KR102563736B1 - 터치 스크린 및 이를 구비하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

터치 스크린은 적어도 하나의 지문 인식 영역을 포함하는 활성 영역, 및 상기 활성 영역에 인접하여 배치되는 비활성 영역을 포함하는 기판; 상기 활성 영역에 배치되는 제1 센싱 전극들, 및 상기 지문 인식 영역에 배치되며, 터치 감지 및 지문 인식이 가능한 적어도 하나의 제2 센싱 전극을 구비하는 터치 센싱 전극들; 및 상기 센싱 전극들에 각각 전기적으로 연결되는 복수의 패드를 구비하는 패드부를 포함할 수 있다. 상기 제2 센싱 전극은 상기 활성 영역의 에지부에 경사진 방향으로 연장되는 복수의 서브 전극들; 및 상기 서브 전극들을 상기 패드부에 연결하는 복수의 지문 인식 라인들을 포함하며, 동일한 지문 인식 영역에 배치된 상기 지문 인식 라인들은 동일한 방향으로 연장될 수 있다.

Description

터치 스크린 및 이를 구비하는 표시 장치{TOUCH SCREEN AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 터치 스크린 및 이를 구비하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 패널에 부착된 터치 스크린을 포함하는 표시 장치가 개발되고 있다. 상기 터치 스크린은 정보 입력 장치의 하나이다. 사용자는 상기 표시 패널에서 구현되는 이미지를 시청하면서 상기 터치 스크린 내의 터치 센서를 누르거나 터치하여 정보를 입력할 수 있다.
최근에는 지문 인식 센서를 포함하는 터치 스크린이 개발되고 있다. 상기 지문 인식 센서를 포함하는 터치 스크린은 터치 센싱 영역 및 지문 인식 영역을 구분하여 개발되고 있다. 따라서, 상기 터치 스크린은 터치 센싱 영역의 면적이 감소할 수 있다.
본 발명의 일 목적은 지문 인식 기능을 가지는 터치 스크린을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 터치 스크린을 구비하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 터치 스크린은 적어도 하나의 지문 인식 영역을 포함하는 활성 영역, 및 상기 활성 영역에 인접하여 배치되는 비활성 영역을 포함하는 기판; 상기 활성 영역에 배치되는 제1 센싱 전극들, 및 상기 지문 인식 영역에 배치되며, 터치 감지 및 지문 인식이 가능한 적어도 하나의 제2 센싱 전극을 구비하는 터치 센싱 전극들; 및 상기 센싱 전극들에 각각 전기적으로 연결되는 복수의 패드를 구비하는 패드부를 포함할 수 있다. 상기 제2 센싱 전극은 상기 활성 영역의 에지부에 경사진 방향으로 연장되는 복수의 서브 전극들; 및 상기 서브 전극들을 상기 패드부에 연결하는 복수의 지문 인식 라인들을 포함하며, 동일한 지문 인식 영역에 배치된 상기 지문 인식 라인들은 동일한 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들은 상기 지문 인식 영역을 제외한 상기 활성 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2 센싱 전극은 상기 활성 영역의 상기 에지부에 경사진 방향으로 연장되는 복수의 제1 서브 전극들; 상기 제1 서브 전극들을 커버하는 절연막 상에 배치되고, 상기 제1 서브 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 제2 서브 전극들; 및 상기 제1 서브 전극들 및 상기 제2 서브 전극들을 상기 패드부에 연결하는 지문 인식 라인들을 포함할 수 있다.
상기 지문 인식 라인들은 상기 제1 서브 전극들 및 상기 패드부를 연결하는 제1 지문 인식 라인들; 및 상기 제2 서브 전극들 및 상기 패드부를 연결하는 제2 지문 인식 라인들을 포함할 수 있다.
상기 활성 영역은 서로 인접하는 제1 지문 인식 영역 및 제2 지문 인식 영역을 포함하며,
상기 터치 센싱 전극들은 상기 제1 지문 인식 영역 및 상기 제2 지문 인식 영역 각각에 배치되는 2 개의 제2 센싱 전극들을 구비할 수 있다. 상기 제1 지문 인식 영역의 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들은 동일한 방향으로 연장되고, 상기 제2 지문 인식 영역의 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들은 상기 제1 지문 인식 영역의 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들과 교차하는 방향으로 연장될 수 있다.
상기 활성 영역은 제1 지문 인식 영역, 제2 지문 인식 영역 및 제3 지문 인식 영역에 배치되고, 상기 제2 지문인식 영역 및 상기 제3 지문 인식 영역은 상기 제1 지문 인식 영역의 양측에 배치될 수 있다. 상기 제1 지문 인식 영역의 상기 제1 서브 전극들은 상기 제2 지문 인식 영역 및 상기 제3 지문 인식 영역 중 하나로 연장되고, 상기 제2 지문 인식 영역 및 상기 제3 지문 인식 영역 중 하나의 제2 서브 전극들과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 지문 인식 영역의 상기 제2 서브 전극들은 상기 제2 지문 인식 영역 및 상기 제3 지문 인식 영역 중 다른 하나로 연장되고, 상기 제2 지문 인식 영역 및 상기 제3 지문 인식 영역 중 다른 하나의 제1 서브 전극들과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들은 서로 교차하는 복수의 도전성 세선들을 구비하는 도전성 메쉬를 포함할 수 있다. 상기 서브 전극들의 배선 밀도는 상기 도전성 세선들의 배선 밀도보다 클 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들은 서로 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 X 전극들 및 복수의 Y 전극들을 포함할 수 있다. 상기 제2 센싱 전극은 상기 지문 인식 영역에만 배치되는 복수의 서브 전극들을 포함하고, 상기 서브 전극들은 상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들 중 적어도 하나와 평행한 방향으로 연장될 수 있다.
상기 지문 인식 영역에서 상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들의 폭은 상기 지문 인식 영역 이외의 영역에서 상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들의 폭보다 작을 수 있다.
상기 지문 인식 영역은 상기 활성 영역의 에지부에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 표시 장치는 복수의 화소 영역들을 포함하는 제1 기판; 상기 제1 기판 상의 상기 화소 영역들에 배치되는 표시 소자들; 상기 제1 기판에 마주하는 제2 기판; 및 상기 제2 기판의 일면 상에 배치되는 터치 스크린을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 터치 스크린은 사용자의 터치 입력을 감지함과 동시에 사용자 손가락의 지문을 인식할 수 있다. 또한, 상기 터치 스크린의 활성 영역에서 지문 인식할 수 있으므로, 상기 터치 스크린은 상기 활성 영역의 면적이 감소되지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1 기판을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1의 터치 스크린을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4 내지 도 6은 터치 스크린의 활성 영역을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 7은 도 3의 터치 센싱 전극을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8는 도 3의 EA1 영역의 확대도이다.
도 9은 도 7의 I-I' 라인에 따른 단면도이다.
도 10은 도 8의 II-II' 라인에 따른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 적용되는 터치 스크린의 활성 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 12는 도 11의 EA2 영역의 확대도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 적용되는 터치 스크린의 활성 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 14는 도 13의 지문 인식 영역을 설명하기 위한 확대도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 적용되는 터치 스크린의 활성 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 16은 도 15의 EA3 영역의 확대도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 적용되는 터치 스크린의 활성 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 18은 도 17의 EA4 영역의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 사시도이며, 도 2는 도 1의 제1 기판을 설명하기 위한 평면도이며, 도 3은 도 1의 터치 스크린을 설명하기 위한 평면도이며, 도 4 내지 도 6은 터치 스크린의 활성 영역을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 표시 장치는 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110) 상에 배치되는 표시 소자들(미도시), 상기 제1 기판(110)에 마주하는 제2 기판(120), 및 상기 제2 기판(120)의 일 면 상에 배치되는 터치 스크린(TSP)을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(110)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 상기 표시 영역(DA)은 복수의 화소 영역들을 포함할 수 있다. 상기 비표시 영역(NDA)은 상기 표시 영역(DA)에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 비표시 영역(NDA)은 상기 표시 영역(DA)를 감싸는 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 기판(110)은 복수의 게이트 라인들(미도시), 상기 게이트 라인들과 교차하는 복수의 데이터 라인들(미도시), 및 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들에 접속하는 복수의 박막 트랜지스터들(미도시)을 포함할 수 있다. 각 표시 소자는 상기 박막 트랜지스터들 중 하나에 접속할 수 있다.
상기 표시 소자들은 상기 제1 기판(110) 상의 상기 화소 영역들에 배치될 수 있다. 상기 표시 소자들은 액정 표시 소자(liquid crystal display device, LCD device), 전기 영동 표시 소자(electrophoretic display device, EPD device), 전기 습윤 표시 소자(electrowetting display device, EWD device), 및 유기 발광 표시 소자(organic light emitting display device, OLED device) 중 어느 하나일 수 있다. 한편, 하기에서는 설명의 편의를 위하여 상기 표시 소자들로 상기 유기 발광 표시 소자를 예로서 설명한다.
상기 표시 소자들은 상기 박막 트랜지스터에 접속하는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되는 발광층, 및 상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 상기 발광층은 상기 제1 전극 및 제2 전극을 통하여 주입되는 전자와 정공의 재결합에 의해 광을 생성하는 광 생성층을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(120)은 상기 제1 기판(110)과 합착되어, 상기 표시 소자들을 외부 환경과 격리시킬 수 있다.
상기 터치 스크린(TSP)은 상기 제2 기판(120)의 일면, 예를 들면, 상기 제2 기판(120)의 외부면 상에 배치될 수 있다.
상기 터치 스크린(TSP)은 활성 영역(SA) 및 비활성 영역(NSA)을 포함할 수 있다. 상기 활성 영역(SA)은 상기 제1 기판(110)의 상기 표시 영역(DA)에 대응할 수 있다. 상기 비활성 영역(NSA)은 상기 활성 영역(SA)에 인접하여 배치될 수 있다. 또한, 상기 비활성 영역(NSA)은 상기 제1 기판(110)의 상기 비표시 영역(NDA)에 대응할 수 있다.
상기 활성 영역(SA)은 적어도 하나의 지문 인식 영역(FS)을 포함할 수 있다. 상기 지문 인식 영역(FS)은 상기 활성 영역(SA)의 에지부의 일부에 배치될 수 있다.
예를 들면, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 지문 인식 영역(FS)은 상기 활성 영역(SA)의 전·후·좌·우 에지부들 중 하나의 일부에 배치될 수 있다. 하기에서는 설명의 편의를 위하여, 도 3과 같이 상기 지문 인식 영역(FS)이 상기 활성 영역(SA)의 후측 에지부에 배치된 것을 예로서 설명한다.
상기 활성 영역(SA)에는 터치 센싱 전극들(TSE)이 배치될 수 있다. 상기 터치 센싱 전극들(TSE)은 센싱 라인들(SL)을 통하여 패드부(PDA)에 연결될 수 있다.
상기 지문 인식 영역(FS) 이외의 상기 활성 영역(SA)에 배치된 상기 터치 센싱 전극들(TSE)은 사용자의 터치 입력을 감지할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 지문 인식 영역(FS) 이외의 상기 활성 영역(SA)에 배치된 상기 터치 센싱 전극의 터치 감지 형태는 상호 정전 용량형 터치 스크린 타입(Mutual Capacitance Touch Screen type)일 수 있다.
또한, 상기 지문 인식 영역(FS)에 배치된 상기 터치 센싱 전극들(TSE)은 사용자의 터치 센싱과 함께 사용자의 지문 인식을 동시에 수행할 수 있다.
하기에서는 도 7 내지 도 10을 참조하여, 도 1 내지 도 6에 도시된 터치 스크린을 구비하는 표시 장치를 보다 상세히 설명한다.
도 7은 도 3의 터치 센싱 전극을 설명하기 위한 평면도이며, 도 8는 도 3의 EA1 영역의 확대도이며, 도 9은 도 7의 I-I' 라인에 따른 단면도이며, 도 10은 도 8의 II-II' 라인에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 표시 장치는 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110) 상에 배치되는 표시 소자들(DD), 상기 제1 기판(110)에 마주하는 제2 기판(120), 및 상기 제2 기판(120)의 일면 상에 배치되는 터치 스크린(TSP)을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(110)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 상기 표시 영역(DA)은 복수의 화소 영역들을 포함할 수 있다. 상기 비표시 영역(NDA)은 상기 표시 영역(DA)에 인접하여 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 기판(110)은 베이스 기판(SUB), 및 상기 베이스 기판(SUB) 상의 각 화소 영역에 배치되는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(SUB)은 투명 절연 물질을 포함하여 광을 투과시킬 수 있다. 또한, 상기 베이스 기판(SUB)은 경성(Rigid) 기판 또는 가요성(Flexible) 기판일 수 있다. 상기 경성 기판은 유리 기판, 석영 기판, 유리 세라믹 기판 및 결정질 유리 기판을 포함할 수 있다. 상기 가요성 기판은 고분자 유기물을 포함하는 필름 기판 및 플라스틱 기판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 가요성 기판은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(PPS, polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(PAR, polyarylate), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(TAC, triacetate cellulose), 및 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(CAP, cellulose acetate propionate) 중 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 가요성 기판은 유리 섬유 강화플라스틱(FRP, fiber glass reinforced plastic)을 포함할 수도 있다.
상기 베이스 기판(SUB)에 적용되는 물질은 상기 표시 장치의 제조 공정 시, 높은 처리 온도에 대해 저항성(또는 내열성)을 갖는 것이 바람직하다.
상기 베이스 기판(SUB) 및 상기 박막 트랜지스터(TFT) 사이에는 버퍼층(BUL)이 배치될 수 있다. 상기 버퍼층(BUL)은 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 버퍼층(BUL)은 실리콘 산화물을 포함하는 제1 절연막, 및 상기 제1 절연막 상에 배치되고 실리콘 질화물을 포함하는 제2 절연막을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(BUL)은 상기 베이스 기판(SUB)에서 상기 박막 트랜지스터(TFT)로 불순물이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(BUL)은 상기 베이스 기판(SUB)의 표면을 평탄화할 수도 있다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결될 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 반도체층(SCL), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다.
상기 반도체층(SCL)은 상기 버퍼층(BUL) 상에 배치될 수 있다. 상기 반도체층(SCL)은 비정질 실리콘(amorphous Si), 다결정 실리콘(poly crystalline Si), 산화물 반도체 및 유기물 반도체 중 하나를 포함할 수 있다. 상기 반도체층(SCL)에서, 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)과 접속하는 영역은 불순물이 도핑 또는 주입된 소스 영역 및 드레인 영역일 수 있다. 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 사이의 영역은 채널 영역일 수 있다.
한편, 도면 상에는 도시하지 않았으나, 상기 반도체층(SCL)이 산화물 반도체를 포함하는 경우, 상기 반도체층(SCL)의 상부 또는 하부에 상기 반도체층(SCL)으로 유입되는 광을 차단하기 위한 광 차단막이 배치될 수도 있다.
상기 반도체층(SCL) 상에는 게이트 절연막(GI)이 배치될 수 있다. 상기 게이트 절연막(GI)은 상기 반도체층(SCL)을 커버하며, 상기 반도체층(SCL) 및 상기 게이트 전극(GE)을 절연시킬 수 있다. 상기 게이트 절연막(GI)은 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 절연막(GI) 상에 배치될 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 라인에 접속될 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 저저항 도전 물질을 포함할 수 있으며, 상기 반도체층(SCL)에 중첩될 수 있다.
상기 게이트 전극(GE) 상에는 층간 절연막(ILD)이 배치될 수 있다. 상기 층간 절연막(ILD)은 상기 게이트 절연막(GI)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상기 층간 절연막(ILD)은 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE), 및 상기 게이트 전극(GE)을 절연시킬 수 있다.
상기 게이트 절연막(GI) 및 상기 층간 절연막(ILD)을 관통하는 콘택 홀들은 상기 반도체층(SCL)의 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역을 노출 시킬 수 있다.
상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 상기 층간 절연막(ILD) 상에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 저저항 도전 물질을 포함할 수 있다. 상기 소스 전극(SE)의 일단은 상기 데이터 라인에 접속할 수 있다. 상기 소스 전극(SE)의 타단은 상기 콘택 홀들 중 하나를 통하여 상기 소스 영역에 접속할 수 있다. 상기 드레인 전극(DE)의 일단은 상기 콘택 홀들 중 다른 하나를 통하여 상기 드레인 영역에 접속할 수 있다. 상기 드레인 전극(DE)의 타단은 상기 표시 소자들(DD) 중 하나에 접속할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 박막 트랜지스터(TFT)가 탑 게이트(top gate) 구조의 박막 트랜지스터인 경우를 예로서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 바텀 게이트(bottom gate) 구조의 박막 트랜지스터일 수도 있다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된 상기 베이스 기판(SUB) 상에는 보호막(PSV)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 보호막(PSV)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 커버할 수 있다. 상기 보호막(PSV)의 일부는 제거되어, 상기 드레인 전극(DE)을 노출 시킬 수 있다.
상기 보호막(PSV)은 적어도 하나의 막을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 보호막(PSV)은 무기 보호막 및 상기 무기 보호막 상에 배치된 유기 보호막을 포함할 수 있다. 상기 무기 보호막은 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 유기 보호막은 아크릴(acryl), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리아미드(PA, polyamide) 및 벤조시클로부텐(BCB, benzocyclobutene) 중 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 유기 보호막은 투명하고, 유동성이 있어 하부 구조의 굴곡을 완화시켜 평탄화시킬 수 있는 평탄화막일 수 있다.
상기 보호막(PSV) 상에는 상기 표시 소자들(DD)이 배치될 수 있다. 상기 표시 소자들(DD)은 상기 드레인 전극(DE)에 접속하는 제1 전극(AE), 상기 제1 전극(AE) 상에 배치되는 발광층(EL), 및 상기 발광층(EL) 상에 배치되는 제2 전극(CE)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(AE) 및 상기 제2 전극(CE) 중 하나는 애노드(anode) 전극일 수 있으며, 다른 하나는 캐소드(cathode) 전극일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극(AE)는 애노드 전극일 수 있으며, 상기 제2 전극(CE)는 캐소드 전극일 수 있다.
또한, 상기 제1 전극(AE) 및 상기 제2 전극(CE) 중 적어도 하나는 투과형 전극일 수 있다. 예를 들면, 상기 표시 소자(DD)가 배면 발광형 유기 발광 소자인 경우, 상기 제1 전극(AE)이 투과형 전극이며, 상기 제2 전극(CE)이 반사형 전극일 수 있다. 상기 표시 소자(DD)가 전면 발광형 유기 발광 소자인 경우, 상기 제1 전극이 반사형 전극이며, 상기 제2 전극이 투과형 전극일 수 있다. 상기 표시 소자(DD)가 양면 발광형 유기 발광 소자인 경우, 상기 제1 전극(AE) 및 상기 제2 전극(CE) 모두 투과형 전극일 수 있다. 본 실시예에서는 상기 표시 소자들(DD)이 전면 발광형 유기 발광 소자이며, 상기 제1 전극(AE)이 애노드 전극인 경우를 예로서 설명한다.
각 화소 영역에서, 상기 제1 전극(AE)은 상기 보호막(PSV) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(AE)은 광을 반사시킬 수 있는 반사막(미도시), 및 상기 반사막의 상부 또는 하부에 배치되는 투명 도전막(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 투명 도전막 및 상기 반사막 중 적어도 하나는 상기 드레인 전극(DE)과 접속할 수 있다.
상기 반사막은 광을 반사시킬 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 반사막은 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 투명 도전막은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GZO(gallium doped zinc oxide), ZTO(zinc tin oxide), GTO(Gallium tin oxide) 및 FTO(fluorine doped tin oxide) 중 적어도 하나의 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(AE) 상에는 화소 정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 상기 화소 정의막(PDL)은 상기 화소 영역들 사이에 배치되며, 상기 제1 전극(AE)를 노출시킬 수 있다. 또한, 상기 화소 정의막(PDL)은 상기 제1 전극(AE)의 에지부와 중첩할 수 있다. 따라서, 상기 화소 정의막(PDL)은 상기 제1 전극(AE)의 상기 제2 기판(120)을 향하는 표면의 대부분을 노출시킬 수 있다.
상기 화소 정의막(PDL)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 정의막(PDL)은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, polymethylmethacrylate), 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile), 폴리아미드(PA, polyamide), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리아릴에테르(PAE, polyarylether), 헤테로사이클릭 폴리머(heterocyclic polymer), 파릴렌(parylene), 에폭시(epoxy), 벤조시클로부텐(BCB, benzocyclobutene), 실록산계 수지(siloxane based resin) 및 실란계 수지(silane based resin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광층(EL)은 상기 제1 전극(AE)의 노출된 표면 상에 배치될 수 있다. 상기 발광층(EL)은 적어도 광 생성층(light generation layer, LGL)을 포함하는 다층 박막 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 발광층(EL)은 정공을 주입하는 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공의 수송성이 우수하고 상기 광 생성층에서 결합하지 못한 전자의 이동을 억제하여 정공과 전자의 재결합 기회를 증가시키기 위한 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 주입된 전자와 정공의 재결합에 의하여 광을 발하는 상기 광 생성층, 상기 광 생성층에서 결합하지 못한 정공의 이동을 억제하기 위한 정공 억제층(hole blocking layer, HBL), 전자를 상기 광 생성층으로 원활히 수송하기 위한 전자 수송층(electron transport layer, ETL), 및 전자를 주입하는 전자 주입층(electron injection layer, EIL)을 구비할 수 있다.
상기 광 생성층에서 생성되는 광의 색상은 적색(red), 녹색(grean), 청색(blue) 및 백색(white) 중 하나일 수 있으나, 본 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 발광층(EL)의 상기 광 생성층에서 생성되는 광의 색상은 마젠타(magenta), 시안(cyan), 옐로(yellow) 중 하나일 수 있다.
상기 정공 주입층, 상기 정공 수송층, 상기 정공 억제층, 상기 전자 수송층 및 상기 전자 주입층은 서로 인접하는 화소 영역들에서 연결되는 공통막일 수 있다.
상기 제2 전극(CE)은 상기 발광층(EL) 상에 배치될 수 있다.
상기 제2 전극(CE)은 반투과 반사막일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극(CE)은 광을 투과시킬 수 있을 정도의 두께를 가지는 박형 금속층일 수 있다. 상기 제2 전극(CE)은 상기 광 생성층에서 생성된 광의 일부는 투과시키고, 상기 광 생성층에서 생성된 광의 나머지는 반사시킬 수 있다.
상기 제2 전극(CE)은 상기 투명 도전막에 비하여 일함수가 낮은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극(CE)은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광층(EL)에서 출사된 광 중 일부는 상기 제2 전극(CE)을 투과하지 못하고, 상기 제2 전극(CE)에서 반사된 광은 상기 반사막에서 다시 반사될 수 있다. 즉, 상기 반사막 및 상기 제2 전극(CE) 사이에서, 상기 발광층(EL)에서 출사된 광은 공진할 수 있다. 상기 광의 공진에 의하여 상기 표시 소자들(DD)의 광 추출 효율은 향상될 수 있다.
상기 반사막 및 상기 제2 전극(CE) 사이의 거리는 상기 광 생성층에서 생성된 광의 색상에 따라 상이할 수 있다. 즉, 상기 광 생성층에서 생성된 광의 색상에 따라, 상기 반사막 및 상기 제2 전극(CE) 사이의 거리는 공진 거리에 부합되도록 조절될 수 있다.
상기 제2 전극(CE) 상에는 봉지층(ECL)이 배치될 수 있다. 상기 봉지층(ECL)은 상기 표시 소자들(DD)로 산소 및 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 상기 봉지층(ECL)은 복수의 무기막(미도시) 및 복수의 유기막(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 봉지층(ECL)은 상기 무기막, 및 상기 무기막 상에 배치된 상기 유기막을 포함하는 복수의 단위 봉지층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 봉지층(ECL)의 최하부 및 최상부에는 상기 무기막이 배치될 수 있다. 상기 무기막은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물 및 주석 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(120)은 상기 표시 소자들(DD)을 외부 환경과 격리시킬 수 있다. 또한, 상기 제2 기판(120)은 상기 베이스 기판(SUB)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 기판(120)은 실런트(미도시)를 통하여 상기 제1 기판(110)과 합착될 수 있다.
상기 터치 스크린(TSP)은 상기 제2 기판(120)의 일면, 예를 들면, 상기 제2 기판(120)의 외부면 상에 배치될 수 있다. 상기 터치 스크린(TSP)은 활성 영역(SA), 및 상기 활성 영역(SA)에 인접하여 배치되는 비활성 영역(NSA)을 포함할 수 있다.
상기 활성 영역(SA)은 상기 제1 기판(110)의 상기 표시 영역(DA)에 대응할 수 있다. 상기 비활성 영역(NSA)은 상기 제1 기판(110)의 상기 비표시 영역(NDA)에 대응할 수 있다. 또한, 상기 활성 영역(SA)은 지문 인식 영역(FS)을 포함할 수 있으며, 상기 지문 인식 영역(FS)은 상기 활성 영역(SA)의 에지부의 일부에 배치될 수 있다.
상기 활성 영역(SA)에는 터치 센싱 전극들(TSE)이 배치될 수 있다. 상기 터치 센싱 전극들(TSE)은 상기 지문 인식 영역(FS)을 제외한 상기 활성 영역(SA)에 배치되는 제1 센싱 전극들(TSE1), 및 상기 지문 인식 영역(FS)에 배치되는 적어도 하나의 제2 센싱 전극(TSE2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 도전성 메쉬(conductive mesh)를 포함할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 서로 교차하는 복수의 도전성 세선들(CFL)들을 포함할 수 있다. 상기 도전성 세선들(CFL)은 일 방향으로 연장된 복수의 제1 도전성 세선들(CFL1), 및 상기 제1 도전성 세선들(CFL1)에 교차하는 방향으로 연장된 복수의 제2 도전성 세선들(CFL2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 도전성 세선들(CFL1) 및 상기 제2 도전성 세선들(CFL2)은 상기 화소 영역들 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전성 세선들(CFL1) 및 상기 제2 도전성 세선들(CFL2)은 서로 동일한 층, 예를 들면, 상기 제2 기판(120) 상에 배치될 수 있다.
상기 제2 센싱 전극(TSE2)은 사용자의 터치 센싱 뿐만 아니라, 사용자 손가락의 지문 인식도 가능하다. 상기 제2 센싱 전극(TSE2)은 복수의 서브 전극들(SUBE1, SUBE2)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 센싱 전극(TSE2)은 일방향, 예를 들면, 상기 활성 영역의 에지부에 경사진 방향으로 연장되는 복수의 제1 서브 전극들(SUBE1), 및 상기 제1 서브 전극들(SUBE1)과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 제2 서브 전극들(SUBE2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 서로 다른 층 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1)은 상기 도전성 세선들(CFL)과 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 상에는 절연막(IL)이 배치되며, 상기 절연막(IL)은 상기 제1 서브 전극들(SUBE1)을 커버할 수 있다. 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 상기 절연막(IL) 상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)의 배선 밀도는 상기 제1 도전성 세선들(CFL1) 및 상기 제2 도전성 세선들(CFL2)의 배선 밀도보다 클 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)의 배선 밀도는 상기 제1 도전성 세선들(CFL1) 및 상기 제2 도전성 세선들(CFL2)의 배선 밀도의 2배 이상일 수 있다.
상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)이 서로 교차하는 지점들에서, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 캐패시터들을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 지문 인식 영역(FS)에서, 상기 캐피시터들의 정전 용량 변화를 측정하여, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 사용자의 터치 감지와 함께 사용자 손가락의 지문 패턴을 인식할 수 있다.
상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 지문 인식 라인들(FSL)을 통해 패드부(PDA)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1)은 제1 지문 인식 라인들에 연결되고, 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 제2 지문 인식 라인들에 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들은 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들은 상기 활성 영역(SA)의 일측에만 배치될 수 있다. 따라서, 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 상기 터치 센싱 전극들(TSE)에 연결되는 센싱 라인들(SL)과 혼선될 우려가 적다.
이하, 도 11 내지 도 18을 통하여 본 발명의 다른 실시예들에 따른 표시 장치를 설명한다. 도 11 내지 도 18에 있어서, 도 1 내지 도 10에 도시된 구성 요소와 동일한 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고, 그에 대하여 간략히 설명한다. 또한, 도 11 내지 도 18에서는 중복된 설명을 피하기 위하여 도 1 내지 도 10과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 적용되는 터치 스크린의 활성 영역을 설명하기 위한 평면도이며, 도 12는 도 11의 EA2 영역의 확대도이다.
도 1, 도 2, 도 7, 도 9, 내지 도 12를 참조하면, 터치 스크린(TSP)의 활성 영역(SA)은 지문 인식 영역(FS)을 포함할 수 있으며, 상기 지문 인식 영역(FS)은 상기 활성 영역(SA)의 에지부의 일부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 지문 인식 영역(FS)은 상기 활성 영역(SA)의 네 모서리 중 하나에 배치될 수 있다.
상기 활성 영역(SA)에는 터치 센싱 전극들(TSE)이 배치될 수 있다. 상기 터치 센싱 전극들(TSE)은 상기 지문 인식 영역(FS)을 제외한 상기 활성 영역(SA)에 배치되는 제1 센싱 전극들(TSE1), 및 상기 지문 인식 영역(FS)에 배치되는 제2 센싱 전극들(TSE2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 투명 도전성 산화물 또는 도전성 메쉬(conductive mesh)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 서로 교차하는 복수의 도전성 세선들(CFL)들을 포함하는 도전성 메쉬를 포함할 수 있다.
상기 지문 인식 영역(FS)은 복수의 서브 지문 인식 영역들(FS1, FS2)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 지문 인식 영역(FS)은 서로 인접하는 제1 서브 지문 인식 영역(FS1) 및 제2 서브 지문 인식 영역(FS2)을 포함할 수 있다. 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 상기 제1 서브 지문 인식 영역(FS1) 및 상기 제2 서브 지문 인식 영역(FS2)에 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 서브 지문 인식 영역(FS1)에 배치되는 제2 센싱 전극(TSE2) 및 상기 제2 서브 지문 인식 영역(FS2)에 배치되는 제2 센싱 전극(TSE2)은 전기적으로 절연될 수 있다.
상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 복수의 서브 전극들(SUBE1, SUBE2)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 상기 활성 영역(SA)의 에지부에 경사진 방향으로 연장되는 복수의 제1 서브 전극들(SUBE1), 및 상기 제1 서브 전극들(SUBE1)과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 제2 서브 전극들(SUBE2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2) 사이에는 절연막이 배치될 수 있다.
상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)의 배선 밀도는 상기 도전성 세선들(CFL)의 배선 밀도보다 클 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)의 배선 밀도는 상기 도전성 세선들(CFL)의 배선 밀도의 2배 이상일 수 있다.
상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 서로 교차하는 지점들에서 복수의 캐패시터들을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 지문 인식 영역(FS)에서, 상기 캐피시터들의 정전 용량 변화를 측정하여, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 사용자의 터치 감지와 함께 사용자 손가락의 지문 패턴을 인식할 수 있다.
상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 지문 인식 라인들(FSL)을 통해 패드부(PDA)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1)은 제1 지문 인식 라인들에 연결되고, 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 제2 지문 인식 라인들에 연결될 수 있다.
상기 제1 지문 인식 영역(FS)의 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들은 모두 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 지문 인식 영역(FS)의 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들은 상기 활성 영역(SA)의 후측 방향으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 제2 지문 인식 영역(FS)의 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들은 상기 제1 지문 인식 영역(FS)의 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 지문 인식 영역(FS)의 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들은 상기 활성 영역(SA)의 우측 방향으로 연장될 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 적용되는 터치 스크린(TSP)의 활성 영역을 설명하기 위한 평면도이며, 도 14는 도 13의 지문 인식 영역을 설명하기 위한 확대도이다.
도 1, 도 2, 도 7, 도 9, 도 10, 도 13 및 도 14를 참조하면, 터치 스크린(TSP)의 활성 영역(SA)은 지문 인식 영역(FS)을 포함할 수 있으며, 상기 지문 인식 영역(FS)은 상기 활성 영역(SA)의 에지부의 일부에 배치될 수 있다.
상기 활성 영역(SA)에는 터치 센싱 전극들(TSE)이 배치될 수 있다. 상기 터치 센싱 전극들(TSE)은 상기 지문 인식 영역(FS)을 제외한 상기 활성 영역(SA)에 배치되는 제1 센싱 전극들(TSE1), 및 상기 지문 인식 영역(FS)에 배치되는 제2 센싱 전극(TSE2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 투명 도전성 산화물 또는 도전성 메쉬(conductive mesh)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 서로 교차하는 복수의 도전성 세선들(CFL)들을 포함하는 도전성 메쉬를 포함할 수 있다.
상기 지문 인식 영역(FS)은 복수의 서브 지문 인식 영역들(FS1, FS2, FS3)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 지문 인식 영역(FS)은 제1 서브 지문 인식 영역(FS1), 제2 서브 지문 인식 영역(FS2) 및 제3 서브 지문 인식 영역(FS3)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 서브 지문 인식 영역(FS2) 및 상기 제3 서브 지문 인식 영역(FS3)은 상기 제1 서브 지문 인식 영역(FS1)의 양측에 배치될 수 있다.
상기 제2 센싱 전극(TSE2)은 복수의 서브 전극들(SUBE1, SUBE2)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 일방향으로 연장되는 복수의 제1 서브 전극들(SUBE1), 및 상기 제1 서브 전극들(SUBE1)과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 제2 서브 전극들(SUBE2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2) 사이에는 절연막(IL)이 배치될 수 있다.
상기 제1 서브 지문 인식 영역(FS1)에 배치되는 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 상기 제2 서브 지문 인식 영역(FS2) 및 상기 제3 서브 지문 인식 영역(FS3)으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 서브 지문 인식 영역(FS1)에 배치되는 상기 제1 서브 전극들(SUBE1)은 상기 제3 서브 지문 인식 영역(FS3)으로 연장될 수 있으며, 상기 제1 서브 지문 인식 영역(FS1)에 배치되는 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 상기 제2 서브 지문 인식 영역(FS2)으로 연장될 수 있다.
상기 제2 서브 지문 인식 영역(FS2)의 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 중 일부는 콘택 홀(CNT)을 통하여 상기 제2 서브 전극들(SUBE2) 중 일부와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제3 서브 지문 인식 영역(FS3)의 상기 제2 서브 전극들(SUBE2) 중 일부는 콘택 홀(CNT)을 통하여 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 중 일부와 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 상기 제2 서브 지문 인식 영역(FS2)의 상기 제1 서브 전극들(SUBE1)에 연결되는 제1 지문 인식 라인들의 수가 감소될 수 있다. 또한, 상기 제3 서브 지문 인식 영역(FS3)의 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)에 연결되는 제2 지문 인식 라인들의 수도 감소될 수 있다.
또한, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)의 배선 밀도는 상기 도전성 세선들(CFL)의 배선 밀도보다 클 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)의 배선 밀도는 상기 도전성 세선들(CFL)의 배선 밀도의 2배 이상일 수 있다.
상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)이 서로 교차하는 지점들에서, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 캐패시터들을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 지문 인식 영역(FS)에서, 상기 캐피시터들의 정전 용량 변화를 측정하여, 상기 제1 서브 전극들(SUBE1) 및 상기 제2 서브 전극들(SUBE2)은 사용자의 터치 감지와 함께 사용자 손가락의 지문 패턴을 인식할 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 적용되는 터치 스크린의 활성 영역을 설명하기 위한 평면도이며, 도 16은 도 15의 EA3 영역의 확대도이다.
도 1, 도 2, 도 7, 도 9, 도 10, 도 15 및 도 16을 참조하면, 터치 스크린(TSP)의 활성 영역(SA)은 지문 인식 영역(FS)을 포함할 수 있으며, 상기 지문 인식 영역(FS)은 상기 활성 영역(SA)의 에지부의 일부에 배치될 수 있다.
상기 활성 영역(SA)에는 터치 센싱 전극들(TSE)이 배치될 수 있다. 상기 터치 센싱 전극들(TSE)은 복수의 제1 센싱 전극들(TSE1) 및 상기 지문 인식 영역(FS)에만 배치되는 제2 센싱 전극(TSE2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 X축 방향으로 연장되는 복수의 X 전극들(TSEX) 및 Y 축 방향으로 연장되는 복수의 Y 전극들(TSEY)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY)은 투명 도전성 산화물 또는 도전성 메쉬(conductive mesh)를 포함할 수 있다.
상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY) 중 일부는 상기 지문 인식 영역(FS)으로 연장될 수 있다. 상기 지문 인식 영역(FS)에서 상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY)의 폭은 타 영역의 상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY)의 폭보다 작을 수 있다.
상기 제2 센싱 전극(TSE2)은 상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY) 중 하나와 평행한 방향으로 연장된 복수의 서브 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 서브 전극들은 상기 X 전극들(TSEX)과 평행한 방향으로 연장될 수 있다.
상기 서브 전극들은 서로 인접하는 상기 X 전극들(TSEX) 사이에 배치될 수 있다. 상기 서브 전극들의 배선 밀도는 상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY)의 배선 밀도보다 클 수 있다. 예를 들면, 상기 서브 전극들의 배선 밀도는 상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY)의 배선 밀도의 2배 이상일 수 있다.
상기 서브 전극들은 지문 인식 라인들(FSL)을 통하여 각각 패드부(PDA)에 연결될 수 있다. 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 서로 다른 층 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 서브 전극들은 상기 X 전극들(TSEX)과 동일한 층 상에 배치될 수 있으며, 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 상기 Y 전극들(TSEY)과 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 콘택 홀(CNT)을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 지문 인식 라인들(FSL)은 모두 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 상기 지문 인식 라인들은 상기 Y 전극들(TSEY)과 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 X 전극들(TSEX), 상기 Y 전극들(TSEY), 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 교차할 수 있다. 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)이 교차하는 지점들에서, 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 캐패시터들을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 지문 인식 영역(FS)에서, 상기 캐패시터들의 정전 용량 변화를 측정하여, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1), 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 사용자의 터치 감지와 함께 사용자 손가락의 지문 패턴을 인식할 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 적용되는 터치 스크린의 활성 영역을 설명하기 위한 평면도이며, 도 18은 도 17의 EA4 영역의 확대도이다.
도 1, 도 2, 도 7, 도 9, 도 10, 도 17 및 도 18을 참조하면, 터치 스크린(TSP)의 활성 영역(SA)은 지문 인식 영역(FS)을 포함할 수 있으며, 상기 지문 인식 영역(FS)은 상기 활성 영역(SA)의 에지부의 일부에 배치될 수 있다.
상기 활성 영역(SA)에는 터치 센싱 전극들(TSE)이 배치될 수 있다. 상기 터치 센싱 전극들(TSE)은 복수의 제1 센싱 전극들(TSE1) 및 상기 지문 인식 영역(FS)에만 배치되는 제2 센싱 전극(TSE2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들(TSE1)은 X축 방향으로 연장되는 복수의 X 전극들(TSEX) 및 Y 축 방향으로 연장되는 복수의 Y 전극들(TSEY)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY)은 복수의 서브 도전 라인들(CL)을 포함할 수 있다.
상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY) 중 일부는 상기 지문 인식 영역(FS)으로 연장될 수 있다.
상기 제2 센싱 전극들(TSE2)은 상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY) 중 하나와 평행한 방향으로 연장되는 서브 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 서브 전극들은 상기 X 전극들(TSEX)과 평행한 방향으로 연장될 수 있다.
상기 서브 전극들은 상기 X 전극들(TSEX)의 서로 인접하는 서브 도전 라인들(CL) 사이에 배치될 수 있다. 상기 서브 전극들 배선 밀도는 상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY)의 배선 밀도보다 클 수 있다. 예를 들면, 상기 서브 전극들의 배선 밀도는 상기 X 전극들(TSEX) 및 상기 Y 전극들(TSEY)의 배선 밀도의 2배 이상일 수 있다. 즉, 상기 X 전극들(TSEX)의 상기 서로 인접하는 서브 도전 라인들(CL) 사이에는 2개 이상의 상기 서브 전극들이 배치될 수 있다.
상기 서브 전극들은 지문 인식 라인들(FSL)을 통하여 각각 패드부(PDA)에 연결될 수 있다. 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 서로 다른 층 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 서브 전극들은 상기 X 전극들(TSEX)과 동일한 층 상에 배치될 수 있으며, 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 상기 Y 전극들(TSEY)과 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 콘택 홀(CNT)을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 지문 인식 라인들(FSL)은 모두 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 상기 지문 인식 라인들은 상기 Y 전극들(TSEY)과 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 X 전극들(TSEX), 상기 Y 전극들(TSEY), 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 교차할 수 있다. 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)이 교차하는 지점들에서, 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 캐패시터들을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 지문 인식 영역(FS)에서, 상기 캐패시터들의 정전 용량 변화를 측정하여, 상기 제1 센싱 전극들(TSE1), 상기 서브 전극들 및 상기 지문 인식 라인들(FSL)은 사용자의 터치 감지와 함께 사용자 손가락의 지문 패턴을 인식할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
110: 제1 기판 120: 제2 기판
DA: 표시 영역 NDA: 비표시 영역
SUB: 베이스 기판 TFT: 박막 트랜지스터
SCL: 반도체층 GE: 게이트 전극
SE: 소스 전극 DE: 드레인 전극
BUL: 버퍼층 GI: 게이트 절연막
ILD:층간 절연막 PSV: 보호막
DD: 표시 소자 AE: 제1 전극
PDL: 화소 정의막 SP: 스페이서
EL: 발광층 CE: 제2 전극
ECL: 봉지층 SA: 활성 영역
NSA: 비활성 영역 PDA: 패드부
TSE: 터치 센싱 전극 CFL: 도전성 세선
SL: 센싱 라인

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 지문 인식 영역을 포함하는 활성 영역, 및 상기 활성 영역에 인접하여 배치되는 비활성 영역을 포함하는 기판;
    상기 활성 영역에 배치되는 제1 센싱 전극들, 및 상기 지문 인식 영역에 배치되며, 터치 감지 및 지문 인식이 가능한 적어도 하나의 제2 센싱 전극을 구비하는 터치 센싱 전극들; 및
    상기 센싱 전극들에 각각 전기적으로 연결되는 복수의 패드를 구비하는 패드부를 포함하며,
    상기 제2 센싱 전극은
    상기 활성 영역의 에지부에 경사진 방향으로 연장되는 복수의 서브 전극들; 및
    상기 서브 전극들을 상기 패드부에 연결하는 복수의 지문 인식 라인들을 포함하며,
    동일한 지문 인식 영역에 배치된 상기 지문 인식 라인들은 동일한 방향으로 연장되는 터치 스크린.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 전극들은 상기 지문 인식 영역을 제외한 상기 활성 영역에 배치되고,
    상기 제2 센싱 전극은
    상기 활성 영역의 에지부에 경사진 방향으로 연장되는 복수의 제1 서브 전극들;
    상기 제1 서브 전극들을 커버하는 절연막 상에 배치되고, 상기 제1 서브 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 제2 서브 전극들; 및
    상기 제1 서브 전극들 및 상기 제2 서브 전극들을 상기 패드부에 연결하는 상기 지문 인식 라인들을 포함하는 터치 스크린.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 전극들은 서로 교차하는 복수의 도전성 세선들을 구비하는 도전성 메쉬를 포함하는 터치 스크린.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 지문 인식 라인들은
    상기 제1 서브 전극들 및 상기 패드부를 연결하는 제1 지문 인식 라인들; 및
    상기 제2 서브 전극들 및 상기 패드부를 연결하는 제2 지문 인식 라인들을 포함하는 터치 스크린.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 활성 영역은 서로 인접하는 제1 지문 인식 영역 및 제2 지문 인식 영역을 포함하며,
    상기 터치 센싱 전극들은 상기 제1 지문 인식 영역 및 상기 제2 지문 인식 영역 각각에 배치되는 2 개의 제2 센싱 전극들을 구비하고,
    상기 제1 지문 인식 영역의 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들은 동일한 방향으로 연장되고, 상기 제2 지문 인식 영역의 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들은 상기 제1 지문 인식 영역의 상기 제1 지문 인식 라인들 및 상기 제2 지문 인식 라인들과 교차하는 방향으로 연장되는 터치 스크린.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 활성 영역은 제1 지문 인식 영역, 제2 지문 인식 영역 및 제3 지문 인식 영역을 포함하고, 상기 제2 지문인식 영역 및 상기 제3 지문 인식 영역은 상기 제1 지문 인식 영역의 양측에 배치되며,
    상기 제1 지문 인식 영역의 상기 제1 서브 전극들은 상기 제2 지문 인식 영역 및 상기 제3 지문 인식 영역 중 하나로 연장되고, 상기 제2 지문 인식 영역 및 상기 제3 지문 인식 영역 중 하나의 제2 서브 전극들과 전기적으로 연결되며,
    상기 제1 지문 인식 영역의 상기 제2 서브 전극들은 상기 제2 지문 인식 영역 및 상기 제3 지문 인식 영역 중 다른 하나로 연장되고, 상기 제2 지문 인식 영역 및 상기 제3 지문 인식 영역 중 다른 하나의 제1 서브 전극들과 전기적으로 연결되는 터치 스크린.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 서브 전극들의 배선 밀도는 상기 도전성 세선들의 배선 밀도보다 큰 터치 스크린.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 전극들은 서로 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 X 전극들 및 복수의 Y 전극들을 포함하고,
    상기 제2 센싱 전극은 상기 지문 인식 영역에만 배치되는 복수의 서브 전극들을 포함하고,
    상기 서브 전극들은 상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들 중 적어도 하나와 평행한 방향으로 연장되는 터치 스크린.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 지문 인식 영역에서 상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들의 폭은 상기 지문 인식 영역 이외의 영역에서 상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들의 폭보다 작은 터치 스크린.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 서브 전극들의 배선 밀도는 상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들의 배선 밀도보다 큰 터치 스크린.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들 각각은 서로 평행한 복수의 도전 라인들을 포함하고,
    상기 서브 전극들의 배선 밀도는 상기 도전 라인들의 배선 밀도보다 큰 터치 스크린.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 지문 인식 라인들은 상기 서브 전극들을 커버하는 절연막 상에 배치되고, 상기 서브 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 터치 스크린.
  13. 복수의 화소 영역들을 포함하는 제1 기판;
    상기 제1 기판 상의 상기 화소 영역들에 배치되는 표시 소자들;
    상기 제1 기판에 마주하는 제2 기판; 및
    상기 제2 기판의 일면 상에 배치되는 터치 스크린을 포함하며,
    상기 터치 스크린은
    적어도 하나의 지문 인식 영역을 포함하는 활성 영역, 및 상기 활성 영역에 인접하여 배치되는 비활성 영역을 포함하는 기판; 및
    상기 활성 영역에 배치되는 제1 센싱 전극들, 및 상기 지문 인식 영역에 배치되며, 터치 감지 및 지문 인식이 가능한 적어도 하나의 제2 센싱 전극을 구비하는 터치 센싱 전극들; 및
    상기 센싱 전극들에 각각 전기적으로 연결되는 복수의 패드를 구비하는 패드부를 포함하며,
    상기 제2 센싱 전극은
    상기 활성 영역에 경사진 방향으로 연장되는 복수의 서브 전극들; 및
    상기 서브 전극들을 상기 패드부에 연결하는 복수의 지문 인식 라인들을 포함하며,
    동일한 지문 인식 영역에 배치된 상기 지문 인식 라인들은 동일한 방향으로 연장되는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 전극들은 상기 지문 인식 영역을 제외한 상기 활성 영역에 배치되고,
    상기 제2 센싱 전극은
    상기 활성 영역의 에지부에 경사진 방향으로 연장되는 복수의 제1 서브 전극들;
    상기 제1 서브 전극들을 커버하는 절연막 상에 배치되고, 상기 제1 서브 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 제2 서브 전극들; 및
    상기 제1 서브 전극들 및 상기 제2 서브 전극들을 상기 패드부에 연결하는 상기 지문 인식 라인들을 포함하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 전극들은 서로 교차하는 복수의 도전성 세선들을 구비하는 도전성 메쉬를 포함하고,
    상기 서브 전극들의 배선 밀도는 상기 도전성 세선들의 배선 밀도보다 큰 표시 장치.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 전극들은 서로 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 X 전극들 및 복수의 Y 전극들을 포함하고,
    상기 제2 센싱 전극은 상기 지문 인식 영역에만 배치되는 복수의 서브 전극들을 포함하고,
    상기 서브 전극들은 상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들 중 적어도 하나와 평행한 방향으로 연장되고,
    상기 서브 전극들의 배선 밀도는 상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들의 배선 밀도보다 큰 표시 장치.
  17. 적어도 하나의 지문 인식 영역을 포함하는 활성 영역, 및 상기 활성 영역에 인접하여 배치되는 비활성 영역을 포함하는 기판;
    상기 활성 영역에 배치되는 제1 센싱 전극들, 및 상기 지문 인식 영역에 배치되며, 터치 감지 및 지문 인식이 가능한 적어도 하나의 제2 센싱 전극을 구비하는 터치 센싱 전극들; 및
    상기 센싱 전극들에 각각 전기적으로 연결되는 복수의 패드를 구비하는 패드부를 포함하며,
    상기 제2 센싱 전극은
    일방향으로 연장되는 복수의 서브 전극들; 및
    상기 서브 전극들을 상기 패드부에 연결하는 복수의 지문 인식 라인들을 포함하며,
    동일한 지문 인식 영역에 배치된 상기 지문 인식 라인들은 동일한 방향으로 연장되는 터치 스크린.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 전극들은 상기 지문 인식 영역을 제외한 상기 활성 영역에 배치되고,
    상기 제2 센싱 전극은
    상기 활성 영역의 에지부에 경사진 방향으로 연장되는 복수의 제1 서브 전극들;
    상기 제1 서브 전극들을 커버하는 절연막 상에 배치되고, 상기 제1 서브 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 제2 서브 전극들; 및
    상기 제1 서브 전극들 및 상기 제2 서브 전극들을 상기 패드부에 연결하는 상기 지문 인식 라인들을 포함하는 터치 스크린.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 전극들은 서로 교차하는 복수의 도전성 세선들을 구비하는 도전성 메쉬를 포함하고,
    상기 서브 전극들의 배선 밀도는 상기 도전성 세선들의 배선 밀도보다 큰 터치 스크린.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 센싱 전극들은 서로 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 X 전극들 및 복수의 Y 전극들을 포함하고,
    상기 제2 센싱 전극은 상기 지문 인식 영역에만 배치되는 복수의 서브 전극들을 포함하고,
    상기 서브 전극들은 상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들 중 적어도 하나와 평행한 방향으로 연장되고,
    상기 서브 전극들의 배선 밀도는 상기 X 전극들 및 상기 Y 전극들의 배선 밀도보다 큰 터치 스크린.
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