KR102330864B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박형화 및 경량화가 가능한 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 표시 장치는 상기 기판의 비액티브 영역 상에 배치되며, 다층 구조로 이루어진 표시 패드를 구비하며, 표시 패드의 최상부층은 봉지부 상에서 배치되는 터치 센서에 포함된 도전층과 다른 재질로 이루어지므로, 터치 센서 형성시 표시 패드의 손상을 방지할 수 있어 공정 마진이 확대되며 고해상도를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명은 봉지부 상부에 터치 센서가 배치됨으로써 별도의 접착 공정이 불필요해져 공정이 단순화되며 비용을 절감할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 공정 단순화 및 비용을 절감할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
터치 스크린은 표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 즉, 터치 스크린은 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환하며, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다. 이와 같은 터치 스크린은 키보드 및 마우스와 같이 표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
이와 같은 터치 스크린은 일반적으로 액정 표시 패널 또는 유기 전계 발광 표시 패널과 같은 표시 패널의 전면에 접착제를 통해 부착되는 경우가 많다. 이 경우, 터치 스크린이 별도로 제작되어 표시 패널의 전면에 부착되므로, 부착 공정의 추가로 공정이 복잡해지며 비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 공정 단순화 및 비용을 절감할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 표시 장치는 상기 기판의 비액티브 영역 상에 배치되며, 다층 구조로 이루어진 표시 패드를 구비하며, 표시 패드의 최상부층은 봉지부 상에서 배치되는 터치 센서에 포함된 도전층과 다른 재질로 이루어지므로, 터치 센서 형성시 표시 패드의 손상을 방지할 수 있어 공정 마진이 확대되며 고해상도를 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 표시 패드의 최상부층인 패드 커버 전극을 터치 전극 및 브릿지와 식각 특성이 다른 재질로 형성되므로, 터치 전극 및 브릿지의 패터닝 공정시 패드 커버 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 표시 장치는 패드 커버 전극의 패터닝 공정을 종래 2회에서 1회로 줄일 수 있어 표시 패드의 공정 마진을 확대할 수 있다. 뿐만 아니라, 종래 표시 장치는 접착제를 통해 터치 스크린이 유기 발광 표시 장치에 부착되는 반면에, 본 발명에 따른 표시 장치는 봉지부 상에 터치 전극들이 배치됨으로써 별도의 접착 공정이 불필요해져 공정이 단순화되며 비용을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에서 선 "Ⅰ-Ⅰ'"와, "Ⅱ-Ⅱ'"를 따라 절취한 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 실시 예 및 비교예에 따른 표시 패드를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 5a 내지 도 5f는 도 3에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치의 브릿지의 다른 형태를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 터치 기간 동안 도 2에 도시된 터치 전극들(152e,154e)을 통해 사용자의 터치에 의한 상호 정전 용량(mutual capacitance)(Cm; 터치 센서)의 변화량 감지하여 터치 유무 및 터치 위치를 센싱한다. 그리고, 도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 발광 소자(120)를 포함하는 단위 화소를 통해 영상을 표시한다. 단위 화소는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소(PXL)로 구성되거나, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브 화소(PXL)로 구성된다.
이를 위해, 도 1에 도시된 유기 발광 표시 장치는 기판(111) 상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 서브 화소들(PXL)과, 다수의 서브 화소들(PXL) 상에 배치된 봉지부(140)와, 봉지부(140) 상에 배치된 상호 정전 용량(Cm)을 구비한다.
다수의 서브 화소들(PXL) 각각은 화소 구동 회로와, 화소 구동 회로와 접속되는 발광 소자(130)를 구비한다.
화소 구동 회로는 스위칭 트랜지터(T1), 구동 트랜지스터(T2) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
스위칭 트랜지스터(T1)는 스캔 라인(SL)에 스캔 펄스가 공급되면 턴-온되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호를 스토리지 캐패시터(Cst) 및 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극으로 공급한다.
구동 트랜지스터(T2)는 그 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 공급되는 데이터 신호에 응답하여 고전압(VDD) 공급 라인으로부터 발광 소자(120)로 공급되는 전류를 제어함으로써 발광 소자(120)의 발광량을 조절하게 된다. 그리고, 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴-오프되더라도 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전된 전압에 의해 구동 트랜지스터(T2)는 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 일정한 전류를 공급하여 발광 소자(120)가 발광을 유지하게 한다.
이러한 구동 박막트랜지스터(T2,130)는 도 3에 도시된 바와 같이 게이트 전극(132)과, 게이트 절연막(118)을 사이에 두고 게이트 전극(132)과 중첩되는 반도체층(134)과, 층간 절연막(114) 상에 형성되어 반도체층(134)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(136,138)을 구비한다. 여기서, 반도체층(134)은 버퍼층(112) 상에 비정질 반도체 물질, 다결정 반도체 물질 및 산화물 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성된다.
발광 소자(120)는 애노드 전극(122)과, 애노드 전극(122) 상에 형성되는 적어도 하나의 발광 스택(124)과, 발광 스택(124) 위에 형성된 캐소드 전극(126)을 구비한다.
애노드 전극(122)은 보호막(116)을 관통하는 화소 컨택홀을 통해 노출된 구동 박막트랜지스터(130,T2)의 드레인 전극(138)과 전기적으로 접속된다.
적어도 하나의 발광 스택(124)은 뱅크(128)에 의해 마련된 발광 영역의 애노드 전극(122) 상에 형성된다. 적어도 하나의 발광 스택(124)은 애노드 전극(122) 상에 정공 관련층, 유기 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 적층되어 형성된다. 이외에도 발광 스택(124)은 전하 생성층(Charge Generation Layer; CGL)을 사이에 두고 대향하는 제1 및 제2 발광 스택들을 구비할 수도 있다. 이 경우, 제1 및 제2 발광 스택 중 어느 하나의 유기 발광층은 청색광을 생성하고, 제1 및 제2 발광 스택 중 나머지 하나의 유기 발광층은 노란색-녹색광을 생성함으로써 제1 및 제2 발광 스택을 통해 백색광이 생성된다. 이 발광스택(124)에서 생성된 백색광은 발광 스택(124) 상부 또는 하부에 위치하는 컬러 필터(도시하지 않음)에 입사되므로 컬러 영상을 구현할 수 있다. 이외에도 별도의 컬러 필터 없이 각 발광 스택(124)에서 각 서브 화소에 해당하는 컬러광을 생성하여 컬러 영상을 구현할 수도 있다. 즉, 적색(R) 서브 화소의 발광 스택(124)은 적색광을, 녹색(G) 서브 화소의 발광 스택(124)은 녹색광을, 청색(B) 서브 화소의 발광 스택(124)은 청색광을 생성할 수도 있다.
캐소드 전극(126)은 발광 스택(124)을 사이에 두고 애노드 전극(122)과 대향하도록 형성되며 저전압(VSS) 공급 라인과 접속된다.
봉지부(140)는 외부의 수분이나 산소에 취약한 발광 소자(120)로 외부의 수분이나 산소가 침투되는 것을 차단한다. 이를 위해, 봉지부(140)는 다수의 무기 봉지층들(142,146)과, 다수의 무기 봉지층들(142,146) 사이에 배치되는 유기 봉지층(144)을 구비하며, 무기 봉지층(146)이 최상층에 배치되도록 한다. 이 때, 봉지부(140)는 적어도 2층의 무기 봉지층(142,146)과 적어도 1층의 유기 봉지층(144)을 구비한다. 본 발명에서는 제1 및 제2 무기 봉지층들(142,146) 사이에 유기 봉지층(144)이 배치되는 봉지부(140)의 구조를 예로 들어 설명하기로 한다.
제1 무기 봉지층(142)는 발광 소자(120)와 가장 인접하도록 캐소드 전극(126)이 형성된 기판(111) 상에 형성된다. 이러한 제1 무기 봉지층(142)은 질화실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)과 같은 저온 증착이 가능한 무기 절연 재질로 형성된다. 이에 따라, 제1 무기 봉지층(142)이 저온 분위기에서 증착되므로, 제1 무기 봉지층(142)의 증착 공정시 고온 분위기에 취약한 발광 스택(124)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
유기 봉지층(144)은 유기 발광 표시 장치의 휘어짐에 따른 각 층들 간의 응력을 완화시키는 완충역할을 하며, 평탄화 성능을 강화한다. 이 유기 봉지층(144)은 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 또는 실리콘옥시카본(SiOC)과 같은 유기 절연 재질로 형성된다.
제 2 무기 봉지층(146)는 유기 봉지층(144)의 상부면 및 측면과, 유기 봉지층(144)에 의해 노출된 제1 무기 봉지층(142)의 상부면을 덮도록 형성된다. 이에 따라, 제2 무기 봉지층(146)은 외부의 수분이나 산소가 제1 무기 봉지층(142) 및 유기 봉지층(144)으로 침투하는 것을 최소화하거나 차단한다. 이러한 제2 무기 봉지층(146)은 질화실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)과 같은 무기 절연 재질로 형성된다.
봉지부(140) 상에는 터치 절연막(158)을 사이에 두고 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152)이 교차되게 배치된다. 이러한 터치 센싱 라인(154)과 터치 구동 라인(152)의 교차부에는 상호 정전 용량(mutual capacitance)(Cm)이 형성된다. 이에 따라, 상호 정전 용량(Cm)은 터치 구동 라인(152)에 공급되는 터치 구동 펄스에 의해 전하를 충전하고, 충전된 전하를 터치 센싱 라인(154)으로 방전함으로써 터치 센서의 역할을 하게 된다.
터치 구동 라인(152)은 다수의 제1 터치 전극들(152e)과, 다수의 제1 터치 전극들(152e) 사이를 전기적으로 연결하는 제1 브릿지들(152b)을 구비한다.
다수의 제1 터치 전극들(152e)은 제2 무기 봉지층(146) 상에서 제1 방향인 Y방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다. 이러한 다수의 제1 터치 전극들(152e) 각각은 제1 브릿지(152b)를 통해 인접한 제1 터치 전극(152e)과 전기적으로 연결된다.
제1 브릿지(152b)는 제1 터치 전극(152e)과 동일 평면인 제2 무기 봉지층(146) 상에 배치되어 별도의 컨택홀 없이 제1 터치 전극(152e)과 전기적으로 접속된다.
터치 센싱 라인(154)은 다수의 제2 터치 전극들(154e)과, 다수의 제2 터치 전극들(154e) 사이를 전기적으로 연결하는 제2 브릿지들(154b)을 구비한다.
다수의 제2 터치 전극들(154e)은 제2 무기 봉지층(146) 상에서 제2 방향인 X방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다. 이러한 다수의 제2 터치 전극들(154e) 각각은 제2 브릿지(154b)를 통해 인접한 제2 터치 전극(154e)과 전기적으로 연결된다.
제2 브릿지(154b)는 터치 절연막(158) 상에 형성되며 터치 절연막 (158)을 관통하는 터치 컨택홀(150)을 통해 노출되어 제2 터치 전극(154e)과 전기적으로 접속된다. 이 제2 브릿지(154b)는 제1 브릿지(152b)와 마찬가지로 뱅크(128)와 중첩되도록 배치되므로 제1 및 제2 브릿지(152b,154b)에 의해 개구율이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제1 및 제2 브릿지(152b,154b) 각각은 Al, Ti, Cu, Mo와 같은 내식성 및 내산성이 강하고 전도성이 좋은 도전층을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성된다. 예를 들어, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제1 및 제2 브릿지(152b,154b) 각각은 Ti/Al/Ti 또는 Mo/Al/Mo와 같이 적층된 3층 구조로 형성된다.
제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제1 및 제2 브릿지(152b,154b) 각각은 메쉬 형태로 형성된다. 이에 따라, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제1 및 제2 브릿지(152b,154b) 자체의 저항과 커패시턴스 감소되어 RC 시정수가 감소되어 터치 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 메쉬 형태의 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제1 및 제2 브릿지(152b,154b) 각각의 선폭이 매우 얇아 메쉬 형태의 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제1 및 제2 브릿지(152b,154b)으로 인해 개구율 및 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 본 발명의 터치 구동 라인(152) 및 터치 센싱 라인(154) 각각은 비액티브(베젤) 영역에 배치되는 라우팅 라인(156) 및 터치 패드(170)를 통해 터치 구동부(도시하지 않음)와 연결된다.
이에 따라, 라우팅 라인(156)은 터치 구동부에서 생성된 터치 구동 펄스를 터치 패드(170)를 통해 터치 구동 라인(152)에 전송하고, 터치 센싱 라인(154)으로부터의 터치 신호를 터치 패드(170)에 전송한다. 이 라우팅 라인(156)은 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e) 각각과 터치 패드(170) 사이에 배치되며, 별도의 컨택홀없이 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e) 각각과 직접 연결된다. 이러한 라우팅 라인(156)은 제1 브릿지(152b)와 동일 재질을 이용하여 제1 브릿지(152b)와 동일 마스크 공정으로 형성되므로, 터치 절연막(158)에 의해 보호된다.
제1 터치 전극(152e)과 접속된 라우팅 라인(156)은 도 2에 도시된 바와 같이 액티브 영역의 상측 및 하측 중 적어도 어느 한 측으로 신장되어 터치 패드(170)와 접속된다. 제2 터치 전극(154e)과 접속된 라우팅 라인(156)은 액티브 영역의 좌측 및 우측 중 적어도 어느 한 측으로 신장되어 터치 패드(170)와 접속된다. 한편, 라우팅 라인(156)의 배치는 도 2의 구조에 한정되지 않고, 표시 장치의 설계사항에 따라 다양하게 변경 가능하다.
터치 패드(170)는 제2 브릿지(154b)와 동일 재질을 이용하여 제2 브릿지(154b)와 동일 마스크 공정으로 형성된다. 이 터치 패드(170)는 라우팅 라인(156)을 덮도록 형성됨으로써 별도의 컨택홀없이 라우팅 라인(156)과 직접 접속된다.
이 때, 터치 패드(170)는 라우팅 라인(156)과 동일 재질로 형성되므로, 터치 패드(170)는 터치 절연막(158)에 의해 노출되는 라우팅 라인(156)보다 큰 면적으로 터치 패드(170)를 덮도록 형성된다. 이에 따라, 터치 패드(170)의 식각 공정시 터치 패드(170)의 하부에 배치되는 라우팅 라인(156)이 식각되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 터치 패드(170)는 외부로 노출되도록 형성됨으로써 터치 구동부가 실장된 신호 전송 필름과 접속된다.
한편, 터치 패드(170)가 배치된 비액티브(베젤) 영역에는 표시 패드(180)도 함께 배치된다. 이 터치 패드(170) 및 표시 패드(180)는 기판(111)과 봉지부(140) 사이에 배치되는 버퍼층(112), 층간 절연막(114), 보호막(116) 중 적어도 어느 하나의 절연막 상에 배치되어 그 절연막과 접촉된다. 예를 들어, 터치 패드(170) 및 표시 패드(180)는 층간 절연막(114) 상에 배치된다. 이러한 터치 패드(170) 및 표시 패드(180)는 도 2에 도시된 바와 같이 기판(111)의 일측 및 타측 영역 중 적어도 어느 한 영역에 배치되거나, 터치 패드(170) 및 표시 패드(180)가 서로 다른 비액티브 영역에 배치될 수 있다. 한편, 터치 패드(170) 및 표시 패드(180)의 배치는 도 2의 구조에 한정되지 않고, 표시 장치의 설계사항에 따라 다양하게 변경 가능하다.
터치 패드(170)와 함께 비액티브 영역에 배치되는 표시 패드(180)는 다층 구조로 이루어지며, 표시 패드(180)의 최상부층은 터치 센서에 포함된 도전층과 다른 재질로 이루어진다. 예를 들어, 표시 패드는 도 3에 도시된 바와 같이 표시 패드 전극(182)과, 최상부층인 패드 커버 전극(184)으로 이루어진다.
표시 패드 전극(182)은 발광 소자(120)가 형성된 액티브 영역 내의 스캔 라인(SL), 데이터 라인(DL), 저전위 전원(VSS) 라인 및 고전위 전원(VDD) 라인 중 적어도 어느 하나의 신호 라인과 접속되도록 형성된다. 이 표시 패드 전극(182)은 구동 트랜지스터(T2,130)의 게이트 전극(132), 소스 및 드레인 전극(136,138) 중 적어도 어느 하나와 동일 재질로, 동일 평면 상에 단층 또는 다층 구조로 형성된다. 예를 들어, 단층 구조의 표시 패드 전극(182)은 소스 및 드레인 전극(136,138)과 동일 재질로 층간 절연막(114) 상에, 또는 게이트 전극(132)과 동일 재질로 기판(111) 상에 형성된다. 다층 구조의 표시 패드 전극(182)은 게이트 전극(132)과 동일 재질로 기판(111) 상에 형성되는 제1 표시 패드 전극(도시하지 않음)과, 소스 및 드레인 전극(136,138)과 동일 재질로 층간 절연막(114) 상에 제1 표시 패드 전극과 접속되는 제2 표시 패드 전극(도시하지 않음)을 포함하도록 형성된다.
패드 커버 전극(184)은 표시 패드 전극(182)을 덮도록 표시 패드(180)의 최상부에 위치한다. 이 패드 커버 전극(184)은 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 브릿지(152b,154b), 터치 패드(170) 및 라우팅 라인(156) 각각의 재질과 식각 특성이 다른 재질로 형성된다. 즉, 패드 커버 전극(184)은 애노드 전극(122) 및 캐소드 전극(124) 중 적어도 어느 하나에 포함된 투명 도전층으로 형성된다. 예를 들어, 패드 커버 전극(184)은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)과 같은 내식성이 강한 재질로 형성된다. 이에 따라, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 브릿지(152b,154b), 터치 패드(170) 및 라우팅 라인(156)의 식각 공정시 패드 커버 전극(184)이 손상되는 것을 방지할 수 있어 공정 마진이 향상된다.
도 4는 비교 예와 본 발명의 실시 예에 따른 표시 패드를 나타내는 평면도이다.
도 4에 도시된 비교예에 따른 표시 패드(80)는 서로 동일 재질로 이루어지는 표시 패드 전극(82)과, 제1 및 제2 패드 커버 전극(84,86)으로 이루어진다. 표시 패드 전극(82)은 액티브 영역 내의 스캔 라인(SL), 데이터 라인(DL), 저전위 전원(VSS) 라인 및 고전위 전원(VDD) 라인 중 적어도 어느 하나의 신호 라인으로부터 신장되어 형성된다. 제1 패드 커버 전극(84)은 터치 전극과 동일 마스크 공정으로 형성되므로 터치 전극 및 표시 패드 전극(82)과 동일 재질로 형성된다. 이 경우, 비교예의 제1 패드 커버 전극(84)과 동일 재질로 형성된 표시 패드 전극(82)이 손상되는 것을 방지하도록 제1 패드 커버 전극(84)은 표시 패드 전극(82)보다 넓은 선폭으로 표시 패드 전극(82)을 덮도록 형성된다. 제2 패드 커버 전극(86)은 제2 브릿지와 동일 마스크 공정으로 형성되므로 제2 브릿지 및 제1 패드 커버 전극(84)과 동일 재질로 형성된다. 이 경우, 비교예의 제2 패드 커버 전극(86)의 패터닝 공정시 제2 패드 커버 전극(86)과 동일 재질로 형성된 제1 패드 커버 전극(84)이 손상되는 것을 방지하도록 제2 패드 커버 전극(86)은 제1 패드 커버 전극(84)보다 넓은 선폭으로 형성된다. 이에 따라, 비교예에 따른 표시 패드(80)는 제1 선폭(w1)을 가지도록 형성된다.
반면에, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 패드(180)는 서로 다른 재질로 이루어지는 표시 패드 전극(182)과, 패드 커버 전극(184)으로 이루어진다. 패드 커버 전극(184)은 애노드 전극(122) 또는 캐소드 전극(126)과 동일한 마스크 공정으로 형성되므로 애노드 전극(122) 또는 캐소드 전극(126)과 동일 재질로 형성된다. 이 경우, 실시예의 패드 커버 전극(184)은 터치 전극과 동일 재질로 형성되는 표시 패드 전극(182)보다 넓은 선폭으로 표시 패드 전극(182)을 덮도록 형성된다. 이에 따라, 터치 전극(152e,154e)의 패터닝 공정시 터치 전극과 동일 재질로 형성되는 표시 패드 전극(182)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 패드(180)의 최상부에는 표시 패드 전극(182) 및 터치 전극(152e,154e)과 다른 재질로 형성된 패드 커버 전극(184)이 배치된다. 이 패드 커버 전극(184)은 비교예의 최상부에 배치되는 제2 패드 커버 전극(86)의 제1 선폭(w1)보다 좁은 제2 선폭(w2)을 가지도록 형성된다. 이에 따라, 본 발명은 표시 패드 각각의 선폭을 비교예보다 최소화할 수 있어 고해상도 구현이 가능해진다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 패드(180)는 1층의 패드 커버 전극(184)을 구비하므로 2층의 패드 커버 전극(84,86)을 구비하는 비교예에 비해 패드 커버 전극(184)의 패터닝 공정을 1회로 감소시킬 수 있어 공정 마진을 확대할 수 있다.
도 5a 내지 도 5f는 도 3에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 기판(111) 상에 스위칭 트랜지스터(T1), 구동 트랜지스터(T2,130) 및 표시 패드 전극(182)이 형성된다.
구체적으로, 다수의 마스크 공정을 통해 기판(111) 상에 표시 패드 전극(182)과, 스위칭 트랜지스터(T1) 및 구동 트랜지스터(T2,130) 각각의 액티브층(134), 게이트 전극(132), 소스 및 드레인 전극(136,138)이 형성된다. 여기서, 표시 패드 전극(182)은 구동 트랜지스터(T2,130)의 게이트 전극(132), 소스 및 드레인 전극(136,138) 중 적어도 어느 하나와 동일 마스크 공정으로 동시에 형성된다. 이 표시 패드 전극(182)은 Al, Ti, Cu, Mo와 같은 내식성 및 내산성이 강하고 전도성이 좋은 도전층을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성된다. 예를 들어, 표시 패드 전극(182)은 Ti/Al/Ti 또는 Mo/Al/Mo와 같이 적층된 3층 구조로 형성된다.
도 5b를 참조하면, 스위칭 트랜지스터(T1), 구동 트랜지스터(T2,130) 및 표시 패드 전극(182)이 형성된 기판(111) 상에 유기 발광 소자(120) 및 패드 커버 전극(184)이 형성된다.
구체적으로, 스위칭 트랜지스터(T1), 구동 트랜지스터(T2,130) 및 표시 패드 전극(182)이 형성된 기판(111) 상에 다수의 마스크 공정을 통해 패드 커버 전극(184)과, 유기 발광 소자(120)의 애노드 전극(122), 적어도 하나의 발광 스택(124) 및 캐소드 전극(126)이 형성된다. 여기서, 패드 커버 전극(184)은 애노드 전극(122) 및 캐소드 전극(126) 중 적어도 어느 하나에 포함된 투명 도전층과 동일 마스크 공정으로 동시에 형성된다. 여기서, 투명 도전층으로는 IGZO, IZO, ITO 또는 ZnO가 이용된다.
도 5c를 참조하면, 패드 커버 전극(184)과, 유기 발광 소자(120)가 형성된 기판(111) 상에 봉지부(140)가 형성된다.
구체적으로, 패드 커버 전극(184)과, 유기 발광 소자(120)가 형성된 기판(111) 상에 형성된 기판(111) 상에 CVD(Chemical Vapor Deposition), LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 증착 방법을 통해 제1 무기 봉지막(142)이 형성된다. 여기서, 제1 무기 봉지막(142)은 SiOx, SiNx 또는 SiON로 형성된다. 그런 다음, 제1 무기 봉지막(142)이 형성된 기판(111) 상에 유기 절연 물질이 코팅됨으로써 유기 봉지막(144)이 형성된다. 여기서, 유기 봉지막(144)으로는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 또는 실리콘옥시카본(SiOC)과 같은 유기 절연 재질이 이용된다. 그런 다음, 유기 봉지막(144)이 형성된 기판(111) 상에 전술한 증착 공정으로 제2 무기 봉지막(142)이 형성된다.
도 5d를 참조하면, 봉지부(140) 상에 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과 제1 브릿지(152b) 및 라우팅 라인(156)이 형성된다.
구체적으로, 봉지부(140)가 형성된 기판(111) 상에 제1 터치 도전층이 스퍼터링을 이용한 증착 공정을 통해 상온에서 전면 증착된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 제1 터치 도전층이 패터닝됨으로써 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과 제1 브릿지(152b) 및 라우팅 라인(156)이 형성된다. 여기서, 제1 터치 도전층은 Al, Ti, Cu, Mo, Ta, MoTi와 같은 금속을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성된다. 이러한 제1 터치 도전층은 패드 커버 전극(184)과 식각 특성이 다른 재질로 형성되므로, 제1 터치 도전층의 패터닝공정시 패드 커버 전극(184)의 손상을 방지할 수 있다.
도 5e를 참조하면, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과 제1 브릿지(152b)가 형성된 기판(111) 상에 터치 컨택홀(150)을 가지는 터치 절연막(158)이 형성된다.
구체적으로, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과 제1 브릿지(152b)가 형성된 기판(111) 상에 유기 절연 물질 및 무기 절연 물질 중 적어도 어느 하나가 적층됨으로써 터치 절연막(158)이 형성된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 터치 절연막(158)이 패터닝됨으로써 터치 컨택홀(150)이 형성된다. 이러한 터치 절연막(158)은 패드 커버 전극(184)과 식각 특성이 다른 재질로 형성되므로, 터치 절연막(158)의 패터닝공정시 패드 커버 전극(184)의 손상을 방지할 수 있다.
도 5f를 참조하면, 터치 컨택홀(150)을 가지는 터치 절연막(158)이 형성된 기판(111) 상에 제2 브릿지(154b) 및 터치 패드(170)가 형성된다.
구체적으로, 터치 컨택홀(150)을 가지는 터치 절연막(158)이 형성된 기판(111) 상에 제2 터치 도전층이 스퍼터링을 이용한 증착 공정을 통해 상온에서 전면 증착된 후, 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 제2 터치 도전층이 패터닝됨으로써 제2 브릿지(154b) 및 터치 패드(170)가 형성된다. 여기서, 제2 터치 도전층은 Al, Ti, Cu, Mo, Ta, MoTi와 같은 금속을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성된다. 이러한 제2 터치 도전층은 패드 커버 전극(184)과 식각 특성이 다른 재질로 형성되므로, 제2 터치 도전층의 패터닝공정시 패드 커버 전극(184)의 손상을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 표시 패드(180)는 1층의 패드 커버 전극(184)을 구비하므로 패드 커버 전극(184)의 패터닝 공정을 1회로 제한할 수 있어 공정 마진을 확대할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6에 도시된 유기 발광 표시 장치는 도 3에 도시된 유기 발광 표시 장치와 대비하여 봉지부(140) 및 터치 전극(152e,154e) 사이에 배치되는 컬러 필터(192)를 더 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
컬러 필터(192)는 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 발광 소자(120)에 사이에 형성된다. 이 컬러 필터(192)에 의해 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 발광 소자(120) 사이의 이격 거리가 멀어진다. 이에 따라, 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 발광 소자(120) 사이에 형성되는 기생커패시터의 용량값을 최소화할 수 있어 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 발광 소자(120) 간의 커플링(coupling)에 의한 상호 영향을 방지할 수 있다. 또한, 컬러 필터(192)는 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152)의 제조 공정시 이용되는 약액(현상액 또는 식각액 등등) 또는 외부로부터의 수분 등이 발광 스택(124)으로 침투되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 컬러 필터(192)는 약액 또는 수분에 취약한 발광 스택(124)의 손상을 방지할 수 있다. 한편, 도 6에 도시된 바와 같이 컬러 필터(192) 상부에 터치 전극(152e,154e)이 배치되는 것을 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 터치 전극(152e,154e) 상부에 컬러 필터(192)가 배치될 수도 있다. 이 경우, 터치 전극(152e,154e)은 컬러 필터(192)와 봉지부(140) 사이에 배치된다.
이러한 컬러 필터들(192) 사이에는 블랙매트릭스(194)가 배치된다. 블랙 매트릭스(194)는 각 서브 화소 영역을 구분함과 아울러 인접한 서브 화소 영역 간의 광간섭 및 빛샘을 방지하는 역할을 하게 된다. 이러한 블랙매트릭스(194)는 고저항의 블랙 절연 재질로 형성되거나, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러 필터(192) 중 적어도 2색의 컬러 필터가 적층되어 형성된다. 또한, 컬러 필터(192) 및 블랙매트릭스(194)가 형성된 기판(111) 상에 평탄화막(196)이 형성된다. 이 평탄화막(196)에 의해 컬러 필터(192) 및 블랙매트릭스(194)가 형성된 기판(111)이 평탄화된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 표시 패드의 최상부층인 패드 커버 전극(184)을 터치 전극(152e,154e) 및 브릿지(152b,154b)와 식각 특성이 다른 재질로 형성된다. 이에 따라, 터치 전극(152e,154e) 및 브릿지(152b,154b)의 패터닝 공정시 패드 커버 전극(184)이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 패드 커버 전극(184)의 패터닝 공정을 종래 2회에서 1회로 줄일 수 있어 표시 패드의 공정 마진을 확대할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 제2 브릿지(154b)가 터치 절연막(158) 상에 배치되고 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과 제1 브릿지(152b)가 봉지부(140) 상에 배치되는 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 도 7에 도시된 바와 같이 제2 브릿지(154b)가 봉지부(140) 상에 배치되고 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과 제1 브릿지(152b)가 터치 절연막(158) 상에 배치될 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)이 메쉬 형태의 도전층으로 이루어진 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 도 7에 도시된 바와 같이 메쉬형태의 도전층(163)의 상부 및 하부에 투명 도전층(161)이 배치될 수도 있다. 투명 도전층(161)으로는 IGZO, IZO, ITO 또는 ZnO가 이용된다.
또한, 본 발명의 제1 및 제2 브릿지(152b,154b)는 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 슬릿(153)을 구비할 수도 있다. 다수의 슬릿(153)을 구비하는 도 7에 도시된 제2 브릿지(154b)는 슬릿(153)을 구비하지 않는 도 3에 도시된 제2 브릿지(154b)에 비해 면적이 줄일 수 있다. 이에 따라, 제2 브릿지(154b)에 의한 외부광 반사를 줄일 수 있어 시인성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 교차하는 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 사이에 형성되는 상호 용량 형태의 터치 센서를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 자기(Self) 정전 용량 형태의 터치 센서(Cs)에도 적용될 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
142,144 : 무기 봉지층 146 : 유기 봉지층
152 : 터치 구동 라인 154 : 터치 센싱 라인
156 : 라우팅 라인 158 : 터치 절연막
170 : 터치 패드 180 : 표시 패드
182 : 표시 패드 전극 184 : 패드 커버 전극

Claims (13)

  1. 기판의 액티브 영역 상에 배치되는 발광 소자와;
    상기 발광 소자 상에 배치되는 봉지부와;
    상기 봉지부 상에서 배치되는 터치 센서와;
    상기 터치 센서와 접속되는 터치 패드와;
    상기 터치 센서와 상기 터치 패드 사이를 전기적으로 연결하는 라우팅 라인과;
    상기 기판의 비액티브 영역 상에 배치되며, 다층 구조로 이루어진 표시 패드를 구비하며,
    상기 표시 패드의 최상부층은 상기 터치 센서에 포함된 도전층과 다른 재질로 이루어지고,
    상기 봉지부는 복수의 무기 봉지층들과, 상기 무기 봉지층들 사이에 위치하는 유기 봉지층을 포함하고,
    상기 라우팅 라인은 상기 복수의 무기 봉지층들 중에서 상기 유기 봉지층을 덮는 무기 봉지층의 측면을 따라 배치되는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패드의 최상부층은 상기 터치 센서에 포함된 도전층과 식각 특성이 다른 재질로 이루어지는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패드의 최상부층은 상기 라우팅 라인 및 상기 터치 패드 각각에 포함된 도전층과 다른 재질로 이루어지는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패드는
    상기 액티브 영역에 배치되는 신호 라인과 접속되는 표시 패드 전극과;
    상기 표시 패드 전극을 덮도록 상기 표시 패드의 최상부에 위치하는 패드 커버 전극을 구비하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호 라인과 접속된 박막트랜지스터를 추가로 구비하며,
    상기 발광 소자는
    상기 박막트랜지스터와 접속되는 애노드 전극과;
    상기 애노드 전극과 대향하는 캐소드 전극과;
    상기 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 배치되는 적어도 하나의 발광 스택을 구비하며,
    상기 패드 커버 전극은 상기 애노드 전극 및 캐소드 전극 중 적어도 어느 하나에 포함된 투명 도전층과 동일 재질로 이루어지는 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치 센서는
    상기 봉지부 상에 서로 교차하도록 배치되는 터치 센싱 라인 및 터치 구동 라인을 구비하며,
    상기 터치 구동 라인은
    상기 봉지부 상에 제1 방향을 따라 배열되는 제1 터치 전극들과;
    상기 제1 터치 전극들을 서로 연결하는 제1 브릿지를 구비하며,
    상기 터치 센싱 라인은
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 제2 터치 전극들과;
    상기 제2 터치 전극들을 서로 연결하는 제2 브릿지를 구비하며,
    상기 패드 커버 전극은 상기 제1 및 제2 터치 전극들과 상기 제1 및 제2 브릿지 중 적어도 어느 하나와 다른 재질로 이루어지는 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 터치 전극들과 상기 제1 및 제2 브릿지 각각은 Ti, Al, Mo, MoTi, Cu 및 Ta 중 적어도 어느 하나를 단층 또는 복층 구조로 이루어지는 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 터치 전극들과 상기 제1 및 제2 브릿지 중 적어도 어느 하나는 메쉬 형태로 이루어지는 표시 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 브릿지 중 적어도 어느 하나는 적어도 하나의 슬릿을 구비하는 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지부와 상기 터치 센서 사이에 배치되는 컬러 필터를 추가로 구비하는 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센서 상에 배치되는 컬러 필터를 더 구비하며,
    상기 터치 센서는 상기 컬러 필터와 상기 봉지부 사이에 배치되는 표시 장치.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판과 봉지부 사이에 배치되는 적어도 한 층의 하부 절연막을 추가로 구비하며;
    상기 라우팅 라인은 상기 봉지부의 측면 및 상기 하부 절연막과 접촉하며 상기 표시 패드 및 터치 패드는 상기 하부 절연막과 접촉하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터의 액티브층과 기판 사이에 배치되는 버퍼층과;
    상기 박막트랜지스터의 게이트 전극과, 소스 및 드레인 전극 사이에 배치되는 층간 절연막과;
    상기 소스 및 드레인 전극과, 상기 발광 소자 사이에 배치되는 보호막을 더 구비하며,
    상기 적어도 한 층의 하부 절연막은 상기 버퍼층, 층간 절연막 및 보호막 중 적어도 어느 하나인 표시 장치.
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