항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 스캔선과 평행하게 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 데이터선과 상기 햅틱 제어선의 교차부에 상기 햅틱 부재가 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 스캔선과 동일한 수로 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 스캔선보다 작은 수로 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  12. 제8항에서,
    상기 햅틱 제어선과 상기 제2 전극 사이에 상기 햅틱 부재가 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 스캔선과 동일한 층에 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 스캔선과 평행하게 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 햅틱 제어선과 상기 데이터선 사이에 상기 햅틱 부재가 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  16. 제14항에서,
    상기 햅틱 제어선과 상기 제1 전극 사이에 상기 햅틱 부재가 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  17. 제14항에서,
    상기 햅틱 제어선과 상기 제2 전극 사이에 상기 햅틱 부재가 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  18. 제1항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 데이터선과 동일한 층에 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 데이터선과 평행하게 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 스캔선과 상기 햅틱 제어선 사이에 상기 햅틱 부재가 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  21. 제19항에서,
    상기 햅틱 제어선과 상기 제1 전극 사이에 상기 햅틱 부재가 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  22. 제19항에서,
    상기 햅틱 제어선과 상기 제2 전극 사이에 상기 햅틱 부재가 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  23. 기판,
    상기 기판 위에 위치하며 스캔 신호를 전달하는 복수의 스캔선,
    상기 스캔선과 절연되어 교차하고 있으며 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선,
    상기 스캔선과 절연되어 교차하고 있으며 구동 전압을 전달하는 복수의 구동 전원선,
    상기 스캔선 또는 상기 데이터선과 절연되어 교차하며 햅틱 신호를 전달하는 복수의 햅틱 제어선,
    상기 스캔선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 박막 트랜지스터,
    상기 스위칭 박막 트랜지스터 및 상기 구동 전원선과 연결되어 있는 구동 트랜지스터,
    상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극,
    상기 제1 전극 위에 위치하는 유기 발광 소자,
    상기 유기 발광 소자 위에 위치하는 있는 제2 전극, 그리고
    상기 스캔선, 상기 데이터선, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나와 각 햅틱 제어선 사이에 위치하는 햅틱 부재
    를 포함하는 햅틱 표시 장치.
  24. 제23항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 제1 전극과 동일한 층에 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  25. 제24항에서,
    상기 햅틱 제어선은 상기 데이터선과 평행하게 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
  26. 제25항에서,
    상기 스캔선과 상기 햅틱 제어선의 교차부에 상기 햅틱 부재가 형성되어 있는 햅틱 표시 장치.
KR1020130019948A 2012-06-29 2013-02-25 햅틱 표시 장치 KR102050513B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013127537A JP6238588B2 (ja) 2012-06-29 2013-06-18 ハプティック表示装置
US13/925,602 US9934711B2 (en) 2012-06-29 2013-06-24 Haptic display device
TW102122942A TWI588690B (zh) 2012-06-29 2013-06-27 觸覺顯示裝置
EP13174178.7A EP2680108B1 (en) 2012-06-29 2013-06-28 Haptic display device
CN201310268412.9A CN103529979B (zh) 2012-06-29 2013-06-28 触觉显示设备
US15/891,215 US10679538B2 (en) 2012-06-29 2018-02-07 Haptic display device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120071129 2012-06-29
KR20120071129 2012-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140006703A KR20140006703A (ko) 2014-01-16
KR102050513B1 true KR102050513B1 (ko) 2019-12-02

Family

ID=50141578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130019948A KR102050513B1 (ko) 2012-06-29 2013-02-25 햅틱 표시 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102050513B1 (ko)
TW (1) TWI588690B (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106935593B (zh) * 2015-12-31 2019-10-11 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 柔性显示装置及其制作方法
CN109148728B (zh) * 2018-08-31 2019-10-29 昆山国显光电有限公司 一种显示面板及显示装置
TWI702529B (zh) * 2019-09-17 2020-08-21 凌巨科技股份有限公司 具有觸覺反饋面板的觸控模組及顯示裝置
TWI730413B (zh) * 2019-09-17 2021-06-11 凌巨科技股份有限公司 觸控模組及顯示裝置
KR102158957B1 (ko) 2020-06-05 2020-09-22 권우희 리프트용 경사로
KR20240138324A (ko) * 2023-03-10 2024-09-20 삼성전자주식회사 촉각 디스플레이 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009258309A (ja) * 2008-04-15 2009-11-05 Sony Corp 画像表示装置及び画像表示方法
JP2011002926A (ja) 2009-06-17 2011-01-06 Hitachi Ltd 触覚呈示機能付き表示装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002304136A (ja) * 2001-01-17 2002-10-18 Seiko Epson Corp 有機エレクトロルミネッセンス表示装置を備えた電子機器
TWI327708B (en) * 2007-10-03 2010-07-21 Au Optronics Corp Method for photo signal detection for a touchable display and display device
KR20100074820A (ko) * 2008-12-24 2010-07-02 삼성전자주식회사 진동 터치 스크린 패널과 그 제조 방법
KR101100947B1 (ko) * 2009-10-09 2011-12-29 삼성모바일디스플레이주식회사 유기전계발광 표시장치 및 그의 구동방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009258309A (ja) * 2008-04-15 2009-11-05 Sony Corp 画像表示装置及び画像表示方法
JP2011002926A (ja) 2009-06-17 2011-01-06 Hitachi Ltd 触覚呈示機能付き表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201401131A (zh) 2014-01-01
KR20140006703A (ko) 2014-01-16
TWI588690B (zh) 2017-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10679538B2 (en) Haptic display device
US10976853B2 (en) Display device
US10355060B2 (en) Organic light emitting diode display and manufacturing method thereof
US9136311B2 (en) Flexible substrate, flexible display device, and method for manufacturing flexible display device
US20190251318A1 (en) Fingerprint sensing unit and display device including the same
KR102050513B1 (ko) 햅틱 표시 장치
KR102132781B1 (ko) 유기 발광 표시 장치
US11856825B2 (en) Organic light emitting display device
KR20100024710A (ko) 유기 발광 표시 장치
KR102060013B1 (ko) 유기 발광 표시 장치
US9634284B2 (en) Display device including a protection film having nanobeads
KR102612774B1 (ko) 플렉시블 전계발광 표시장치
KR20190135173A (ko) 플렉시블 전계발광 표시장치
KR20210058433A (ko) 플렉서블 유기발광 표시장치
KR102667945B1 (ko) 표시장치
KR102020824B1 (ko) 플렉시블 전계발광 표시장치
KR20230004110A (ko) 플렉서블 유기발광 표시장치
JP6659880B2 (ja) 電子機器
KR20210051726A (ko) 유기발광 표시장치
KR20190003024A (ko) 플렉시블 유기발광 표시장치 및 그의 제조방법
KR20220000512A (ko) 표시 장치
KR20210053710A (ko) 플렉서블 유기발광 표시장치
KR20200056763A (ko) 플렉시블 전계발광 표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant