KR102555409B1 - 인-셀 터치 유기 발광 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메쉬 패턴을 포함하면서도 우수한 색 시야각 특성을 갖는 인-셀 터치 방식의 유기 발광 표시장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치는, 복수 개의 화소 개구부를 포함하는 유기 발광 어레이와, 상기 유기 발광 어레이와 합착된 터치 전극 어레이를 포함하고, 상기 터치 전극 어레이는 제 1 방향으로 배치되고, 격자 구조를 포함하는 복수개의 제 1 메쉬 전극과, 제 2 방향으로 배치되고 격자 구조를 포함하는 복수개의 제 2 메쉬 전극을 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극 각각은 상기 화소 개구부 상에 중첩되는 복수의 중첩부와, 화소 개구부 사이에 대응되도록 위치하는 미중첩부를 포함한다.
이 때 상기 중첩부 중 적어도 일부는, 상기 미중첩부와 서로 다른 물질로 이루어진 휘도 개선부를 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극 각각은 상기 화소 개구부 상에 중첩되는 복수의 중첩부와, 화소 개구부 사이에 대응되도록 위치하는 미중첩부를 포함한다.
이 때 상기 중첩부 중 적어도 일부는, 상기 미중첩부와 서로 다른 물질로 이루어진 휘도 개선부를 포함한다.
Description
본 발명은 터치 패널을 내장한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로, 특히 금속 메쉬 패턴을 포함하면서도 시야각이 개선된 인-셀 터치 유기 발광 표시장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상 표시 장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가벼우며, 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 표시 장치로 유기 발광층의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기 발광 표시 장치 등이 각광받고 있다.
이와 같은 유기 발광 표시 장치는 자발광의 유기 발광 소자를 이용하므로, 별도의 광원을 요구하지 않으며, 초박형 디스플레이의 구형이 가능하므로, 근래에는 유기 발광 소자를 이용하고, 발광 셀 내부에 터치 전극 어레이를 포함하는 인-셀 터치 구조(In-Cell Touch)의 터치 패널 일체형 표시 장치에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
인-셀 터치 구조(In-cell Touch)의 터치 패널은, 제 1 방향으로 배치된 제 1 터치 전극과, 제 1 터치 전극과 교차하도록 제 2 방향으로 배치된 제 2 전극을 포함한다. 제 1 및 제 2 터치 전극은 전기적으로 분리되어 있으며, 이 때 터치 패널은 정전기를 띈 물체가 터치 패널에 접속될 때 제 1 및 제 2 터치 전극 사이의 상호 커패시턴스(mutual capacitance)의 변화를 감지함으로써, 터치 입력을 감지한다.
플렉서블(flexible)한 인-셀 터치 구조를 갖는 유기 발광 표시 장치를 제조함에 있어서, 우수한 플렉서빌리티를 가지면서도 저저항의 금속 메쉬 전극을 터치 전극에 적용하려는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그런데, 이와 같은 금속 메쉬 전극은 투명 전도성 물질에 비해 반사성이 높으므로 외부에 시인될 가능성이 높아지며 전체 유기 발광 표시 장치의 휘도를 저하시키는 문제를 갖는다. 이를 해결하기 위해, 금속 메쉬 전극을 비발광 영역인 뱅크 등에 얼라인시키는 방법 등이 제안되었으나, 메쉬 전극을 표시 패널과 정확히 얼라인시키는 공정 과정에서 미스얼라인(misalign)이 발생할 가능성이 높다. 이같이 미스얼라인이 발생하는 경우, 시야각이 증가하면 메쉬 전극이 화소 개구부의 일부 영역을 가리며, 그에 따라 상, 하 또는 좌, 우 시야각의 비대칭이 발생하였다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 메쉬 패턴을 포함하면서도 우수한 색 시야각 특성을 갖는 인-셀 터치 방식의 유기 발광 표시장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하게 위하여, 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치는, 복수 개의 화소 개구부를 포함하는 유기 발광 어레이와, 상기 유기 발광 어레이와 합착된 터치 전극 어레이를 포함하고, 상기 터치 전극 어레이는 제 1 방향으로 배치되고, 격자 구조를 포함하는 복수개의 제 1 메쉬 전극과, 제 2 방향으로 배치되고 격자 구조를 포함하는 복수개의 제 2 메쉬 전극을 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극 각각은 상기 화소 개구부 상에 중첩되는 복수의 중첩부와, 화소 개구부 사이에 대응되도록 위치하는 미중첩부를 포함한다.
이 때 상기 중첩부 중 적어도 일부는, 상기 미중첩부와 서로 다른 물질로 이루어진 휘도 개선부를 포함한다. 이 때 상기 격자 구조는 화소 개구부 상에 중첩되도록 위치하는 것이 바람직하고, 휘도 개선부는 상기 격자 구조를 이루는 두 개의 라인 전극 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 이 때 휘도 개선부는 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 유기 발광 표시장치는, 화소 개구부에 제 1 및 제 2 메쉬 전극이 중첩되도록 위치함으로써, 제 1 및 제 2 메쉬 전극의 공정 오차로 인한 시야각 비대칭 현상을 완화하는 특징을 갖는다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극이 화소 개구부상에 위치하는 경우의 휘도 감소를 최소화하기 위해, 제 1 및 제 2 메쉬 전극의 중첩부에는 휘도 개선부가 구비된다. 휘도 개선부는 투명 도전성 물질로 형성됨으로써, 제 1 및 제2 메쉬 전극이 화소 개구부에 중첩됨으로 인한 휘도 감소를 최소화하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I` 부분의 개략적인 단면도이다.
도 3 및 도 4는 제 1 메쉬 전극과 제 2 메쉬 전극의 특징 및 연결관계를 상세히 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 도 3의 B-B' 부분의 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 3에 도시된 브리지의 단면 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 I-I` 부분의 개략적인 단면도이다.
도 3 및 도 4는 제 1 메쉬 전극과 제 2 메쉬 전극의 특징 및 연결관계를 상세히 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 도 3의 B-B' 부분의 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 3에 도시된 브리지의 단면 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어 '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명될 경우, '바로' 또는 '직접' 이 사용되지 않은 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해서 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치를 설명하기 위한 평면도이다.
본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치는, 기판(1000)상에 제 1 방향으로 배열된 복수의 제 1 메쉬 전극(101)과, 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 배열된 제 2 메쉬 전극(102)을 포함한다. 본 실시예에서는 제 1 방향이 수평 방향, 제 2 방향이 수직 방향으로 예시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제 1 메쉬 전극(101)과 제 2 메쉬 전극(102)들은 각각 복수 개의 격자 구조를 포함한다. 이 때 상기 제 1 메쉬 전극(101)들은, 제 3 방향으로 길게 형성된 복수의 제 1 라인 전극(1011)과, 제 4 방향으로 길게 형성되어 상기 제 1 라인 전극(1011)과 교차함으로써 격자 구조를 형성하는 복수의 제 2 라인 전극(1012)을 포함한다.
제 2 메쉬 전극(102)들은 제 3 방향으로 길게 형성된 복수의 제 3 라인 전극(1021)과, 제 4 방향으로 길게 형성되어 상기 제 3 라인 전극(1021)과 교차함으로써 격자 구조를 형성하는 제 4 라인 전극(1022)을 포함한다.
제 1 방향으로 인접한 제 1 메쉬 전극(101)들은 브리지(912)에 의해 서로 연결되어 있다. 또한 제 2 방향으로 인접한 제 2 메쉬 전극(102)들은, 연결부 메쉬 패턴(1027)에 의해 서로 연결된다. 여기서, 브리지(912)에 의해 연결된 제 1 메쉬 전극(101)들은 터치 신호를 센싱하기 위한 구동 신호를 인가하는 구동 전극으로 기능하고, 연결부 메쉬 패턴(1027)에 의해 연결된 제 2 메쉬 전극(12)들은 터치 신호를 감지하는 감지 전극으로 기능할 수 있으며, 그 반대로 기능할 수도 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102) 및 그 연결 관계의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.
표시 영역(A/A)의 가장 외곽에 위치하는 제 1 메쉬 전극(101)은 제 1 라우팅 라인(913a)을 통해 터치 패드부(2350)의 패드 전극(110)과 접속되며, 상기 표시 영역(A/A)의 가장 외곽에 위치하는 제 2 메쉬 전극(102)은 제 2 라우팅 라인(913b)을 통해 터치 패드부(2350)의 패드 전극(110)과 접속된다.
도 2는 도 1의 I-I` 부분의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 실시예에 의한 표시 장치는, 기판(1000) 상에 제 1 기재(120), 제 1 버퍼층(130), 박막 트랜지스터 어레이(140) 및 유기 발광 어레이(150)가 순차적으로 위치하고, 상기 유기 발광 어레이(150)를 덮도록 보호층(160)이 위치한다. 커버 글라스(3000)의 내측에는 제 2 기재(210), 제 2 버퍼층(220) 및 터치 전극 어레이(230)가 배치된다. 이 때 터치 전극 어레이(230)는 유기 발광 어레이(150)를 마주보도록 접착층(400)에 의해 유기 발광 어레이(150) 상의 보호층(160)과 합착된 구조를 갖는다.
제 1 버퍼층(130) 및 제 2 버퍼층(220)은 각각 액티브 영역과 데드 영역이 정의되어 있으며, 터치 전극 어레이(230), 유기 발광 어레이(150) 및 패드부를 제외한 박막 트랜지스터 어레이(140) 내의 박막 트랜지스터들은 상기 액티브 영역에 형성된다. 그리고, 데드 영역 중 일부에 터치 패드부 및 박막 트랜지스터 어레이의 패드부가 정의된다.
여기서 제 1 및 제 2 기재(120, 210)는 레이저 조사나 식각 공정에서 내부 어레이의 손상을 방지하는 역할을 하며, 경우에 따라서는 기판(1000) 및 커버 글라스(3000)가 제거되고, 제 1 및 제 2 기재(120, 210)가 표시 장치를 외부로부터 보호하는 역할을 수행한다. 제 1 및 제 2 기재(120, 210)는 폴리이미드(Polyimide) 및 포토아크릴(Photoacryl) 등의 고분자 물질로 이루어질 수 있다.
제 1 버퍼층(130) 및 제 2 버퍼층(220)는 각각 산화막(SiO2) 또는 질화막(SiNx)과 같은 무기막을 동일 종류로 연속 적층하거나 혹은 서로 다른 무기막을 교번 적층하여 이루어진다. 제 1 및 제 2 버퍼층(130, 210)은 하부 기판상에 상부 기판을 합착하는 이후 공정에서 유기 발광 어레이(150)로 수분이나 외기가 투습됨을 방지하는 배리어로 기능하게 한다.
터치 전극 어레이(230)와 터치 패드부(2350)는 제 2 버퍼층(220)의 동일면에 형성된다. 터치 패드부(2350)는 접착층(400)에 의한 상하 합착 과정에서, 도전성 볼(455)을 포함한 씰(450)에 의해 박막 트랜지스터 어레이(140)의 패드부(미도시)에 접속된다. 이 때 접착층(400)은 투습 방지 기능을 갖고, 유기 발광 어레이(150)를 덮는 보호층(160)과 적접 접하여 보호층(160)이 갖는 기능에 더하여 유기 발광 어레이(150)로 외기가 들어감을 방지하고 수분 투습을 보다 확실하게 방지하는 역할을 한다.
여기서, 상기 패드부를 포함한 박막 트랜지스터 어레이(140)는 상기 터치 전극 어레이(230)보다 일측이 돌출되도록 형성될 수 있다. 이는 돌출된 부분에서 상기 터치 전극 어레이 및 박막 트랜지스터 어레이와 유기 발광 어레이를 함께 구동하기 위한 신호를 전달하는 구동 IC(미도시)를 구비하기 위함이다. 도시되지는 않았지만, 상기 구동 IC와 박막 트랜지스터 어레이 구동 패드, 더미 패드들은 복수의 더미 전극을 포함하고, 상기 구동 IC와 배선에 의해 연결된다. 그리고, 상기 구동 IC는, 글래스 제거 후, FPCB(Flexible Printed Circuit Board)(미도시)와 본딩되어 연결되어, FPCB에 구비된 MCU(Micro Control Unit, 미도시) 및 타이밍 컨트롤러(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 상기 더미 패드는 액티브 영역 외곽의 데드 영역 중 상기 터치 패드부와 대응되는 영역에 게이트 라인 또는 데이터 라인을 이루는 금속과 동일층에 형성된다.
상기 가요성 인쇄회로기판 또는 이방성 도전성 필름(ACF)에 실장되는 구동 회로는 COF(Chip On Film)방식으로 실장될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 상기 박막 트랜지스터 어레이 구동 패드, 더미 패드들은 상기 가요성 인쇄회로기판과 상기 하부 기판(1000)에 형성된 배선(미도시)에 의해 연결된다. 또한 상기 가요성 인쇄회로기판에는 상기 구동 회로를 제어하기 위한 컨트롤러(미도시)가 더 구비될 수 있다.
상기 더미 패드는 액티브 영역 외곽의 데드 영역 중 상기 터치 패드부와 대응되는 영역에 게이트 라인 또는 데이터 라인을 이루는 금속과 동일층에 형성된다.
도 3은 제 1 메쉬 전극(101)과 제 2 메쉬 전극(102)의 특징 및 연결관계를 상세히 설명하기 위한 모식도이다.
제 1 메쉬 전극(101)은 앞서 언급한 것과 같이 제 3 및 제 4 방향으로 교차하도록 배열된 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)을 포함한다. 제 2 메쉬 전극(102)은 제 3 및 제 4 방향으로 교차하도록 배열된 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)을 포함한다.
이같은 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)은 화소 개구부(111R, 111G, 111B)에 중첩되는 부분을 포함하도록 위치한다. 그에 따라 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)은 화소 개구부(111R, 111G, 111B)와 중첩되도록 위치하는 중첩부(overlap)와, 상기 화소 개구부(111R, 111G, 111B)와 중첩되지 않도록 위치하는 미중첩부(non-overlap)로 구분될 수 있다. 도 3을 참조하면, 중첩부(overlap)는 도 3에서 십자 형태의 점선으로 도시된 부분을 의미하고, 미중첩부(non-overlap)는 그외 영역을 의미한다.
도 3의 화소 개구부(111R, 111G, 111B)는 각각 다이아몬드 형태로 형성된 실시예를 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 화소 개구부(111R, 111G, 111B)는 직사각형 등 설계에 따른 다양한 형태 변경이 가능하다.
도 3과 같이, 중첩부(overlap)에는 상기 제 1, 2 라인 전극(1011, 1012)이 교차하여 형성되거나, 제 3, 4 라인 전극(1021, 1022)이 교차하여 형성되는 격자 부분이 위치하도록 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 중첩부(overlap)의 상기 격자 부분은 미중첩부(non-overlap)에 위치하고, 제 1 내지 제 4 라인 전극 중 어느 하나가 상기 중첩부(overlap)를 지나도록 위치할 수도 있다.
이 때 상기 격자 부분이 화소 개구부(111R, 111G, 111B) 중앙에 위치할 경우, 시야각이 커지더라도 상기 격자 부분이 시인될 가능성이 낮아지므로, 시야각 향상을 위해서는 격자 부분이 화소 개구부(111R, 111G, 111B)의 중앙에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 중첩부(overlap)의 전부 또는 적어도 일부는 미중첩부(non-overlap)와 서로 다른 물질로 이루어진 휘도 개선부(1005)를 포함한다. 휘도 개선부(1005)는 미중첩부(non-overlap) 등 휘도 개선부(1005)를 제외한 다른 영역의 제 1 내지 제 4 라인 전극(1011, 1012, 1021, 1022)과는 다른 물질로 형성된다.
예를 들어 휘도 개선부(1005)를 제외한 제 1 내지 제 4 라인 전극(1011, 1012, 1012, 1022)은 Cu, Ag, Al, Mo, To, Au 등의 다양한 금속 물질 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 휘도 개선부(1005)는 ITO, IZO, IGZO, ZnO 등의 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에서는 편의상 생략되었으나, 중첩부(overlap)에 대응되는 영역에는 세그먼트 전극(1007)이 더 구비될 수 있다. 세그먼트 전극(1007)은 화소 개구부(111R, 111G, 111B) 및 중첩부(overlap)에 대응되는 위치에 구비된다. 이 때 세그먼트 전극(1007)은 ITO, IZO, IGZO, ZnO 등의 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 세그먼트 전극(1007)은 설계에 따라 생략될 수 있다. 세그먼트 전극(1007)은 투명 도전성 물질로 형성됨으로써 화소 개구부(111)를 가리지 않으면서 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)의 저항 성분을 보상한다.
중첩부(overlap) 상에 세그먼트 전극(1007)이 위치하는 경우, 세그먼트 전극(1007)은 휘도 개선부(1005)와 동일한 물질로 일체로 형성될 수 있다.
휘도 개선부(1005)는 투명 도전성 물질로 형성되므로, 금속으로 형성되는 미중첩부(non-overlap)에 비해 높은 저항을 가지며 그에 따라 휘도 개선부(1005)가 과도하게 구비되는 경우 터치 센싱 성능이 저하될 수 있다. 그에 따라 휘도 개선부(1005)의 위치 및 형태는 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
휘도 개선부(1005)는 제 1 메쉬 전극(101)의 제 1 라인 전극(1011)의 중첩부(overlap)에 형성될 수 있으며, 제 2 라인 전극(1012)의 중첩부(overlap)에 형성될 수도 있다. 또한 상기 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)의 중첩부(overlap) 모두에 형성될 수도 있다. 그러나 저항-커패시턴스 특성 저하를 최소화하기 위해서 휘도 개선부(1005)는 제 1 라인 전극(1011)의 중첩부(overlap) 또는 제 2 라인 전극(1012)의 중첩부(overlap)에 위치하는 것이 바람직하다.
이 때 가장 인접한 두 개의 휘도 개선부(1005) 중 어느 하나는, 제 1 내지 제 4 라인 전극들 중 제 3 방향으로 배열된 라인 전극의 중첩부에 위치하고, 다른 하나는 제 4 방향으로 배열된 라인 전극의 중첩부에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 가장 인접한 두 개의 휘도 개선부(1005)는 배열 방향이 서로 다르게 조절할 수 있으며 이를 통해 화소 개구부(111R, 111G, 111b)의 휘도 저하를 최소화할 수 있으며, 시야각 특성 또한 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 제 1 메쉬 전극(101)에서, 하나의 화소 개구부 상에 위치하는 휘도 개선부(1005)가 제 3 방향으로 배열된 제 1 라인 전극(1011)의 중첩부(overlap)에 형성되면, 인접한 다른 화소 개구부 상에 위치한 휘도 개선부(1005)는 제 4 방향으로 배열된 제 2 라인 전극(1012)의 중첩부(overlap)에 형성될 수 있다.
또한 제 2 메쉬 전극(102)에서, 하나의 화소 개구부 상에 위치하는 휘도 개선부(1005)가 제 3 방향으로 배열된 제 3 라인 전극(1021)의 중첩부(overlap)에 형성되면, 인접한 다른 화소 개구부 상에 위치한 휘도 개선부(1005)는 제 4 방향으로 배열된 제 4 라인 전극(1022)의 중첩부(overlap)에 형성될 수 있다.
또한 상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)이 화소 개구부(111R, 111G, 111B)와 중첩되는 모든 영역에 형성될 수도 있으나, 설계에 따라서는 중첩부(1005) 중 일부에만 형성될 수 있으며, 특히 도 4와 같이 서로 k(k는 자연수)개의 중첩부들을 사이에 두도록 이격될 수 있다. 다시 말하면, 상기 중첩부(overlap) 중 휘도 개선부(1005)를 포함하는 중첩부들은, 서로 k개의 중첩부(overlap)들을 사이에 두고 이격될 수 있다.
도 5는 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치의 단면 구조를 설명하기 위한 도 3의 B-B' 부분의 단면도이다. 편의상 제 1 버퍼층(130)의 하부 구조 및 제 2 버퍼층(220)의 상부 구조는 도면에서는 생략되었으나, 도 2와 같이 제 1 버퍼층(130)의 하부에는 제 1 기재(120) 및 기판(1000) 등이 더 구비될 수 있으며, 제 2 버퍼층(220)의 상부에는 제 2 기재(210) 및 커버 윈도우(3000)등이 더 구비될 수 있다.
제 1 버퍼층(130) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 박막 트랜지스터 어레이(140)가 구비된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 소스 영역(142) 및 드레인 영역(143)을 포함하는 활성층(141)과, 상기 활성층(141)상에 위치하는 게이트 절연막(144) 및 게이트 전극(145), 상기 활성층(141) 및 게이트 전극(145)를 덮으며, 소스/드레인 영역(142, 143)을 노출하는 콘택홀을 구비한 층간 절연막(148a)과, 콘택홀을 통해 소스/드레인 영역(142, 143)에 접하도록 형성된 소스 전극(146) 및 드레인 전극(147)을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터(TFT) 상에는 제 1 패시베이션층(148b)이 형성되며, 제 1 패시베이션층(148b)은 드레인 전극(147)을 노출하는 콘택홀(149)을 구비한다.
제 1 패시베이션층(148b) 상에는 콘택홀(149)과 접속된 제 1 전극(151)이 위치하며, 제 1 전극(151)의 일부를 노출하여 화소 개구부(111)를 정의하는 뱅크 절연막(153)이 위치한다. 또한 뱅크 절연막(153) 상에는 스페이서(154)가 더 위치할 수 있다.
제 1 전극(151) 상에는 발광층을 포함하는 유기층(152)이 형성된다. 이 때 유기층(152)은 전자 주입층(Electron Injection layer;EIL), 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL), 발광층(Emission Layer;EML), 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL), 정공 주입층(Hole Injection Layer;HIL)으로 구분된다. 발광층은 음극으로부터의 전자와 양극으로부터의 정공이 재결합되어 생성된 여기자가 바닥상태로 되돌아가면서 특정 파장의 빛을 발광하게 된다.
유기층(152)은 상기 제 1 전극(151)뿐 아니라 뱅크 절연막(153)을 포함하는 버퍼층(130) 전면에 형성될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
유기층(152) 상에는 제 2 전극(154)이 형성된다. 제 2 전극(154)는 상기 유기층(152)을 포함하는 버퍼층(130)의 전면에 형성될 수 있다.
이같은 유기 발광 어레이(150)는 보호층(160)에 의해 외부 습기 등으로부터 차단된다. 보호층(160)은 무기막과 유기막이 교대로 적층된 구조로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제 2 버퍼층(220) 상에는 터치 전극 어레이(230)가 위치한다. 터치 전극 어레이(230)는 접착층(400)에 의해 유기 발광 어레이(150)와 마주보며 합착된 구조를 갖는다.
이를 보다 상세히 설명하면, 제 2 버퍼층(120)의 유기 발광 어레이(150)와 마주보는 면에는 제 1 내지 제 4 라인 전극(1011, 1012, 1021, 1022)이 위치한다. 이 때 상기 제 1 내지 제 4 라인 전극(1011, 1012, 1021, 1022)들은 상기 화소 개구부(156)와 중첩되는 중첩부(overlap)를 포함한다. 도 5에는, 제 1 라인 전극(1011)이 개구부(156)와 중첩되는 중첩부(overlap)가 도시되어 있다. 한편, 상기 제 1 내지 제 4 라인 전극(1011, 1012, 1021, 1022)의 중첩부(overlap)중 일부에는 휘도 개선부(1005)가 구비되어 있다. 도 5를 참조하면, 휘도 개선부(1005) 또한 화소 개구부(111)와 중첩되는 중첩부(overlap)에 위치함을 확인할 수 있다.
도 5를 참조하면 제 1 내지 제 4 라인 전극(1011, 1012, 1021, 1022) 상에는 세그먼트 전극(1007)이 더 위치할 수 있다. 세그먼트 전극(1007)은 투명 도전성 물질로 형성되며, 도 5와 같이 휘도 개선부(1005)와 동일한 물질로 일체로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이같이, 세그먼트 전극(1007)과 휘도 개선부(1005)가 일체로 형성되면, 상기 세그먼트 전극(1007) 및 휘도 개선부(1005) 사이에 단차가 발생하지 않는다. 이같이 세그먼트 전극(1007)과 휘도 개선부(1005)를 동시에 형성함으로써 휘도 개선부(1005)를 형성하기 위한 공정을 감소시킬 수 있다.
세그먼트 전극(1007)은 상기 화소 개구부(156)에 대응되는 위치에 구비되며, 상기 중첩부(overlap)을 덮도록 제 1 내지 제 4 라인 전극(1011, 1012, 1021, 1022)의 하측에 위치하고, 휘도 개선부(1005)가 구비된 경우, 상기 휘도 개선부(1005)와 동일층에 동일한 물질로 위치한다.
도 6 및 도 7은 도 3에 도시된 브리지(912)의 단면 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 앞서 설명한 것과 같이, 연결부 메쉬 패턴(1027)은 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)과 동일한 면에 위치하여, 인접한 제 2 메쉬 전극(102)들 사이를 연결한다. 이 때 연결부 메쉬 패턴(1027)은 제 2 메쉬 전극(102)과 제 3 방향 및 제 4 방향으로 배치된 라인 전극(1024, 1025)을 통해 인접한 제 2 메쉬 전극(102)들을 연결한다. 상기 연결부 메쉬 패턴(1027) 또한 화소 개구부(156)와 중첩되는 중첩부를 포함하고, 중첩부에 대응되는 위치에는 세그먼트 전극(1007)이 형성된다. 경우에 따라서는 연결부 메쉬 패턴(1027)이 화소 개구부와 중첩되는 영역에서, 상기 라인 전극(1024, 1025) 중 적어도 어느 하나에 휘도 개선부가 더 구비됨으로써, 추가적인 휘도 개선을 도모할 수 있다.
상기 제 1, 2 메쉬 전극(101, 102) 및 연결부 메쉬 패턴(1027)을 덮도록 제 2 패시베이션층(231)이 형성되며, 제 2 패시베이션층(231) 상에는 브리지(912)가 형성된다. 인접한 제 1 메쉬 패턴(101)들은 브리지(912)에 의해 연결된다. 이를 보다 상세히 설명하면, 제 2 패시베이션층(231)에는 상기 제 1 메쉬 전극(101)의 라인 전극(1011)을 노출하는 콘택홀(2311)이 구비되며, 브리지는 인접한 두 개의 제 1 메쉬 전극(101)에 상기 콘택홀(2311)을 통해 접속됨으로써, 인접한 두 개의 제 1 메쉬 전극(101)을 전기적으로 연결한다. 한편, 상기 제 2 패시베이션층(231)은 도 7과 같이 휘도 개선부(1005)를 노출하도록 형성될 수 있다. 특히 브리지(912)와 접속되는 일측은 휘도 개선부(1005)를 노출하고, 타측은 라인 전극(1011)을 노출하도록 형성될 수도 있다. 이 때 브리지(912)는 상기 휘도 개선부(1005)에 양측이 접속되거나, 일측은 휘도 개선부(1005)와, 타측은 라인 전극(1011)과 접속됨으로써 상기 제 1 메쉬 전극(101)들을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
브리지(912)는 제 1 패시베이션층(232)에 의해 덮이는 구조를 갖는다.
도 6 및 도 7에 도시된 터치 전극 어레이(230)는 접착층(400)을 통해 유기 발광 어레이(150)와 마주보며 합착되므로, 실제로는 상기 도 6 및 도 7의 터치 전극 어레이(230)가 상하가 반전된 상태로 위치한다.
이상 설명한 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치는, 화소 개구부(111)에 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)이 중첩되도록 위치한다.
종래의 메쉬 전극은 화소 개구부 사이에 위치하였는데, 이 경우 공정상 얼라인에 오차가 발생하면, 메쉬 전극이 화소 개구부의 측면에 중첩되도록 위치하게 된다. 이 경우, 메쉬 전극이 화소 개구부의 측면을 가림으로써 시야각 비대칭 현상이 발생하는 원인이 된다. 반면, 본 발명에 의하면, 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)이 화소 개구부(111)의 중앙에 중첩되도록 위치할 수 있다. 그러면, 상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)은 화소 개구부(111)의 중앙에 위치함으로써 시야각 비대칭 현상을 발생시키지 않는다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)이 상기 화소 개구부(111)의 중앙보다 약간 측면에 위치한다 하더라도, 화소 개구부(111)의 측면을 가리는 것에 비해 시야각 비대칭 현상의 발생 가능성이 크게 감소하게 되며, 따라서 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치는 종래의 메쉬 전극이 화소 개구부(111) 사이에 위치하는 것에 비해 높은 공정 마진을 갖게 된다. 그에 따라 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치는 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)의 얼라인 공정에 있어서 공정 오차로 인한 시야각 비대칭 현상을 완화하는 효과를 갖는다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)이 화소 개구부(111)상에 위치하는 경우의 휘도 감소를 최소화하기 위해, 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)의 중첩부(overlap)에는 휘도 개선부(1005)가 구비된다. 휘도 개선부(1005)는 투명 도전성 물질로 형성됨으로써, 제 1 및 제2 메쉬 전극(101, 102)이 화소 개구부(111)에 중첩됨으로 인한 휘도 감소를 최소화하는 효과를 갖는다.
특히 휘도 개선부(1005)는 화소 개구부(111)상에 위치하는 두 라인 전극 중 하나에만 위치함으로써 저항 및 휘도의 감소를 최소화할 수 있다.
메쉬 전극이 화소 개구부와 중첩되지 않도록 한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치와, 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치의 상하 색 시야각 및 좌우 색 시야각을 비교한 결과는 아래의 표 1과 같다. 공정상 차이에 따라 각각 상이한 결과가 도출될 수 있으나, 실험 중 최대 편차를 비교함으로써 공정상 시야각 편차가 발생할 가능성 및 시야각 편차 정도를 비교해 보았다.
| 좌우 색 시야각 편차 | 상하 색 시야각 편차 | |
| 종래 | 6˚(실험 중 최대 편차) | 7˚(실험충 최대 편차) |
| 본 발명 | 3˚(실험 중 최대 편차) | 4.5˚(실험 중 최대 편차) |
인-셀 터치 유기 발광 표시장치에 있어서, 보통 5˚ 이상의 시야각 편차를 가질 경우 색 시야각 비대칭 현상이 심하게 발생한 것으로 판단한다.
종래 기술에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치는, 좌우 색 시야각 편차가 최대 6˚까지 발생하였으며, 상하 색 시야각 편차는 최대 7˚까지 발생하였다. 즉 종래 기술에 의할 경우, 적은 공정 오차에도 색 시야각 비대칭 현상이 강하게 발생하여 화질 불량을 초래할 수 있다.
반면, 본 발명에 의한 인-셀 터치 유리 발광 표시장치는, 좌우 색 시야각 편차가 최대 3˚에 그쳤으며, 상하 색 시야각 편차 또한 최대 4.5˚에 그쳐 공정 오차가 발생하더라도 시야각 편차에 미치는 영향이 미미함을 확인할 수 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.
1000: 하부 기판 120: 제 1 기재
130: 제 1 버퍼층 140: 박막 트랜지스터 어레이
150: 유기 발광 어레이 160: 보호층
400: 접착층 2350: 터치 패드부
3000: 커버 윈도우 210: 제 2 기재
220: 제 2 버퍼층 230: 터치 전극 어레이
913: 라우팅 라인 110: 패드 전극
101: 제 1 메쉬 전극 102: 제 2 메쉬 전극
1011: 제 1 라인 전극 1012: 제 2 라인 전극
1021: 제 3 라인 전극 1022: 제 4 라인 전극
912: 브리지 1027: 연결부 메쉬 패턴
1005: 휘도 개선부 1007: 세그먼트 전극
111(R, G, B): 화소 개구부
130: 제 1 버퍼층 140: 박막 트랜지스터 어레이
150: 유기 발광 어레이 160: 보호층
400: 접착층 2350: 터치 패드부
3000: 커버 윈도우 210: 제 2 기재
220: 제 2 버퍼층 230: 터치 전극 어레이
913: 라우팅 라인 110: 패드 전극
101: 제 1 메쉬 전극 102: 제 2 메쉬 전극
1011: 제 1 라인 전극 1012: 제 2 라인 전극
1021: 제 3 라인 전극 1022: 제 4 라인 전극
912: 브리지 1027: 연결부 메쉬 패턴
1005: 휘도 개선부 1007: 세그먼트 전극
111(R, G, B): 화소 개구부
Claims (11)
- 매트릭스 형태로 배치된 복수 개의 화소 개구부를 포함하는 유기 발광 어레이,
상기 유기 발광 어레이와 합착된 터치 전극 어레이를 포함하고,
상기 터치 전극 어레이는,
제 1 방향으로 배치되고 복수의 격자 구조를 포함하는 복수 개의 제 1 메쉬 전극과, 상기 제 1 전극과 절연되어 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 배치되며, 복수의 격자 구조를 포함하는 복수개의 제 2 메쉬 전극을 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극 각각은,
상기 화소 개구부 상에 중첩되도록 위치하는 복수의 중첩부와, 상기 화소 개구부 사이에 대응되도록 위치하는 미중첩부를 포함하고,
상기 복수의 중첩부 중 적어도 일부는, 투명 도전성 물질로 이루어진 휘도 개선부를 포함하는 인-셀 터치 유기 발광 표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극의 상기 격자 구조는, 상기 화소 개구부 상에 중첩되도록 위치하는 인-셀 터치 유기 발광 표시장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 메쉬 전극은, 서로 다른 제 3 및 제 4 방향으로 교차하도록 위치하여 격자 구조를 형성하는 복수개의 제 1 라인 전극 및 제 2 라인 전극을 포함하고,
상기 제 2 메쉬 전극은, 서로 다른 제 3 및 제 4 방향으로 교차하도록 위치하여 격자 구조를 형성하는 복수개의 제 3 및 제 4 라인 전극을 포함하고,
상기 휘도 개선부는 상기 상기 제 1 및 제 2 라인 전극 중 적어도 어느 하나의 상기 중첩부에 위치하는 영역을 포함하는 인-셀 터치 유기 발광 표시장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극과 다른 층에 위치하며, 컨택홀을 통해 제 1 방향으로 인접한 상기 제 1 메쉬 전극들을 전기적으로 연결하는 브리지 및
상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극과 동일층에 위치하며, 상기 제 2 방향으로 인접한 상기 제 2 메쉬 전극들을 연결하는 연결부 메쉬 패턴을 더 포함하는 인-셀 터치 유기 발광 표시장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 연결부 메쉬 패턴의 상기 화소 개구부와 중첩되는 영역에 시야각 개선부를 더 포함하는 인-셀 터치 유기 발광 표시장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 화소 개구부에 대응되도록 위치하는 세그먼트 전극을 더 포함하는 인-셀 터치 유기 발광 표시장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 세그먼트 전극은 투명 도전성 물질로 이루어진 인-셀 터치 유기 발광 표시장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 휘도 개선부 및 상기 세그먼트 전극은 동일한 투명 도전성 물질로 동시에 형성되는 인-셀 터치 유기 발광 표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 중첩부 중 휘도 개선부를 포함하는 중첩부들은 서로 k(k는 자연수)개의 중첩부들을 사이에 두도록 이격된 인-셀 터치 유기 발광 표시장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 휘도 개선부 중 가장 인접한 두 휘도 개선부 중 어느 하나는, 상기 제 1 내지 제 4 라인 전극들 중 상기 제 3 방향으로 배열된 라인 전극 중 중첩부에 위치하는 영역을 포함하고, 다른 하나는 상기 제 4 방향으로 배열된 라인 전극 중 상기 중첩부에 위치하는 영역을 포함하는 인-셀 터치 유기 발광 표시장치.
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