KR102082425B1 - 평판표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 평판표시장치에 관한 것으로, 일 방향으로 배열된 복수의 스캔 라인, 상기 스캔 라인과 교차하도록 배열된 복수의 데이터 라인, 상기 복수의 스캔 라인 및 데이터 라인 사이에 각각 연결된 복수의 화소, 상기 스캔 라인과 평행하게 배열된 복수의 제 1 감지 라인, 상기 데이터 라인과 평행하게 배열된 복수의 제 2 감지 라인, 및 상기 복수의 제 1 감지 라인 및 제 2 감지 라인 사이에 각각 연결된 복수의 감지소자를 포함하며, 각 화소와 인접하게 배치된 감지소자에 의해 구부러지는 위치 및 형태가 정확하게 감지될 수 있기 때문에 구부러짐이나 터치 등에 의한 변형의 형태를 감지하여 사용자의 명령을 인식할 수 있다.

Description

평판표시장치 {Flat panel display device}
본 발명은 평판표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가요성(flexible) 평판표시장치에 관한 것이다.
최근 들어 유리, 플라스틱(plastic), 금속 등으로 이루어진 가요성(flexible) 기판을 이용하는 기술이 개발되고 있다. 가요성 기판은 가볍고 충격에 강할 뿐만 아니라 구부러질 수 있기 때문에 휴대용 단말기의 표시장치 등에 적합하다.
또한, 근래에 들어 액정표시장치(LCD)나 유기전계발광 표시장치(OLED)와 같은 평판표시장치에 터치스크린 패널이 적용되고 있다. 터치스크린 패널은 사용자가 손이나 펜과 같은 물체를 접촉하여 명령을 입력할 수 있는 장치로서, 사용자에게 여러 가지의 편의를 제공할 수 있기 때문에 적용 범위가 확대되고 있다.
휴대용 단말기의 성능이 향상됨에 따라 여러 가지의 어플리케이션 프로그램이 제공되고 있으나, 사용자는 더 편리하게 사용할 수 있는 장치를 요구하고 있다.
본 발명의 실시예의 목적은 사용자의 요구를 더 충족시킬 수 있는 평판표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예의 다른 목적은 변형되는 위치나 형태를 통해 사용자의 명령을 인식할 수 있는 평판표시장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 평판표시장치는 일 방향으로 배열된 복수의 스캔 라인, 상기 스캔 라인과 교차하도록 배열된 복수의 데이터 라인, 상기 복수의 스캔 라인 및 데이터 라인 사이에 각각 연결된 복수의 화소, 상기 스캔 라인과 평행하게 배열된 복수의 제 1 감지 라인, 상기 데이터 라인과 평행하게 배열된 복수의 제 2 감지 라인, 및 상기 복수의 제 1 감지 라인 및 제 2 감지 라인 사이에 각각 연결된 복수의 감지소자를 포함한다.
상기 화소는 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상에 배치된 유기 발광층, 및 상기 유기 발광층 상에 배치된 제 2 전극을 포함하거나, 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상부에 배치된 액정층, 및 상기 액정층 상부에 배치된 제 2 전극을 포함할 수 있다.
상기 감지소자는 상기 제 1 감지 라인에 연결된 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상에 배치된 압전층, 및 상기 압전층 상에 배치되며 상기 제 2 감지 라인에 연결된 제 2 전극을 포함할 수 있다.
상기 압전층은 PVDF(poly vinlyidene fluoride), PVDF-TrEF(trifluro-ethye), TrEF, 폴리우레아(polyurea), 폴리이미드(polyimid) 및 나일론(nylon)으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어지거나, BaTiO3 및 PZT로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 압전층은 0.1㎛ 내지 3.0㎛ 의 두께로 형성될 수 있다.
상기 감지소자의 제 1 전극 및 제 2 전극 중 하나의 전극이 상기 화소의 제 1 전극과 동일 평면에 배치되거나, 상기 감지소자의 제 1 전극 및 제 2 전극이 상기 화소의 제 2 전극과 중첩될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 평판표시장치는 상기 복수의 제 1 감지 라인 및 제 2 감지 라인에 연결된 감지부를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 스캔 라인에 연결된 스캔 구동부, 및 상기 복수의 데이터 라인에 연결된 데이터 구동부를 더 포함하며, 상기 감지부가 상기 스캔 구동부 및 상기 데이터 구동부 중 어느 하나에 내장될 수 있다.
상기 복수의 제 1 감지 라인 및 제 2 감지 라인이 투명한 전도성 물질로 이루어지고, 상기 투명한 전도성 물질은 은(Ag)나노튜브, 은(Ag)나노와이어, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), ITO, IZO, GIZO, TIZO, HfIZO, 은(Ag), MgAg 및 YbAg로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 평판표시장치는 가요성인 평판표시장치이다.
본 발명의 실시예에 따른 평판표시장치는 매트릭스 형태의 화소 어레이 및 감지소자 어레이를 구비한다. 각 화소가 형성되는 영역에 감지소자가 배치되기 때문에 구부러지는 위치 및 형태를 정확하게 감지할 수 있다. 구부러짐이나 터치 등에 의한 변형의 형태를 감지하여 사용자의 명령을 인식함으로써 사용자에게 편리함과 확장된 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판표시장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 A 부분의 상세도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 화소 및 감지소자의 배치구조를 상세하게 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판표시장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A 부분의 상세도이다.
도 1을 참조하면, 평판표시장치는 화상을 표시하는 화소부(100), 화상을 표시하기 위한 신호를 제공하는 스캔 구동부(200) 및 데이터 구동부(300), 그리고 평판표시장치의 구부러지는 위치 및 형태를 감지하기 위한 감지부(400)를 포함한다.
화소부(100)는 서로 교차하도록 배열된 복수의 스캔 라인(S1 내지 Sn) 및 데이터 라인(D1 내지 Dn), 스캔 라인(S1 내지 Sn) 및 데이터 라인(D1 내지 Dn) 사이에 각각 연결된 복수의 화소(120), 스캔 라인(S1 내지 Sn)과 평행하게 배열된 복수의 제 1 감지 라인(E11 내지 E1n), 데이터 라인(D1 내지 Dn)과 평행하게 배열된 복수의 제 2 감지 라인(E21 내지 E2n), 그리고 복수의 제 1 감지 라인(E11 내지 E1n) 및 제 2 감지 라인(E21 내지 E2n) 사이에 각각 연결된 복수의 감지소자(140)를 포함한다.
복수의 스캔 라인(S1 내지 Sn)은 일 방향으로 연장되도록 평행하게 배열되고, 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dn)은 스캔 라인(S1 내지 Sn)과 교차하는 방향으로 평행하게 배열된다.
복수의 화소(120)는 스캔 라인(S1 내지 Sn) 및 데이터 라인(D1 내지 Dn) 사이에 예를 들어, 매트릭스(matrix) 형태로 연결된다. 화소(120)는 두 개의 전극 예를 들어, 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 유기 발광층이 개재된 유기전계발광소자를 포함하거나, 두 개의 전극 예를 들어, 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 액정층이 개재된 액정소자를 포함할 수 있다. 또한, 화소(120)를 동작시키기 위한 박막 트랜지스터 및 캐패시터를 더 포함할 수 있다.
복수의 제 1 감지 라인(E11 내지 E1n)은 복수의 스캔 라인(S1 내지 Sn) 사이에 스캔 라인(S1 내지 Sn)과 평행하게 배열되고, 복수의 제 2 감지 라인(E21 내지 E2n)은 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dn) 사이에 데이터 라인(D1 내지 Dn)과 평행하게 배열된다. 제 1 감지 라인(E11 내지 E1n) 및 제 2 감지 라인(E21 내지 E2n)은 투명한 전도성 물질 예를 들어, 은(Ag)나노튜브, 은(Ag)나노와이어, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), ITO, IZO, GIZO, TIZO, HfIZO, 은(Ag), MgAg 및 YbAg로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하거나, 하나 이상의 물질들의 적층, 예를 들어, ITO/Ag, ITO/Ag/ITO 등의 적층으로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 감지소자(140)는 제 1 감지 라인(E1n)에 연결된 제 1 전극(142), 제 1 전극(142) 상에 배치된 압전층(144) 및 압전층(144) 상에 배치되며 제 2 감지 라인(E2n)에 연결된 제 2 전극(146)을 포함한다. 제 1 전극(142) 및 제 2 전극(146)에 소정의 전압이 인가된 상태에서 압전층(144)은 인가되는 압력의 크기에 따라 저항값이 변화된다.
압전층(144)은 PVDF(poly vinlyidene fluoride), PVDF-TrEF(trifluro-ethye), TrEF, 폴리우레아(polyurea), 폴리이미드(polyimid) 및 나일론(nylon)으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 유기물 압전재료로 형성하거나, BaTiO3 및 PZT로 이루어진 군에서 선택된 하나의 무기물 압전재료로 형성할 수 있다. 상기 무기물로 압전층을 형성할 경우 고온의 공정이 필요하거나 전사 방식으로 인해 생산성이 저하될 수 있기 때문에 저온 공정이 가능하고 생산성이 높은 상기 유기물로 압전층(144)을 형성하는 것이 바람직하다.
스캔 구동부(200)는 화소부(100)의 일 측에 배치되며, 화소부(100)에서 연장된 복수의 스캔 라인(S1 내지 Sn)에 연결된다. 스캔 구동부(200)는 외부로부터 제어 신호를 입력받고 스캔 신호를 생성하여 스캔 라인(S1 내지 Sn)으로 제공한다.
데이터 구동부(300)는 화소부(100)의 다른 일 측에 배치되며, 화소부(100)에서 연장된 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dn)에 연결된다. 데이터 구동부(300)는 외부로부터 제어 신호 및 화상 데이터를 입력받고 데이터 신호를 생성하여 데이터 라인(D1 내지 Dn)으로 제공한다.
감지부(400)는 평판표시장치가 구부러지거나 변형될 경우 해당 위치의 감지소자(140)에 의해 감지된 전압 또는 전류의 변화를 감지하여 구부러지는 위치 및 형태를 검출한다.
예를 들어, 평판표시장치의 소정 부분이 구부러질 경우 곡률 반경이 가장 적은 위치의 감지소자(140)를 통해 흐르는 전류나 전압은 상대적으로 곡률 반경이 큰 위치의 감지소자(140)를 통해 흐르는 전류나 전압보다 크기 때문에 변형된 부분의 감지소자(140)들에 의해 감지된 전류값 또는 전압값을 검출 및 분석하면 구부러진 위치 및 형태를 검출할 수 있다.
따라서 감지부(400)는 상기와 같은 기능을 위해 전원공급회로, 비교기 및 논리회로 등을 포함할 수 있으며, 스캔 구동부(200) 및 데이터 구동부(300) 중 적어도 어느 하나에 내장될 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 화소(120) 및 감지소자(140)의 배치구조를 상세하게 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 기판(10) 상에 화소(120) 및 감지소자(140)가 인접하게 배치된다. 기판(10)은 가요성 기판으로서, 박막 형태의 유리, 플라스틱, 금속 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(10) 상에는 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 알루미늄 산화막(AlOx) 또는 유기막이나, 이들의 적층 구조로 버퍼층(도시안됨)이 형성될 수 있다.
화소(120)는 제 1 전극(122), 유기 발광층(124) 및 제 2 전극(126)을 포함하며, 제 1 전극(122)은 박막 트랜지스터(T)에 전기적으로 연결될 수 있다. 박막 트랜지스터(T)는 기판(10) 상에 형성된 반도체층(12), 게이트 절연층(14)에 의해 반도체층(12)과 절연되는 게이트 전극(16), 및 절연층(14 및 18)에 형성된 콘택홀을 통해 반도체층(12)과 연결되는 소스 및 드레인 전극(20)을 포함한다.
박막 트랜지스터(T)를 포함하는 상부에 평탄화막(22)이 형성되고, 평탄화막(22) 상에 화소(120)가 배치되며, 화소(120)의 제 1 전극(122)이 평탄화막(22)에 형성된 비아홀을 통해 소스 또는 드레인 전극(20)에 연결된다.
감지소자(140)는 제 1 전극(142), 압전층(144) 및 제 2 전극(146)을 포함한다. 감지소자(140)가 평탄화막(22) 상에 배치될 경우 감지소자(140)의 제 1 전극(142)은 화소(120)의 제 1 전극(122)과 동일 평면에 배치될 수 있고, 제 2 전극(146)은 제 1 전극(122)의 발광영역(개구부)을 정의하기 위한 화소 정의막(24)에 의해 화소(120)의 제 2 전극(126)과 전기적으로 절연될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 서로 교차하는 복수의 스캔 라인(Sn)과 데이터 라인(Dn)에 의해 정의되는 각각의 영역에 감지소자(140)가 형성된다. 따라서 화소(120)의 제 2 전극(126)이 공통전극 형태로 형성될 경우 감지소자(120)의 제 1 전극(142) 및 제 2 전극(146)은 화소(120)의 제 2 전극(126)과 중첩될 수 있다.
감지소자(140)를 구성하는 제 1 전극(142), 압전층(144) 및 제 2 전극(146)은 모두 투명한 물질로 형성될 수 있기 때문에 화소(120)의 제 2 전극(126)과 중첩되더라도 투과도에 영향을 미치지 않는다.
본 발명의 실시예에서 압전층(144)은 0.1㎛ 내지 3.0㎛ 의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 평판표시장치에서 평탄화막(22)이나 화소 정의막(24)은 0.3㎛ 내지 4.0㎛ 정도의 두께로 형성된다. 감지소자(140)로 인해 평탄도가 저하되지 않도록 하기 위해서는 압전층(144)의 전기적인 특성을 얻을 수 있는 범위 내에서 두께를 최소화하는 것이 바람직하다.
도 4는 감지소자(140)의 제 2 전극(146)이 화소(120)의 제 1 전극(122)과 동일 평면에 배치된 구조이다.
박막 트랜지스터(T)의 소스 및 드레인 전극(20)을 형성한 후 절연막(18) 상에 감지소자(140)의 제 1 전극(142) 및 압전층(144)을 형성한다. 소스 및 드레인 전극(20)과 압전층(144)을 포함하는 상부에 평탄화막(22)을 형성한 후 압전층(144)을 노출시키고, 압전층(144) 상에 제 2 전극(146)을 형성한다.
상기와 같이 본 발명의 실시예는 스캔 라인(Sn)과 데이터 라인(Dn)에 의해 정의되는 영역에 화소(120)를 형성하는 과정에서 감지소자(140)를 동시에 형성할 수 있으며, 복수의 화소(120)와 같이 감지소자(140)를 매트릭스 형태로 배열할 수 있다.
이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 기판
12: 반도체층
14: 게이트 절연층
16: 게이트 전극
18: 절연막
20: 소스 및 드레인 전극
22: 평탄화막
24: 화소 정의막
100: 화소부
120: 화소
124: 유기 발광층
122, 142: 제 1 전극
126, 146: 제 2 전극
140: 감지소자
144: 압전층
200: 스캔 구동부
300: 데이터 구동부
400: 감지부

Claims (15)

  1. 일 방향으로 배열된 복수의 스캔 라인;
    상기 스캔 라인과 교차하도록 배열된 복수의 데이터 라인;
    상기 복수의 스캔 라인 및 데이터 라인 사이에 각각 연결된 복수의 화소;
    상기 스캔 라인과 평행하게 배열된 복수의 제 1 감지 라인;
    상기 데이터 라인과 평행하게 배열된 복수의 제 2 감지 라인; 및
    상기 복수의 제 1 감지 라인 및 제 2 감지 라인 사이에 각각 연결된 복수의 감지소자를 포함하고,
    상기 화소는,
    제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 배치된 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층 상에 배치된 제 2 전극을 포함하고,
    상기 감지소자는,
    상기 제 1 감지 라인에 연결된 제 1 전극; 및
    상기 제 2 감지 라인에 연결된 제 2 전극을 포함하고,
    상기 감지소자는 상기 화소의 상기 제 1 전극의 발광영역을 정의하기 위한 화소 정의막 또는 상기 화소와 박막 트랜지스터를 전기적으로 연결하는 비아홀이 형성된 평탄화막에 제공되는 평판표시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 감지소자는
    상기 제 1 감지 라인에 연결된 상기 제 1 전극과 상기 제 2 감지 라인에 연결된 상기 제 2 전극 사이에 제공되는 압전층을 더 포함하는 평판표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 압전층은 PVDF(poly vinlyidene fluoride), PVDF-TrEF(trifluro-ethye), TrEF, 폴리우레아(polyurea), 폴리이미드(polyimid) 및 나일론(nylon)으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어진 평판표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 압전층은 BaTiO3 및 PZT로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어진 평판표시장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 압전층은 0.1㎛ 내지 3.0㎛ 의 두께로 형성된 평판표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 감지소자의 제 1 전극 및 제 2 전극 중 하나의 전극이 상기 화소의 제 1 전극과 동일 평면에 배치된 평판표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 감지소자의 제 1 전극 및 제 2 전극이 상기 화소의 제 2 전극과 중첩되는 평판표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 감지 라인 및 제 2 감지 라인에 연결된 감지부를 더 포함하는 평판표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 복수의 스캔 라인에 연결된 스캔 구동부; 및
    상기 복수의 데이터 라인에 연결된 데이터 구동부를 더 포함하며,
    상기 감지부가 상기 스캔 구동부 및 상기 데이터 구동부 중 어느 하나에 내장된 평판표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 감지 라인 및 제 2 감지 라인이 투명한 전도성 물질로 이루어진 평판표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 투명한 전도성 물질은 은(Ag)나노튜브, 은(Ag)나노와이어, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), ITO, IZO, GIZO, TIZO, HfIZO, 은(Ag), MgAg 및 YbAg로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 평판표시장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 평판표시장치는 가요성인 평판표시장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 감지소자의 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극은 상기 화소의 상기 제 1 전극과 동일 평면에 배치되고, 상기 감지소자의 상기 제 2 전극은 상기 화소 정의막에 의해 상기 화소의 제 2 전극과 절연되는 평판표시장치.
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