KR102338359B1 - 터치 센서를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 표시판과, 표시판 위에 형성된 터치 센서를 포함한다. 표시판은 화소를 포함하는 표시부와, 표시부의 외측에 형성된 구동 회로부와, 구동 회로부 위에 형성된 제1 정전기 차단막을 포함한다. 터치 센서는 표시부 위에 형성된 복수의 감지 전극과, 복수의 감지 전극의 외측에서 제1 정전기 차단막과 중첩되는 제2 정전기 차단막을 포함한다.

Description

터치 센서를 포함하는 표시 장치 {DISPLAY DEVICE WITH TOUCH SENSOR}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치 센서를 내장한 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치의 입력 장치로서 사용자가 손가락이나 펜 등으로 화면을 접촉하여 정보를 입력하는 터치 센서(touch sensor)가 적용되고 있다. 터치 센서의 여러 감지 방식들 가운데 서로 이격된 두 개의 전극에서 접촉에 따른 정전용량 변화가 일어난 위치를 감지하는 정전용량 방식(capacitive type)이 주로 사용되고 있다.
가요성(flexible) 표시 장치를 구현하기 위해서는 표시 장치를 얇게 만들어야 하며, 이를 위해 터치 센서는 표시 장치에 내장된다. 내장형(on-cell type) 터치 센서는 자체 기판을 포함하지 않으며, 표시 장치의 어느 한 구성요소 위에 감지 전극을 직접 형성한 구성으로 이루어진다.
한편, 표시 장치의 가장자리는 정전기에 취약한 부분인데, 이 부분에 복수의 박막 트랜지스터로 구성된 각종 구동 회로와 배선들이 위치한다. 따라서 외부에서 표시 장치로 강한 정전기가 유입되면, 정전기에 의해 구동 회로와 배선들이 손상될 수 있으며, 이는 표시 장치의 작동 불량으로 이어진다.
본 발명은 내장형 터치 센서를 포함한 표시 장치에서, 터치 센서를 이용하여 정전기에 의한 구동 회로와 배선들의 손상을 억제할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시판과, 표시판 위에 형성된 터치 센서를 포함한다. 표시판은 화소를 포함하는 표시부와, 표시부의 외측에 형성된 구동 회로부와, 구동 회로부 위에 형성된 제1 정전기 차단막을 포함한다. 터치 센서는 표시부 위에 형성된 복수의 감지 전극과, 복수의 감지 전극의 외측에서 제1 정전기 차단막과 중첩되는 제2 정전기 차단막을 포함한다.
화소는 화소 전극과 발광층 및 공통 전극을 포함할 수 있다. 제1 정전기 차단막은 화소 전극과 같은 층에서 화소 전극과 같은 물질로 형성될 수 있고, 공통 전극과 통전될 수 있다.
표시판은 표시부와 제1 정전기 차단막을 밀봉하는 봉지부를 더 포함할 수 있다. 터치 센서는 봉지부 위에 형성될 수 있다. 표시부는 화소와 이웃한 비화소를 포함할 수 있다. 복수의 감지 전극은 비화소 위에서 그물 모양으로 형성될 수 있다.
터치 센서는 터치 인식이 가능한 터치 영역과, 터치 영역의 일측에 위치하는 패드 영역을 포함할 수 있다. 제2 정전기 차단막은 터치 영역의 네 변 중 패드 영역과 접하는 한 변을 제외한 나머지 세 변을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
복수의 감지 전극은 일 방향을 따라 배열된 복수의 제1 감지 셀을 포함하는 제1 감지 전극과, 일 방향과 교차하는 방향을 따라 배열된 복수의 제2 감지 셀을 포함하는 제2 감지 전극을 포함할 수 있다. 제1 감지 전극은 제1 배선에 연결될 수 있고, 제2 감지 전극은 제2 배선에 연결될 수 있다.
제1 감지 전극과 제2 감지 전극은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 제2 정전기 차단막은 제1 감지 전극과 제2 감지 전극 중 적어도 하나의 감지 전극과 같은 층에 형성될 수 있고, 제3 배선에 연결될 수 있다.
터치 센서는 제1 감지 전극을 덮는 제1 보호막과, 제2 감지 전극을 덮는 제2 보호막을 포함할 수 있다. 제2 감지 전극은 제1 보호막 위에 형성될 수 있다. 제2 정전기 차단막은 제1 감지 전극의 외측에서 제1 감지 전극과 같은 물질로 형성될 수 있고, 제3 배선에 연결될 수 있다.
다른 한편으로, 제2 정전기 차단막은 제2 감지 전극의 외측에서 제2 감지 전극과 같은 물질로 형성될 수 있고, 제3 배선에 연결될 수 있다.
다른 한편으로, 제2 정전기 차단막은 제1 감지 전극의 외측에서 제1 감지 전극과 같은 물질로 형성된 제1층과, 제2 감지 전극의 외측에서 제2 감지 전극과 같은 물질로 형성되며 제1층과 중첩되는 제2층을 포함할 수 있다. 제1층은 제4 배선에 연결될 수 있고, 제2층은 제5 배선에 연결될 수 있다. 제4 배선과 제5 배선은 서로 나란하게 형성되거나 서로 중첩될 수 있다.
다른 한편으로, 제1 보호막은 제1층을 덮을 수 있고, 제1층과 제2층을 통전시키는 개구부를 형성할 수 있다. 제1층과 제2층 가운데 적어도 하나는 제3 배선에 연결될 수 있다.
터치 센서는 제1 보호막 위에서 제1 감지 셀과 중첩되는 제1 보조 전극을 더 포함할 수 있다. 제1 보호막은 제1 감지 셀과 제1 보조 전극을 통전시키는 제1 컨택 홀을 형성할 수 있다. 제1 보조 전극은 독립된 셀 형상을 가질 수 있으며, 제2 감지 전극과 이격될 수 있다.
터치 센서는 제1 보호막 아래에서 제2 감지 셀과 중첩되는 제2 보조 전극을 더 포함할 수 있다. 제1 보호막은 제2 감지 셀과 제2 보조 전극을 통전시키는 제2 컨택 홀을 형성할 수 있다. 제2 보조 전극은 독립된 셀 형상을 가질 수 있으며, 제1 감지 전극과 이격될 수 있다.
표시판은 구동 회로부 위에 형성된 제1 정전기 차단막을 포함하며, 터치 센서는 제1 정전기 차단막 위에 형성된 제2 정전기 차단막을 포함한다. 구동 회로부 위로 두 개의 정전기 차단막이 위치함에 따라, 외부에서 표시 장치로 강한 정전기가 가해지는 경우에도 정전기에 의한 구동 회로부의 손상을 억제할 수 있으며, 표시 장치의 내구성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 유기 발광 표시 장치의 부분 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시한 표시 장치 중 제2 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 6에 도시한 표시 장치 중 제2 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 11은 도 9에 도시한 표시 장치 중 제2 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 14는 도 12에 도시한 표시 장치 중 제2 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 16은 도 15에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 17은 도 15에 도시한 표시 장치 중 제2 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때 이는 다른 부분의 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 그리고 "~위에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타낸 것이므로, 본 발명은 도시한 바로 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 제1 실시예의 표시 장치(100)는 이미지를 표시하는 표시판(110)과, 표시판(110) 위에 형성된 터치 센서(150)를 포함한다. 표시 장치(100)는 터치 센서(150) 위에 형성된 투명 점착층(171)과 커버 윈도우(172)를 더 포함할 수 있다. 커버 윈도우(172)는 외부 충격과 스크래치 등으로부터 터치 센서(150)와 표시판(110)을 보호하는 역할을 한다.
표시판(110)은 기판(112)과, 기판(112) 위에 형성된 표시부(120) 및 구동 회로부(130)와, 표시부(120)와 구동 회로부(130)를 밀봉하는 봉지부(140)를 포함한다. 표시부(120)는 서로간 거리를 두고 위치하는 복수의 화소(PX)를 포함하며, 복수의 화소(PX)에서 방출되는 빛들의 조합으로 이미지를 표시한다. 복수의 화소(PX) 사이는 비화소(NPX)가 된다. 표시부(120)는 복수의 화소(PX)와, 복수의 화소(PX) 사이에 위치하는 비화소(NPX)를 포함한다.
구동 회로부(130)는 표시부(120) 외측에 형성된다. 구동 회로부(130)는 스캔 구동 회로 또는 데이터 구동 회로이거나 스캔 구동 회로와 데이터 구동 회로를 모두 포함할 수 있다. 구동 회로부(130)는 복수의 박막 트랜지스터와 복수의 배선으로 구성되며, 표시부(120)의 화소들(PX)과 연결되어 화소들(PX)로 전기 신호를 인가한다.
표시판(110)은 구동 회로부(130)를 덮어 정전기에 의한 구동 회로부(130)의 손상을 억제하는 제1 정전기 차단막(119)을 포함한다. 제1 정전기 차단막(119)은 표시부(120)를 구성하는 복수의 전극 중 어느 하나의 전극과 같은 층에서 같은 물질로 형성될 수 있고, 공통 전압 또는 접지 전압을 인가받을 수 있다.
표시판(110)은 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 유기 발광 표시 장치에서 각각의 화소는 유기 발광 다이오드와, 유기 발광 다이오드의 발광을 제어하는 화소 회로를 포함한다. 화소 회로는 적어도 두 개의 박막 트랜지스터와 적어도 하나의 커패시터를 포함한다. 도 3은 유기 발광 표시 장치의 부분 단면도이다.
도 3을 참고하면, 기판(112) 위에 버퍼층(113)이 형성되고, 버퍼층(113) 위에 반도체층(121)이 형성된다. 반도체층(121)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양측에 위치하며 불순물이 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함한다. 반도체층(121) 위에 게이트 절연막(114)이 형성되고, 게이트 절연막(114) 위에 게이트 전극(122)이 형성된다. 게이트 전극(122)은 반도체층(121)의 채널 영역과 중첩된다.
게이트 전극(122) 위에 층간 절연막(115)이 형성되고, 층간 절연막(115) 위에 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)이 형성된다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 층간 절연막(115)과 게이트 절연막(114)에 형성된 비아 홀을 통해 반도체층(121)의 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 연결된다. 도 3에 도시한 표시부(120)의 박막 트랜지스터(TFT)는 구동 박막 트랜지스터이며, 평탄화막(116)으로 덮인다.
평탄화막(116) 위에 화소 전극(125)이 형성된다. 화소 전극(125)은 화소마다 하나씩 형성되고, 평탄화막(116)에 형성된 비아 홀을 통해 구동 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(124)과 연결된다. 평탄화막(116)과 화소 전극(125) 위에 화소 정의막(117)이 형성된다. 화소 정의막(117)은 개구부를 형성하여 발광층(126)이 위치할 화소 전극(125)의 중앙부를 노출시킨다.
화소 전극(125) 위에 발광층(126)이 형성되고, 발광층(126)과 화소 정의막(117) 위에 공통 전극(127)이 형성된다. 공통 전극(127)은 화소별 구분 없이 표시부(120) 전체에 형성된다. 화소 전극(125)과 공통 전극(127) 중 어느 하나는 발광층(126)으로 정공을 주입하고, 다른 하나는 발광층(126)으로 전자를 주입한다. 전자와 정공은 발광층(126)에서 결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 여기자가 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발생하는 에너지에 의해 빛이 방출된다.
화소 전극(125)은 반사막으로 형성될 수 있고, 공통 전극(127)은 투명막 또는 반투명막으로 형성될 수 있다. 발광층(126)에서 방출된 빛은 화소 전극(125)에서 반사되고, 공통 전극(127)을 투과하여 외부로 방출된다. 이때 공통 전극(127)이 반투명막으로 형성되는 경우, 화소 전극(125)에서 반사된 빛의 일부는 공통 전극(127)에서 재반사되며, 공진 구조를 이루어 광 추출 효율을 높인다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 수분과 산소에 매우 취약하므로, 봉지부(140)가 유기 발광 다이오드(OLED)를 밀봉시켜 외부의 수분과 산소의 침투를 차단한다. 봉지부(140)는 무기막과 유기막의 다층막으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 봉지부(140)는 공통 전극(127) 위에 순차적으로 적층된 캡핑층(141), 제1 무기막(142), 유기막(143), 및 제2 무기막(144)을 포함할 수 있다.
캡핑층(141)은 LiF를 포함할 수 있고, 제1 무기막(142)과 제2 무기막(144)은 Al2O3, SiNx, 및 SiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 유기막(143)은 에폭시, 아크릴레이트, 및 우레탄아크릴레이트 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 전술한 봉지부(140)는 두께가 매우 얇아 표시 장치(100)의 박형화에 유리하며, 가요성 표시 장치에 적합하다.
버퍼층(113), 게이트 절연막(114), 층간 절연막(115), 및 평탄화막(116)은 기판(112)과 같은 크기로 형성될 수 있고, 표시부(120) 외측에 복수의 박막 트랜지스터(131)와 복수의 배선(132)으로 구성된 구동 회로부(130)가 형성된다. 구동 회로부(130)는 평탄화막(116)으로 덮이며, 평탄화막(116) 위에 제1 정전기 차단막(119)이 형성된다. 제1 정전기 차단막(119)은 화소 전극(125)과 같은 물질로 형성될 수 있고, 구동 회로부(130)를 충분히 덮는 크기로 형성될 수 있다.
제1 정전기 차단막(119)은 공통 전극(127)과 접하여 공통 전극(127)과 통전될 수 있다. 예를 들어, 제1 정전기 차단막(119)은 화소 정의막(117)으로 덮이지 않고 노출되며, 공통 전극(127)이 제1 정전기 차단막(119)까지 넓게 형성되어 제1 정전기 차단막(119)과 접할 수 있다. 이 경우 제1 정전기 차단막(119)은 공통 전극(127)과 같은 공통 전압을 인가받는다. 봉지부(140)는 표시부(120)보다 넓게 형성되어 공통 전극(127) 전체를 덮는다.
표시부(120)와 구동 회로부(130) 및 제1 정전기 차단막(119)의 구성은 도 3에 도시한 예로 한정되지 않으며, 다양하게 변형 가능하다.
다시 도 1과 도 2를 참고하면, 터치 센서(150)는 표시판(110) 위에 형성된 복수의 감지 전극(151, 152)과, 복수의 감지 전극(151, 152) 외측에 형성되며 구동 회로부(130)와 중첩되는 제2 정전기 차단막(160)을 포함한다. 복수의 감지 전극(151, 152)은 비화소(NPX) 위에서 그물(mesh) 모양으로 형성될 수 있다. 터치 센서(150)는 복수의 감지 전극(151, 152)과 제2 정전기 차단막(160)을 덮는 보호막(155, 156)을 더 포함한다.
복수의 감지 전극(151, 152)은 제1 방향(x)과 나란하게 형성된 제1 감지 전극(151)과, 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)과 나란하게 형성된 제2 감지 전극(152)을 포함한다. 도 4와 도 5는 각각 도 2에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극과 제2 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 1과 도 2 및 도 4와 도 5를 참고하면, 제1 감지 전극(151)은 대략 마름모 형상을 가지는 복수의 제1 감지 셀(151a)과, 제1 방향(x)을 따라 복수의 제1 감지 셀(151a)을 연결하는 복수의 제1 연결부(151b)를 포함할 수 있다. 제1 감지 전극(151)은 제2 방향(y) 좌표값을 감지하기 위한 제1 터치 신호가 전달되는 Tx 터치 전극(transmitter touch electrode)일 수 있다.
제2 감지 전극(152)은 대략 마름모 형상을 가지는 복수의 제2 감지 셀(152a)과, 제2 방향(y)을 따라 복수의 제2 감지 셀(152a)을 연결하는 복수의 제2 연결부(152b)를 포함할 수 있다. 제2 감지 전극(152)은 제1 방향(x) 좌표값을 감지하기 위한 제2 터치 신호가 전달되는 Rx 터치 전극(receiver touch electrode)일 수 있다.
제1 감지 전극(151)은 제1 배선(w10)에 연결되고, 제2 감지 전극(152)은 제2 배선(w20)에 연결된다. 제1 및 제2 감지 전극(151, 152)은 터치 영역(TA)에 형성되며, 제1 및 제2 배선(w10, w20)은 터치 영역(TA) 바깥의 주변 영역에 형성된다. 터치 영역(TA)은 표시판(110)의 표시부(120)에 대응하는 영역일 수 있다. 제1 감지 셀(151a)과 제2 감지 셀(152a)은 마름모 형상으로 한정되지 않는다.
제1 감지 전극(151)과 제2 감지 전극(152)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 전극(151)은 봉지부(140) 바로 위에 형성되고, 제1 보호막(155)으로 덮일 수 있다. 제2 감지 전극(152)은 제1 보호막(155) 위에 형성되며, 제2 보호막(156)으로 덮일 수 있다. 평면 상에서 제1 감지 셀(151a)과 제2 감지 셀(152a)은 서로 이웃하고, 제1 연결부(151b)와 제2 연결부(152b)는 서로 중첩되나 제1 보호막(155)에 의해 절연된다.
다른 한편으로, 표시 장치(100)의 단면 상에서 제1 감지 전극(151)과 제2 감지 전극(152)은 그 위치가 서로 바뀔 수 있다. 즉 제2 감지 전극(152)이 봉지부(140) 바로 위에 형성되고, 제1 보호막(155)으로 덮일 수 있다. 제1 감지 전극(151)은 제1 보호막(155) 위에 형성되고, 제2 보호막(156)으로 덮일 수 있다.
제1 보호막(155)과 제2 보호막(156)은 터치 영역(TA)보다 크게 형성되며, 실리콘질화물(SiNx) 또는 실리콘산화물(SiO2) 등의 무기물로 형성될 수 있다. 한편, 봉지부(140) 바로 위에 도시하지 않은 절연막이 형성될 수 있으며, 절연막 위에 터치 센서(150)가 형성될 수 있다. 절연막은 공통 전극(127)과 터치 센서(150) 사이의 기생 커패시턴스를 줄이는 역할을 한다.
제1 및 제2 감지 전극(151, 152)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등과 같은 저저항 금속을 포함하거나, 은 나노와이어(silver nanowire), 카본 나노튜브(carbon nanotube) 등과 같은 도전성 나노 물질을 포함할 수 있다. 이러한 제1 및 제2 감지 전극(151, 152)은 저항이 낮아 RC 지연을 줄일 수 있고, 연성이 우수하므로 휘어짐과 같은 반복적인 변형에도 쉽게 크랙이 발생하지 않는다.
제1 및 제2 감지 전극(151, 152)은 비화소(NPX) 위에서 그물 모양으로 형성되므로, 화소(PX)에서 방출되는 빛을 가리지 않으며, 표시판(110)에 형성된 공통 전극(127)과 마주하는 면적을 줄여 기생 커패시턴스를 줄일 수 있다. 또한, 터치 센서(150)는 자체 기판을 사용하지 않고 표시판(110)을 기판으로 사용한다. 이러한 터치 센서(150)는 전체 두께가 매우 얇아 표시 장치(100)의 박형화에 유리하며, 가요성 표시 장치에 적합하다.
제2 정전기 차단막(160)은 터치 영역(TA) 바깥의 주변 영역에 형성되며, 구동 회로부(130)와 중첩되어 정전기에 의한 구동 회로부(130)의 손상을 억제한다. 제2 정전기 차단막(160)은 제3 배선(w30)에 연결되며, 복수의 감지 전극(151, 152) 중 적어도 하나의 감지 전극과 같은 층에서 이와 같은 물질로 형성될 수 있다.
제1 실시예의 표시 장치(100)에서 제2 정전기 차단막(160)은 제2 감지 전극(152)과 같은 층에서 이와 같은 물질로 형성된다. 즉 제2 정전기 차단막(160)은 제1 보호막(155) 위의 주변 영역에 형성되며, 터치 영역(TA)의 네 변 중 패드 영역(PA)과 접하는 한 변을 제외한 나머지 세 변을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
패드 영역(PA)은 제1 배선(w10)의 단부와 제2 배선(w20) 및 제3 배선(w30)이 위치하는 영역을 의미하며, 제1 및 제2 보호막(155, 156)은 패드 영역(PA)을 제외한 기판(112) 전체에 형성될 수 있다.
제2 정전기 차단막(160)은 제1 배선(w10)과 중첩되며, 제1 정전기 차단막(119)과 같은 폭으로 형성될 수 있다. 제2 정전기 차단막(160)은 제3 배선(w30)을 통해 칩 온 필름(chip on film, COF) 또는 가요성 인쇄회로(flexible printed circuit, FPC) 등의 외부 장치(도시하지 않음)와 접속되어 외부 장치로부터 접지 전압 또는 공통 전압을 인가받을 수 있다.
제2 정전기 차단막(160)은 제2 감지 전극(152)을 형성하는 과정에서 제2 감지 전극(152)과 동시에 패터닝될 수 있다. 따라서 제2 정전기 차단막(160) 형성을 위한 별도의 추가 공정이 요구되지 않으므로 터치 센서(150)의 제조를 단순화할 수 있다.
제2 정전기 차단막(160)은 구동 회로부(130) 및 제1 정전기 차단막(119)과 중첩된다. 즉 구동 회로부(130) 위로 제1 정전기 차단막(119)과 제2 정전기 차단막(160)이 위치한다. 구동 회로부(130) 위로 두 개의 정전기 차단막(119, 160)이 위치함에 따라, 외부에서 표시 장치(100)로 강한 정전기가 가해지는 경우에도 정전기에 의한 구동 회로부(130)의 손상을 억제할 수 있으며, 표시 장치(100)의 내구성을 높일 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 7과 도 8은 각각 도 6에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극과 제2 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 6 내지 도 8을 참고하면, 제2 실시예의 표시 장치(200)에서 터치 센서(150a)의 제2 정전기 차단막(161)은 제1 감지 전극(151)과 같은 층에서 이와 같은 물질로 형성된다. 즉 제2 정전기 차단막(161)은 봉지부(140) 바로 위에 형성될 수 있으며, 터치 영역(TA) 외측의 주변 영역에 형성된다.
제2 정전기 차단막(161)은 제1 배선(w10)의 외측에 형성될 수 있고, 터치 영역(TA)의 네 변 중 패드 영역(PA)과 접하는 한 변을 제외한 나머지 세 변을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 제1 배선(w10)이 형성된 터치 영역(TA)의 좌측과 우측에서 제2 정전기 차단막(161)은 제1 정전기 차단막(119)보다 작은 폭으로 형성될 수 있다. 제1 배선(w10)과 제2 정전기 차단막(161)은 제1 정전기 차단막(119)과 중첩된다.
제2 정전기 차단막(161)이 제1 정전기 차단막(119)보다 작은 폭으로 형성되어도 제1 정전기 차단막(119) 위에서 제2 정전기 차단막(161)이 외부에서 유입된 정전기를 차단하는 효과는 전술한 제1 실시예와 동일 또는 극히 유사하다. 제2 실시예의 표시 장치(200)는 정전기에 의한 구동 회로부(130)의 손상을 억제할 수 있으며, 내구성을 높일 수 있다.
제2 실시예의 표시 장치(200)에서 제2 정전기 차단막(161)을 제외한 나머지 구성은 전술한 제1 실시예와 동일하다.
한편, 전술한 제1 및 제2 실시예에서는 제1 감지 전극과 제2 감지 전극이 서로 다른 층에 형성된 경우를 설명하였으나, 제1 및 제2 감지 전극은 같은 층에 형성될 수도 있다. 이 경우 제1 감지 전극과 제2 감지 전극의 교차 부위에 선택적으로 절연층이 형성되며, 제2 정전기 차단막은 제1 및 제2 감지 전극들의 외측에서 제1 정전기 차단막과 중첩되도록 형성된다.
또한, 전술한 제1 및 제2 실시예에서는 터치 센서가 Tx 전극과 Rx 전극을 구비한 뮤추얼-커패시티브(mutual-capacitive) 방식인 경우를 예로 들어 설명하였으나, 터치 센서는 셀프-커패시티브(self-capacitive) 방식으로 구성될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 10과 도 11은 각각 도 9에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극과 제2 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 9 내지 도 11을 참고하면, 제3 실시예의 표시 장치(300)에서 터치 센서(150b)의 제2 정전기 차단막(162)은 서로 중첩되는 두 개의 층(162a, 162b)으로 구성된다. 예를 들어, 제2 정전기 차단막(162)은 제1 감지 전극(151)과 같은 층에 형성된 제1층(162a)과, 제2 감지 전극(152)과 같은 층에 형성된 제2층(162b)을 포함할 수 있다. 제1층(162a)과 제2층(162b) 사이에는 제1 보호막(155)이 위치한다.
제1층(162a)은 봉지부(140) 바로 위에서 제1 배선(w10)의 외측에 형성되며, 제1 감지 전극(151)과 같은 물질로 형성된다. 제2층(162b)은 제1 보호막(155) 위에서 제2 감지 전극(152)과 같은 물질로 형성된다. 제1층(162a)과 제2층(162b)은 터치 영역(TA)의 네 변 중 패드 영역(PA)과 접하는 한 변을 제외한 나머지 세 변을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
제1층(162a)과 제1 배선(w10)은 제2층(162b)과 중첩되며, 제1 배선(w10)이 형성된 터치 영역(TA)의 좌측과 우측에서 제1층(162a)은 제2층(162b)보다 작은 폭으로 형성될 수 있다. 제2층(162b)은 제1 정전기 차단막(119)과 같은 폭으로 형성될 수 있다.
제1층(162a)은 제4 배선(w40)에 연결되고, 제2층(162b)은 제5 배선(w50)에 연결된다. 제1층(162a)과 제2층(162b)은 각각 제4 배선(w40)과 제5 배선(w50)을 통해 외부 장치(도시하지 않음)과 연결되어 이로부터 접지 전압 또는 공통 전압을 인가받을 수 있다. 패드 영역(PA)에서 제4 배선(w40)과 제5 배선(w50)은 나란하게 형성되거나, 제5 배선(w50)이 제4 배선(w40)과 접하며 제4 배선(w40) 위에 형성될 수 있다.
제3 실시예의 표시 장치(300)에서는 구동 회로부(130) 위로 세 개의 정전기 차단막(119, 162a, 162b)이 위치하며, 세 개의 정전기 차단막(119, 162a, 162b)이 외부에서 유입되는 정전기를 보다 효과적으로 차단하여 정전기에 의한 구동 회로부(130)의 손상을 억제할 수 있다. 제3 실시예의 표시 장치(300)에서 제1층(162a), 제2층(162b), 제4 배선(w40), 및 제5 배선(w50)을 제외한 나머지 구성은 전술한 제1 실시예와 동일하다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 13과 도 14는 각각 도 12에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극과 제2 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 12 내지 도 14를 참고하면, 제4 실시예의 표시 장치(400)에서 터치 센서(150c)의 제2층(162b)은 제1 보호막(155)에 형성된 개구부(OP)에 의해 제1층(162a)과 접촉하여 통전된다. 제1 보호막(155)은 제1층(162a)이 형성된 주변 영역에서 복수의 개구부(OP)를 형성하여 제1층(162a)의 일부를 노출시키며, 제1층(162a)과 제1 보호막(155) 위로 제2층(162b)이 형성되어 제1층(162a)과 제2층(162b)이 서로 접촉한다.
제1층(162a)과 제2층(162b)이 서로 접촉함에 따라, 제2 정전기 차단막(162)에 접지 전압 또는 공통 전압을 인가하기 위한 배선은 제1층(162a)과 제2층(162b) 가운데 어느 한 층에 연결되어도 무방하다. 도 13과 도 14에서는 제1층(162a)에 제3 배선(w30)이 연결된 경우를 예로 들어 도시하였으나, 제3 배선(w30)은 제2층(162b)에 연결될 수 있으며, 제1층(162a)과 제2층(162b) 모두에 각자의 배선이 연결될 수도 있다.
제4 실시예의 표시 장치(400)에서 개구부(OP)에 의한 제1층(162a)과 제2층(162b)의 접촉 구조 및 제3 배선(w30)을 제외한 나머지 구성은 전술한 제3 실시예와 동일하다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 16과 도 17은 각각 도 15에 도시한 표시 장치 중 제1 감지 전극과 제2 감지 전극의 개략적인 평면도이다.
도 15 내지 도 17을 참고하면, 제5 실시예의 표시 장치(500)에서 터치 센서(150d)는 제1 감지 셀(151a)과 중첩되며 제1 감지 셀(151a)과 통전되는 제1 보조 전극(153)과, 제2 감지 셀(152a)과 중첩되며 제2 감지 셀(152a)과 통전되는 제2 보조 전극(154)을 포함한다. 제1 보조 전극(153)과 제2 보조 전극(154)은 터치 영역(TA)에 형성되며, 비화소(NPX) 위에서 그물 모양으로 형성될 수 있다.
제1 감지 전극(151)과 제2 보조 전극(154)은 같은 층에서 같은 물질로 형성될 수 있고, 제2 감지 전극(152)과 제1 보조 전극(153)은 같은 층에서 같은 물질로 형성될 수 있다.
구체적으로, 봉지부(140) 위로 제1 감지 전극(151)과 제2 보조 전극(154)이 형성되고, 제1 보호막(155)이 제1 감지 전극(151)과 제2 보조 전극(154)을 덮는다. 제2 보조 전극(154)은 복수의 제1 감지 셀(151a) 사이에서 독립적으로 형성되며, 대략 마름모 형상을 가질 수 있다.
제1 보호막(155) 위로 제2 감지 전극(152)과 제1 보조 전극(153)이 형성되며, 제2 보호막(156)이 제2 감지 전극(152)과 제1 보조 전극(153)을 덮는다. 제1 보조 전극(153)은 복수의 제2 감지 셀(152a) 사이에서 독립적으로 형성되며, 대략 마름모 형상을 가질 수 있다. 제1 및 제2 감지 셀(151a, 152a)과 제1 및 제2 보조 전극(153, 154)은 마름모 형상으로 한정되지 않는다.
제1 보호막(155)에는 제1 감지 셀(151a)과 제1 보조 전극(153)을 접촉시키는 제1 컨택 홀(CH1)이 형성되어 제1 감지 셀(151a)과 제1 보조 전극(153)을 통전시킨다. 그리고 제1 보호막(155)에는 제2 보조 전극(154)과 제2 감지 셀(152a)을 접촉시키는 제2 컨택 홀(CH2)이 형성되어 제2 보조 전극(154)과 제2 감지 셀(152a)을 통전시킨다.
제1 및 제2 감지 전극(151, 152) 각각은 제1 및 제2 보조 전극(153, 154)에 의해 선저항이 감소되어 RC 지연을 최소화할 수 있다. 또한, 제1 감지 셀(151a)과 인접한 제2 보조 전극(154)에 제2 터치 신호가 흐르고, 제2 감지 셀(152a)과 인접한 제1 보조 전극(153)에 제1 터치 신호가 흐르므로, 제1 감지 셀(151a)과 제2 감지 셀(152a) 사이의 전기장 세기를 최대화하여 터치 센서(150d)의 센싱 감도를 높일 수 있다.
제5 실시예의 표시 장치(500)에서 제1 및 제2 보조 전극(153, 154)과 제1 및 제2 컨택 홀(CH1, CH2)을 제외한 나머지 구성은 전술한 제1 실시예 내지 제4 실시예 중 어느 한 실시예와 동일하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100, 200, 300, 400, 500: 표시 장치
110: 표시판 112: 기판
119: 제1 정전기 차단막 120: 표시부
130: 구동 회로부 140: 봉지부
150, 150a, 150b, 150c, 150d: 터치 센서
151: 제1 감지 전극 152: 제2 감지 전극
153: 제1 보조 전극 154: 제2 보조 전극
155: 제1 보호막 156: 제2 보호막
160, 161, 162: 제2 정전기 차단막
171: 투명 점착층 172: 커버 윈도우

Claims (18)

  1. 화소를 포함하는 표시부와, 상기 표시부의 외측에 형성된 구동 회로부와, 상기 구동 회로부 위에 형성된 제1 정전기 차단막을 포함하는 표시판; 및
    상기 표시판 위에 형성된 터치 센서
    를 포함하며,
    상기 터치 센서는 상기 표시부 위에 형성된 복수의 감지 전극과, 상기 복수의 감지 전극의 외측에서 상기 제1 정전기 차단막과 중첩되는 제2 정전기 차단막을 포함하고,
    상기 복수의 감지 전극은 제1층에 위치하는 제1 감지 전극과 상기 제1 감지 전극을 덮는 제2층에 위치하는 제2 감지 전극을 포함하고,
    상기 제2 정전기 차단막은 상기 제1층 및 상기 제2층 각각에 위치하고, 상기 제1층에 위치한 제2 정전기 차단막과 상기 제2층에 위치한 제2 정전기 차단막은 상기 제2층에 위치한 개구부를 통해 서로 접촉하는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화소는 화소 전극과 발광층 및 공통 전극을 포함하며,
    상기 제1 정전기 차단막은 상기 화소 전극과 같은 층에서 상기 화소 전극과 같은 물질로 형성되고, 상기 공통 전극과 통전되는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표시판은 상기 표시부와 상기 제1 정전기 차단막을 밀봉하는 봉지부를 더 포함하며,
    상기 터치 센서는 상기 봉지부 위에 형성되는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표시부는 상기 화소와 이웃한 비화소를 포함하며,
    상기 복수의 감지 전극은 상기 비화소 위에서 그물 모양으로 형성되는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치 센서는 터치 인식이 가능한 터치 영역과, 상기 터치 영역의 일측에 위치하는 패드 영역을 포함하며,
    상기 제2 정전기 차단막은 상기 터치 영역의 네 변 중 상기 패드 영역과 접하는 한 변을 제외한 나머지 세 변을 둘러싸도록 형성되는 표시 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 감지 전극은 일 방향을 따라 배열된 복수의 제1 감지 셀을 포함하며, 제1 배선에 연결되어 있고,
    상기 제2 감지 전극은 상기 일 방향과 교차하는 방향을 따라 배열된 복수의 제2 감지 셀을 포함하며, 제2 배선에 연결되어 있는,
    표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 정전기 차단막은 상기 제1 감지 전극과 상기 제2 감지 전극 중 적어도 하나의 감지 전극과 같은 층에 형성되고, 제3 배선에 연결되는 표시 장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제2 정전기 차단막은 상기 제1 감지 전극의 외측에서 상기 제1 감지 전극과 같은 물질로 형성되며, 제3 배선에 연결되는 표시 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제2 정전기 차단막은 상기 제2 감지 전극의 외측에서 상기 제2 감지 전극과 같은 물질로 형성되며, 제3 배선에 연결되는 표시 장치.
  11. 삭제
  12. 제6항에 있어서,
    상기 제1층에 위치한 제2 정전기 차단막은 제4 배선에 연결되고,
    상기 제2층에 위치한 제2 정전기 차단막은 제5 배선에 연결되며,
    상기 제4 배선과 상기 제5 배선은 서로 나란하게 형성되거나 서로 중첩되는 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 제6항에 있어서,
    상기 제1층에 위치한 제2 정전기 차단막과 상기 제2층에 위치한 제2 정전기 차단막 가운데 적어도 하나는 제3 배선에 연결되는 표시 장치.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제1층 위에서 상기 제1 감지 셀과 중첩되는 제1 보조 전극을 더 포함하며,
    상기 제1층은 상기 제1 감지 셀과 상기 제1 보조 전극을 통전시키는 제1 컨택 홀을 형성하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 보조 전극은 독립된 셀 형상을 가지며, 상기 제2 감지 전극과 이격되는 표시 장치.
  17. 제6항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 제1층 아래에서 상기 제2 감지 셀과 중첩되는 제2 보조 전극을 더 포함하며,
    상기 제1층은 상기 제2 감지 셀과 상기 제2 보조 전극을 통전시키는 제2 컨택 홀을 형성하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 보조 전극은 독립된 셀 형상을 가지며, 상기 제1 감지 전극과 이격되는 표시 장치.
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