KR102296733B1 - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 영역과 상기 표시영역 외곽에 형성된 주변 영역으로 구획되는 표시 기판; 상기 표시 기판 위의 표시 영역에 배치되어 있는 박막 표시층; 상기 박막 표시층 상에 전면 형성된 차폐 전극; 상기 표시 기판 위에 배치되어 있는 봉지 기판; 및 상기 박막 표시층과 대향되면서 상기 봉지 기판 아래에 배치되어 있는 터치전극층을 포함한다.

Description

유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 터치전극층을 포함하는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등의 표시 장치는 전기장 생성 전극과 전기 광학 활성층(electro-optical active layer)을 포함한다. 예를 들어 유기 발광 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함하고, 전기 영동 표시 장치는 전하를 띤 입자를 포함한다. 전기장 생성 전극은 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자에 연결되어 데이터 신호를 인가 받을 수 있고, 전기 광학 활성층은 이러한 데이터 신호를 광학 신호로 변환함으로써 영상을 표시한다.
최근 이러한 표시 장치는 영상을 표시하는 기능 이외에 사용자와의 상호 작용이 가능한 터치 감지 기능을 포함할 수 있다. 터치 감지 기능은 사용자가 화면 위에 손가락이나 터치 펜(touch pen) 등을 접근하거나 접촉하여 문자를 쓰거나 그림을 그리는 경우 표시 장치가 화면에 가한 압력, 전하, 빛 등의 변화를 감지함으로써 물체가 화면에 접근하거나 접촉하였는지 여부 및 그 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아내는 것이다. 표시 장치는 이러한 접촉 정보에 기초하여 영상 신호를 입력 받고 영상을 표시할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 봉지 기판 아래에 형성되는 인셀 터치 전극층을 포함하는 유기 발광 표시 장치에서, 터치 전극층과 박막 표시층 사이의 원하지 않는 간섭을 최소화할 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 영역과 상기 표시영역 외곽에 형성된 주변 영역으로 구획되는 표시 기판; 상기 표시 기판 위의 표시 영역에 배치되어 있는 박막 표시층; 상기 박막 표시층 상에 전면 형성된 차폐 전극; 상기 표시 기판 위에 배치되어 있는 봉지 기판; 및 상기 박막 표시층과 대향되면서 상기 봉지 기판 아래에 배치되어 있는 터치전극층을 포함한다.
상기 차폐 전극과 상기 터치전극층 사이에 배치되어 있는 절연막을 더 포함할 수 있다.
상기 차폐 전극은 투명 전극일 수 있다.
상기 차폐 전극은 ITO, IZO, ITZO, ATO로 이루질 수 있다.
상기 표시 기판의 주변 영역 일측에 배치되어, 상기 터치 전극층과 신호를 주고 받는 터치 구동 IC와, 상기 박막 표시층에 신호를 전달하는 표시 구동 IC를 포함할 수 있다.
상기 터치 구동 IC와 상기 표시 구동 IC는 상기 차폐 전극과 연결될 수 있다.
상기 표시 기판의 주변 영역 일측에 배치되면서 상기 터치 구동 IC 및 상기 표시 구동 IC와 연결되는 플렉서블 인쇄회로 기판; 및 상기 플렉서블 인쇄회로 기판과 연결되면서 상기 터치 구동 IC 및 표시 구동 IC로 전달하는 신호를 생성하고, 일정 레벨의 전압 신호를 생성하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부에서 생성된 일정 레벨의 전압 신호는 상기 차폐 전극에 인가될 수 있다.
상기 차폐 전극에 인가하는 일정 레벨의 전압 신호는 상 전압 또는 접지 전압일 수 있다.
상기 표시 기판 위의 주변 영역에 배치되면서 상기 표시 영역으로 유입되는 정전기를 방지하는 가드 링을 더 포함할 수 있다.
상기 가드 링과 상기 차폐 전극은 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 봉지 기판 위에 배치되어 있는 편광층; 및 상기 편광층 위에 배치되어 있는 원도우를 포함할 수 있다.
상기 편광층과 상기 윈도우 사이에 배치되어 있는 수지층을 더 포함할 수 있다.
상기 수지층은 상기 윈도우를 접착시키고, 자외선을 조사받아 경화될 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 박막 표시층(200)과 터치 전극층(400) 사이에 차폐 전극(220)을 배치함으로써 박막 표시층(200)과 터치 전극층(400) 사이의 원하지 않은 신호 간섭을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 표시 기판(110) 위의 주변 영역(PA)에 가드 링(290)을 포함함으로써 표시 패널(100)으로 유입되는 외부 정전기의 영향을 제거할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1에 따른 유기 발광 표시 장치의 측면을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3에 따른 유기 발광 표시 장치의 측면을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 5는 도 1 및 도 3에 따른 유기 발광 표시 장치의 터치 전극층을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시한 터치 전극층의 일부의 확대도이다.
도 7은 도 6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 8은 도 1 및 도 3에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 9는 도 1 및 도 3에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소의 배치도이다.
도 10은 도 9의 절단선 Ⅹ-Ⅹ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1에 따른 유기 발광 표시 장치의 측면을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 패널(100), 봉지 기판(300), 터치전극층(400), 편광층(310), 수지층(320) 및 윈도우(900)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 기판(110)에 부착되어 있는 구동 IC(500) 및 플렉서블 인쇄회로 기판(600)을 포함한다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 평면 구조로 볼 때 영상이 표시되는 표시 영역(display area)(DA)과 표시 영역(peripheral area)(DA) 주변에 위치하는 주변 영역(PA)을 포함한다.
표시 패널(100)은 표시 기판(110), 박막 표시층(200), 차폐 전극(220), 및 절연막(240)을 포함한다.
표시 기판(110)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등의 절연 물질로 이루어지고, 표시 기판(110) 위에는 박막 표시층(200), 차폐 전극(220), 절연막(240)이 차례로 배치되어 있다.
박막 표시층(200)은 복수의 화소를 포함하며, 각 화소는 후술하는 스위칭 및 구동 박막 트랜지스터(Qs, Qd), 스토리지 캐패시터(Cst) 및 복수의 유기 발광 다이오드(LD)를 포함한다. 이러한 복수의 화소는 박막 표시층(200)의 표시 영역(DA)에 배치되어 있다.
표시 패널(100) 위에는 봉지 기판(300)이 배치되어 있고, 터치 전극층(400)은 봉지 기판(300) 아래에 형성되면서 박막 표시층(200)과 대향되어 배치되어 있다.
터치 전극층(400)은 물체가 터치 전극층(400)에 접근하거나, 터치 전극층(400)에 접촉하면 터치를 감지할 수 있다. 여기서, 접촉이란 사용자의 손과 같은 외부 물체가 터치 전극층(400)에 직접적으로 닿는 경우뿐만 아니라 외부 물체가 터치 전극층(400)에 접근하거나 접근한 상태에서 움직이는(hovering) 경우도 포함한다.
표시 기판(110)의 주변 영역(DA) 일측에는 박막 표시층(200)의 각 화소에 구동 신호를 인가하는 표시 구동 IC(500)와 터치 전극층(400)과 신호를 주고 받는 터치 구동 IC(500)가 배치되어 있다. 도시된 도면은 표시 구동 IC와 터치 구동 IC가 하나의 IC로 집적화하여 형성된 것을 나타낸 것으로, 경우에 따라 별개의 IC로 나누어 형성할 수도 있다.
표시 기판(110)의 주변 영역(DA)에는 터치 전극층(400)과 연결되면서 내부에 금속 도전성 볼(미도시)을 포함하는 씰재(190)가 배치될 수 있다.
이때, 터치 전극층(400)은 씰재(190) 내부에 포함되어 있는 금속 도전성 볼을 통하여 터치 구동 IC(500)와 연결될 수 있다. 금속 도전성 볼은 Au 또는 Ag를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 표시 구동 IC(500)와 터치 구동 IC(500)는 접속부(610)를 통해서 표시 기판(110)의 주변 영역(DA) 일측에 형성되어 있는 플렉서블 인쇄회로 기판(FPCB, 600)과 연결된다.
플렉서블 인쇄회로 기판(FPCB, 600) 위에는 제어부(650)가 배치될 수 있다. 제어부(650)는 표시 구동 IC(500)와 터치 구동 IC(500)로 전달하는 신호를 생성하고, 표시 구동 IC(500)와 터치 구동 IC(500)로부터 센싱되는 신호를 저장/분석한다.
박막 표시층(200)과 터치 전극층(400) 사이에는 차폐 전극(220)과 절연막(240)이 배치되어 있다.
차폐 전극(220)은 박막 표시층(200)과 터치 전극층(400) 사이에 배치되면서, 박막 표시층(200)과 터치 전극층(400) 사이의 원하지 않는 간섭을 감소시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 터치 전극층(400)은 복수의 터치 전극을 포함하는 정전 용량 방식일 수 있고, 복수의 터치 전극을 형성하기 위해서 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 컨덕터로 코팅되는 용량성 터치 스크린일 수 있다. 용량성 터치 스크린에 인간의 손가락과 같은 컨덕터가 아주 근접하게 되면 터치의 위치를 결정하기 위해서 측정 및 사용될 수 있는 센서에서의 캐패시턴스 변화가 발생하게 된다.
터치 전극층(400)이 박막 표시층(200)과 통합될 때, 박막 표시층(200)의 복수의 화소를 업데이트하기 위해서 인가된 전압들은, 박막 표시층(200)이 터치 전극층(400)에 아주 근접해 있기 때문에, 캐패시턴스 감지 신호들과 간섭될 수 있어 잘못된 터치 위치 데이터를 초래하는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 박막 표시층(200)과 터치 전극층(400) 사이에 차폐 전극(220)을 배치함으로써 박막 표시층(200)과 터치 전극층(400) 사이의 원하지 않은 신호 간섭을 감소시킬 수 있다.
이러한 차폐 전극(220)은 터치 구동 IC(500)와 표시 구동 IC(500)와 연결될 수 있다. 터치 구동 IC(500)와 표시 구동 IC(500)는 제어부(650)와 플렉서블 인쇄회로 기판(600)을 통해 상기 일정 레벨의 전압 신호를 인가받는다.
여기서, 터치 제어 신호 및 일정 레벨의 전압 신호는 제어부(650)에서 생성되어, 각각 터치 전극층(400)과 차폐 전극(220)으로 인가된다.
이때, 차폐 전극(220)에 인가되는 일정 레벨의 전압 신호는, 상 전압(Vd) 또는 접지 전압의 형태로 인가될 수 있다.
그리고, 차폐 전극(220)은 투명 전극으로 이루어진다. 예를 들어, 투명 전극은 ITO(Indium Tim Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide) 등의 물질로 형성한다. 이는, 하부에 위치한 표시 영역(DA)의 영상이 투과하는데 저해되지 않기 위함이다.
차폐 전극(220) 위에는 절연막(240)이 배치되어 있다.
절연막(240)은 차폐 전극(200)과 터치 전극층(400) 사이에 형성되어 차폐 전극(200)과 터치 전극층(400)을 절연시킬 수 있다.
절연막(240)은 질화규소(SiNx)의 단일막 또는 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiO2)가 적층된 이중막 구조로 형성될 수 있다.
봉지 기판(300) 위에는 편광층(310), 수지층(320), 및 윈도우(900)가 차례로 부착되어 있다.
편광층(310)은 외부광의 반사를 줄여 명암비를 증가시킬 수 있고, 수지층(320)은 윈도우(900)을 부착시키기 위한 접착층이다. 수지층(320)의 경우, 자외선을 조사하여 경화시킨다. 윈도우(900)는 박막 표시층(200) 및 터치 전극층(400)을 보호하는 역할을 한다.
윈도우(900)는 수지층(320)에 의해 편광층(310)에 부착되는데, 수지층(320)은 자외선에 의해 경화되어 윈도우(900)를 떨어지지 않게 부착할 수 있다.
윈도우(900)는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴(Acryl), 폴리에스테르(polyester, PET) 중 적어도 하나로 형성되어 플렉서블 특성을 가질 수 있다.
그러면, 도 3 및 도 4를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3에 따른 유기 발광 표시 장치의 측면을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 패널(100), 봉지 기판(300), 터치전극층(400), 편광층(310), 수지층(320) 및 윈도우(900)를 포함한다. 표시 패널(100)은 표시 기판(110), 박막 표시층(200), 차폐 전극(220), 및 절연막(240)을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 기판(110)에 부착되어 있는 구동 IC(500) 및 플렉서블 인쇄회로 기판(600)을 포함한다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 평면 구조로 볼 때 영상이 표시되는 표시 영역(display area)(DA)과 표시 영역(peripheral area)(DA) 주변에 위치하는 주변 영역(PA)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 가드 링(290)을 더 포함하는 것을 제외하고는 전술한 도 1에 따른 유기 발광 표시 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략한다.
가드 링(290)은 표시 기판(110) 위의 주변 영역(PA)의 가장자리 주변에 배치되어 있다.
가드 링(290)은 표시 패널(100)으로 유입되는 외부 정전기의 영향을 제거할 수 있다. 이를 위해, 가드 링(290)은 터치 구동 IC(500)와 표시 구동 IC(500)와 연결될 수 있다. 터치 구동 IC(500)와 표시 구동 IC(500)는 제어부(650)와 플렉서블 인쇄회로 기판(600)을 통해 상기 일정 레벨의 전압 신호를 인가받는다. 이때, 가드 링(290)에 인가되는 일정 레벨의 전압 신호는, 상 전압(Vd) 또는 접지 전압의 형태로 인가될 수 있다.
즉, 외부 정전기가 표시 패널(100)로 유입 시 1차적으로 접지 전압이 인가된 가드 링(290)을 통해 흐르게 되어 외부 정전기가 표시 패널(100) 내부로 유입됨을 차단할 수 있다.
이때 가드 링(290)은 차폐 전극(220)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
즉, 가드 링(290)은 투명 전극 물질인 ITO(Indium Tim Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide) 등의 물질로 형성될 수 있다.
그러면, 도 5 내지 도 7을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치 전극층에 대해 상세하게 설명한다.
도 5는 도 1 및 도 3에 따른 유기 발광 표시 장치의 터치 전극층을 도시한 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시한 터치 전극층의 일부의 확대도이고, 도 7은 도 6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5를 참고하면, 봉지 기판(300) 위에 터치 전극층(400)이 배치되어 있다. 터치 전극층(400)은 터치를 감지할 수 있는 터치 활성 영역(TA) 내에 배치되어 있다. 터치 활성 영역(TA)은 표시 영역(DA) 전체일 수 있고, 주변 영역(PA)의 일부를 포함할 수도 있다. 또한, 표시 영역(DA)의 일부만이 터치 활성 영역(TA)일 수도 있다.
터치 전극층(400)은 다양한 방식으로 접촉을 감지할 수 있다. 예를 들어, 접촉 감지는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식으로 분류될 수 있다.
본 실시예에서는 정전 용량 방식의 접촉 감지를 예로 들어 설명한다.
터치 전극층(400)은 복수의 터치 전극을 포함하며, 복수의 터치 전극은 복수의 제1 터치 전극(410) 및 복수의 제2 터치 전극(420)을 포함한다. 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 분리되어 있다.
복수의 제1 터치 전극(410) 및 복수의 제2 터치 전극(420)은 터치 활성 영역(TA)에서 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 분산되어 배치되어 있다. 복수의 제1 터치 전극(410)은 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치되고, 복수의 제2 터치 전극(420)도 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치되어 있다.
제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 동일한 층에 배치되어 있다. 이에 한정하지 않고, 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 다른 층에 배치되어 있을 수도 있다. 또한, 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420) 각각은 사각형 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 터치 전극층(400)의 감도 향상을 위해 돌출부를 가지는 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
동일한 행 또는 열에 배열된 복수의 제1 터치 전극(410)은 터치 활성 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다. 마찬가지로 동일한 열 또는 행에 배열된 복수의 제2 터치 전극(420)의 적어도 일부는 터치 활성 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다. 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 동일한 행에 배치된 복수의 제1 터치 전극(410)이 터치 활성 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있는 경우 동일한 열에 배치된 복수의 제2 터치 전극(420)이 터치 활성 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있을 수 있다. 더 구체적으로, 각 행에 위치하는 복수의 제1 터치 전극(410)은 제1 연결부(412)를 통해 서로 연결되어 있고, 각 열에 위치하는 복수의 제2 터치 전극(420)은 제2 연결부(422)를 통해 서로 연결되어 있을 수 있다.
각 행의 서로 연결된 제1 터치 전극(410)은 제1 터치 배선(411)을 통해 터치 드라이버(550)와 연결되고, 각 열의 서로 연결된 제2 터치 전극(420)은 제2 터치 배선(421)을 통해 터치 드라이버(550)와 연결된다. 제1 터치 배선(411)과 제2 터치 배선(421)은 도 8에 도시한 바와 같이 주변 영역(PA)에 위치할 수 있으나, 이와 달리 터치 활성 영역(TA)에 위치할 수도 있다. 제1 터치 배선(411)과 제2 터치 배선(421)의 끝부분은 봉지 기판(300)의 주변 영역(PA)에서 패드부(450)를 형성한다.
패드부(450)는 씰재(190) 내부에 포함되어 있는 금속 도전성 볼을 통하여 터치 구동 IC(500)와 연결될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 서로 이웃한 제1 터치 전극(410) 사이를 연결하는 제1 연결부(412)는 제1 터치 전극(410)과 동일한 층에 배치되어 있고, 제1 터치 전극(410)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 제1 터치 전극(410)과 제1 연결부(412)는 서로 일체화되어 있을 수 있으며 동시에 패터닝될 수 있다.
서로 이웃한 제2 터치 전극(420) 사이를 연결하는 제2 연결부(422)는 제2 터치 전극(420)과 다른 층에 배치되어 있다. 즉, 제2 터치 전극(420)과 제1 연결부(412)는 서로 분리되어 있을 수 있으며 별도로 패터닝될 수 있다. 제2 터치 전극(420)과 제2 연결부(422)는 직접적인 접촉을 통해 서로 연결되어 있다.
제1 연결부(412)와 제2 연결부(422) 사이에는 제1 절연막(430)이 위치하여 제1 연결부(412)와 제2 연결부(422)를 서로 절연시킨다. 제1 절연막(430)은 제1 연결부(412)와 제2 연결부(422)의 교차부마다 배치된 복수의 독립된 섬형의 절연체일 수 있다. 제1 절연막(430)은 제2 연결부(422)가 제2 터치 전극(420)과 연결될 수 있도록 제2 터치 전극(420)의 적어도 일부를 드러낼 수 있다. 이러한 제1 절연막(430)은 그 가장자리가 둥글려진 형태를 가질 수도 있고, 다각형일 수도 있으며, SiOx, SiNx 또는 SiOxNy으로 형성될 수 있다.
제1 터치 전극(410), 제2 터치 전극(420) 및 제2 연결부(422) 위에는 제2 절연막(440)이 배치되어 있다. 제2 절연막(440)은 터치 활성 영역(TA)의 전반에 걸쳐 배치되어 있으며, SiOx, SiNx 또는 SiOxNy으로 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예와 달리, 서로 이웃한 제2 터치 전극(420) 사이를 연결하는 제2 연결부(422)가 제1 터치 전극(410)과 동일한 층에 위치하며 제1 터치 전극(410)과 일체화되어 있고, 서로 이웃한 제1 터치 전극(410) 사이를 연결하는 제1 연결부(412)는 제1 터치 전극(410)과 다른 층에 위치할 수도 있다.
제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)은 박막 표시층(200)으로부터 빛이 투과될 수 있도록 소정의 투과도 이상을 가진다. 예를 들어, 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 은 나노 와이어(AgNw) 등의 얇은 금속층, 메탈 메쉬(metal mesh), 탄소 나노 튜브(CNT) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 연결부(412) 및 제2 연결부(422)의 재료도 마찬가지다.
제1 터치 배선(411) 및 제2 터치 배선(421)은 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)이 포함하는 투명한 도전 물질, 또는 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 물질을 포함할 수 있다.
서로 이웃하는 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 접촉 감지 센서로서 기능하는 상호 감지 축전기(mutual sensing capacitor)를 형성한다. 상호 감지 축전기는 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420) 중 하나를 통해 감지 입력 신호를 입력 받고 외부 물체의 접촉에 의한 전하량 변화를 감지 출력 신호로서 나머지 터치 전극을 통해 출력할 수 있다.
본 실시예와 달리, 복수의 제1 터치 전극(410)과 복수의 제2 터치 전극(420)은 서로 분리되어 각각 터치 배선(도시하지 않음)을 통해 터치 센세 제어부와 연결될 수도 있다. 이 경우 각 터치 전극은 접촉 감지 센서로서 자가 감지 축전기(self sensing capacitance)를 형성할 수 있다. 자가 감지 축전기는 감지 입력 신호를 입력 받아 소정 전하량으로 충전될 수 있고, 손가락 등의 외부 물체의 접촉이 있으면 충전 전하량에 변화가 생겨 입력된 감지 입력 신호와 다른 감지 출력 신호를 출력할 수 있다.
그러면, 도 8 내지 도 10을 참고하여 본 실시예에 따른 박막 표시층에 대해 상세하게 설명한다. 앞서 설명한 바와 같이, 박막 표시층(200)은 복수의 화소를 포함한다.
도 8은 도 1 및 도 3에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 신호선(121, 171, 172)과 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬(matrix)의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선은 게이트 신호(또는 스캔 신호)를 전달하는 복수의 게이트선(121), 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(171) 및 구동 전압(ELVDD)을 전달하는 복수의 구동 전압선(172)을 포함한다. 이러한 게이트 신호 및 데이터 신호는 표시 구동 IC(500)를 통하여 인가 받는다.
게이트선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX)는 스위칭 박막 트랜지스터(Qs), 구동 박막 트랜지스터(Qd), 스토리지 커패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(LD)를 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(Qs)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 박막 트랜지스터(Qd)에 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)는 게이트선(121)에 인가되는 게이트 신호에 응답하여 데이터선(171)에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막 트랜지스터(Qd)에 전달한다.
구동 박막 트랜지스터(Qd) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스위칭 박막 트랜지스터(T1)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선(172)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 다이오드(LD)에 연결되어 있다. 구동 박막 트랜지스터(Qd)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(Id)를 흘린다.
스토리지 커패시터(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)가 턴 오프(turn off)된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 다이오드(LD)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode), 공통 전압(VSS)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 다이오드(LD)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 출력 전류(Id)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
스위칭 박막 트랜지스터(Qs) 및 구동 박막 트랜지스터(Qd)는 n 채널 전계 효과 트랜지스터(FET) 또는 p 채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 그리고, 스위칭 및 구동 박막 트랜지스터(Qs, Qd), 스토리지 커패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(LD)의 연결 관계는 바뀔 수 있다.
도 9는 도 1 및 도 3에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소의 배치도이고, 도 10은 도 9의 절단선 Ⅹ-Ⅹ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 도 1 및 도 3에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 기판(110) 위에 박막 표시층(200)이 배치되어 있다.
박막 표시층(200)은 버퍼층(120), 스위칭 및 구동 반도체층(154a, 154b), 게이트 절연막(140), 게이트선(121), 제1 스토리지 축전판(128), 층간 절연막(160), 데이터선(171), 구동 전압선(172), 스위칭 드레인 전극(175a), 구동 드레인 전극(175b) 및 보호막(180)을 포함한다.
버퍼층(120)은 표시 기판(110) 위에 배치되어 있으며, 질화규소(SiNx)의 단일막 또는 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiO2)가 적층된 이중막 구조로 형성될 수 있다. 버퍼층(120)은 불순물 또는 수분과 같이 불필요한 성분의 침투를 방지하면서 동시에 표면을 평탄화하는 역할을 한다.
버퍼층(120) 위에는 스위칭 반도체층(154a) 및 구동 반도체층(154b)이 서로 이격되어 배치되어 있다. 스위칭 반도체층(154a) 및 구동 반도체층(154b)은 다결정 실리콘으로 이루어져 있으며, 채널 영역(1545a, 1545b)과, 소스 영역(1546a, 1546b) 및 드레인 영역(1547a, 1547b)을 포함한다. 소스 영역(1546a, 1546b) 및 드레인 영역(1547a, 1547b)은 각각 채널 영역(1545a, 1545b)의 양 옆에 배치되어 있다.
채널 영역(1545a, 1545b)은 불순물이 도핑되지 않은 폴리 실리콘, 즉 진성 반도체(intrinsic semiconductor)이고, 소스 영역(1546a, 1546b) 및 드레인 영역(1547a, 1547b)은 도전성 불순물이 도핑된 폴리 실리콘, 즉 불순물 반도체(impurity semiconductor)이다.
스위칭 반도체층(154a) 및 구동 반도체층(154b)의 채널 영역(1545a, 1545b) 위에는 게이트 절연막(140)이 배치되어 있다. 게이트 절연막(140)은 질화 규소 및 산화 규소 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 복수층일 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 게이트선(121)이 배치되어 있고, 버퍼층(120) 위에는 제1 스토리지 축전판(128)이 배치되어 있다.
게이트선(121)은 가로 방향으로 길게 뻗어 게이트 신호를 전달하며, 게이트선(121)으로부터 스위칭 반도체층(154a)으로 돌출한 스위칭 게이트 전극(124a)을 포함한다.
제1 스토리지 축전판(128)은 제1 스토리지 축전판(128)으로부터 구동 반도체층(154b)으로 돌출되어 있는 구동 게이트 전극(124b)을 포함한다. 스위칭 게이트 전극(124a) 및 구동 게이트 전극(124b)은 각각 채널 영역(1545a, 1545b)과 중첩한다.
게이트선(121), 제1 스토리지 축전판(128) 및 버퍼층(120) 위에는 층간 절연막(160)이 배치되어 있다.
층간 절연막(160)에는 스위칭 반도체층(154a)의 소스 영역(1546a)과 드레인 영역(1547a)을 각각 노출하는 스위칭 소스 접촉 구멍(61a)와 스위칭 드레인 접촉 구멍(62a)이 형성되어 있다. 또한, 층간 절연막(160)에는 구동 반도체층(154b) 소스 영역(1546b)과 드레인 영역(1547b)을 각각 노출하는 구동 소스 접촉 구멍(61b)와 구동 드레인 접촉 구멍(62b)이 형성되어 있다.
층간 절연막(160) 위에는 데이터선(171), 구동 전압선(172), 스위칭 드레인 전극(175a) 및 구동 드레인 전극(175b)이 배치되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 게이트선(121)과 교차하는 방향으로 뻗어 있고, 데이터선(171)으로부터 스위칭 반도체층(154a)을 향해서 돌출되어 있는 스위칭 소스 전극(173a)을 포함한다.
구동 전압선(172)은 구동 전압을 전달하며 데이터선(171)과 분리되어있으며, 데이터선(171)과 동일한 방향으로 뻗어 있다. 구동 전압선(172)은 구동 전압선(172)으로부터 구동 반도체층(154b)을 향해서 돌출되어 있는 구동 소스 전극(173b) 및 구동 전압선(172)에서 돌출하여 제1 스토리지 축전판(128)과 중첩하고 있는 제2 스토리지 축전판(178)을 포함한다. 여기서, 제1 스토리지 축전판(128)과 제2 스토리지 축전판(178)은 층간 절연막(160)을 유전체로 하여 스토리지 커패시터(Cst)를 이룬다.
스위칭 드레인 전극(175a)은 스위칭 소스 전극(173a)과 마주하고 구동 드레인 전극(175b)은 구동 소스 전극(173b)과 마주한다.
스위칭 소스 전극(173a)과 스위칭 드레인 전극(175a)은 각각 스위칭 소스 접촉 구멍(61a)와 스위칭 드레인 접촉 구멍(62a)을 통하여, 스위칭 반도체층(154a)의 소스 영역(1546a)과 드레인 영역(1547a)에 연결되어 있다. 또한, 스위칭 드레인 전극(175a)은 연장되어 층간 절연막(160)에 형성되어 있는 제1 접촉 구멍(63)을 통해서 제1 스토리지 축전판(128) 및 구동 게이트 전극(124b)과 전기적으로 연결되어 있다.
구동 소스 전극(173b)과 구동 드레인 전극(175b)은 각각 구동 소스 접촉 구멍(61b)와 구동 드레인 접촉 구멍(62b)을 통하여, 구동 반도체층(154b)의 소스 영역(1546b)과 드레인 영역(1547b)에 연결되어 있다.
스위칭 반도체층(154a), 스위칭 게이트 전극(124a), 스위칭 소스 전극(173a) 및 스위칭 드레인 전극(175a)은 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)를 이루고, 구동 반도체층(154b), 구동 게이트 전극(124b), 구동 소스 전극(173b) 및 구동 드레인 전극(175b)은 구동 박막 트랜지스터(Qd)를 이룬다.
데이터선(171), 구동 전압선(172), 스위칭 드레인 전극(175a) 및 구동 드레인 전극(175b) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다.
보호막(180)에는 구동 드레인 전극(175b)를 노출하는 제2 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 유기 발광 다이오드(LD) 및 화소 정의막(350)이 배치되어 있다.
유기 발광 다이오드(LD)는 화소 전극(191), 유기 발광층(360) 및 공통 전극(270)을 포함한다.
화소 전극(191)은 보호막(180) 위에 배치되어 있고, 층간 절연막(160)에 형성된 제2 접촉 구멍(185)을 통해서 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 구동 드레인 전극(175b)과 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 화소 전극(191)은 유기 발광 다이오드(LD)의 애노드(anode) 전극이 된다.
화소 전극(191)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등의 투명한 도전 물질이나 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au) 등의 반사성 금속으로 이루어질 수 있다.
화소 정의막(350)은 화소 전극(191)의 가장자리부 및 보호막(180) 위에 배치되어 있다.
화소 정의막(350)은 화소 전극(191)을 노출하는 개구부를 가진다. 화소 정의막(350)은 폴리아크릴계(polyacrylates) 또는 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지로 이루어질 수 있다.
화소 정의막(350)의 개구부 내의 화소 전극(191) 위에는 유기 발광층(360)이 배치되어 있다. 유기 발광층(360)은 발광층, 정공 수송층(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 복수층으로 이루어져 있다. 유기 발광층(360)이 이들 모두를 포함할 경우 정공 주입층이 애노드 전극인 화소 전극(191) 위에 위치하고 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층될 수 있다.
유기 발광층(360)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(360)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.
공통 전극(270)은 화소 정의막(350) 및 유기 발광층(360) 위에 배치되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명한 도전 물질이나 리튬, 칼슘, 플루오르화리튬/칼슘, 플루오르화리튬/알루미늄), 알루미늄, 은, 마그네슘, 또는 금 등의 반사성 금속으로 이루어질 수 있다. 이러한 공통 전극(270)은 유기 발광 다이오드(LD)의 캐소드(cathode) 전극이 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 표시 패널 110: 표시 기판
200: 박막 표시층 220: 차폐 전극
240: 절연막 290: 가드 링
300: 봉지 기판 310: 편광층
320: 수지층 400: 터치 전극층
500: 터치 구동 IC 및 표시 구동 IC 600: 플렉서블 인쇄회로 기판
650: 제어부 900: 윈도우

Claims (13)

  1. 화상을 표시하는 표시 영역과 상기 표시 영역 외곽에 형성된 주변 영역으로 구획되는 표시 기판;
    상기 표시 기판 위의 표시 영역에 배치되어 있는 박막 표시층;
    상기 박막 표시층 상에 전면 형성된 차폐 전극;
    상기 표시 기판 위에 배치되어 있는 봉지 기판; 및
    상기 박막 표시층과 대향되면서 상기 봉지 기판 아래에 배치되어 있는 터치전극층을 포함하고,
    상기 표시 기판 위의 주변 영역에 배치되면서 상기 표시 영역으로 유입되는 정전기를 방지하는 가드링을 포함하며,
    상기 가드링은 단일층이고,
    상기 가드링과 상기 차폐 전극은 동일한 물질로 형성되는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 차폐 전극과 상기 터치전극층 사이에 배치되어 있는 절연막을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 차폐 전극은 투명 전극인 유기 발광 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 차폐 전극은 ITO, IZO, ITZO 또는 ATO로 이루어진 유기 발광 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 표시 기판의 주변 영역 일측에 배치되어, 상기 터치 전극층과 신호를 주고 받는 터치 구동 IC와, 상기 박막 표시층에 신호를 전달하는 표시 구동 IC를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 터치 구동 IC와 상기 표시 구동 IC는 상기 차폐 전극과 연결되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 표시 기판의 주변 영역 일측에 배치되면서 상기 터치 구동 IC 및 상기 표시 구동 IC와 연결되는 플렉서블 인쇄회로 기판; 및
    상기 플렉서블 인쇄회로 기판과 연결되면서 상기 터치 구동 IC 및 표시 구동 IC로 전달하는 신호를 생성하고, 일정 레벨의 전압 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제어부에서 생성된 일정 레벨의 전압 신호는 상기 차폐 전극에 인가되는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 차폐 전극에 인가하는 일정 레벨의 전압 신호는 상 전압 또는 접지 전압인 유기 발광 표시 장치.

  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에서,
    상기 봉지 기판 위에 배치되어 있는 편광층; 및
    상기 편광층 위에 배치되어 있는 윈도우를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 편광층과 상기 윈도우 사이에 배치되어 있는 수지층을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
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