KR20110024530A - 터치 스크린 기능을 갖는 유기 발광 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화소 영역과 비화소 영역을 갖는 제1 기판과, 상기 제1 기판 상에 이격되어 배치되는 제2 기판과, 상기 화소 영역 상에 배치되는 복수 개의 화소부와, 상기 비화소 영역 상에 배치되며, 광을 감지하는 센서부를 구비하며, 상기 화소부들 각각은 적색 부화소, 녹색 부화소, 및 청색 부화소로 이루어지며, 상기 적색 부화소는 상기 센서부에 인접하여 배치되지 않는 터치 스크린 기능을 갖는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 터치 스크린 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 사용자의 터치를 용이하게 감지하는 터치 스크린 기능을 갖는 유기 발광 디스플레이 장치에 관한 것이다.
근래의 디스플레이 장치는 터치 패널 기능을 적용하는 경우가 많다. 터치 패널 기능을 적용하게 되면 디스플레이 기능만 하던 디스플레이 장치의 패널 표면에 사용자의 손가락이나 펜 등을 접촉하여 입력 장치의 기능도 할 수 있게 된다.
터치 패널은 사용자의 터치를 감지하는 부재의 위치를 기준으로 외장형 방식과 내장형 방식으로 나눌 수 있다.
외장형 방식 터치 패널은 터치로 인한 압력의 변화를 감지하는 압력 방식, 터치로 인하여 변화한 전계를 감지하는 전계 방식 및 터치로 인하여 변화한 저항을 감지하는 저항막 방식등이 있다. 내장형 방식 터치 패널은 ABC(auto brightness control), P-I-N 포토 다이오드(junction), 포토 센서를 이용하는 방법 등이 있다.
내장형 방식의 경우 주위 빛이 어두운 환경에서는 광원인 유기 발광 디스플 레이 장치에서 나오는 빛을 이용하여 화면상의 터치 지점을 감지하게 되나, 포토 센서의 감도에 비하여 빛의 강도가 약한 경우 빛의 감지가 약하다는 문제점이 있다. 또한, 터치와 무관한 광원으로부터 직접 포토 센서로 입사되어 터치 인식의 오류가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 주된 목적은 광 인지 감도가 향상된 터치 스크린 기능을 갖는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 유기 발광 디스플레이 장치는, 화소 영역과 비화소 영역을 갖는 제1 기판과, 상기 제1 기판 상에 이격되어 배치되는 제2 기판과, 상기 화소 영역 상에 배치되는 복수 개의 화소부와, 상기 비화소 영역 상에 배치되며, 광을 감지하는 센서부를 구비하며, 상기 화소부들 각각은 적색 부화소, 녹색 부화소, 및 청색 부화소로 이루어지며, 상기 적색 부화소은 상기 센서부에 인접하여 배치되지 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 센서부는 적색 파장의 광을 흡수하는 포토 센서일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화소부들 각각은 상기 포토 센서에 인접하여 녹색 부화소, 청색 부화소, 및 적색 부화소 순서로 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화소부들 각각은 상기 포토 센서에 인접하여 청색 부화소, 녹색 부화소, 및 적색 부화소 순서로 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화소부들이 인접하여 배치된 경우, 서로 인접하는 상기 화소부들은 상기 화소부들의 적색 부화소들이 서로 인접하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 센서부와 상기 화소부들 사이의 간격에 대응되도록 상기 화소부들을 향하는 상기 제2 기판의 일면에 배치되는 광 흡수 패턴부를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광 흡수 패턴부는 상기 화소부들에서 방사되는 빛이 상기 제2 기판에 반사되어 상기 센서부로 입사되는 것을 방지하도록 상기 빛을 흡수할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광 흡수 패턴부는 상기 빛을 흡수할 수 있도록 검정색을 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 화소부들을 향하는 상기 제2 기판의 일면에 배치되는 투명막을 더 구비하며, 상기 투명막은 상기 센서부에 대응되도록 홈을 가지며, 상기 홈의 측부에는 반사층이 배치될 수 있다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 유기 발광 디스플레이 장치에 따르면, 터치 인식의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나. 본 발명은 이밖에도 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명 확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(100)를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 상세하게는 도 1은 제1 기판(10) 상에 배치되는 화소부들(P)과 센서부들(S)의 배열을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 제1 기판(10)은 화소 영역(A)과 비화소 영역(B)을 가진다. 화소 영역(A) 상에는 복수 개의 화소부(P,P1, P2, P3, P4, P5)가 배치되며, 비화소 영역(B) 상에는 복수 개의 센서부(S)가 배치된다.
복수 개의 화소부(P,P1, P2, P3, P4, P5) 각각은 3개의 부화소(subpixel)로 이루어진다. 3개의 부화소 각각은 적색 부화소(R), 녹색 부화소(G), 및 청색 부화소(B)이다.
센서부(S)는 제2 기판(10) 상에 터치된 위치에서 반사된 광을 감지할 수 있는 포토 센서로 이루어질 수 있다. 일반적으로 손가락을 이용하여 화면을 터치하게 되므로 센서부(S)는 적색광 파장을 흡수하는 포토 센서(photo sensor)일 수 있다.
센서부(S)는 화소부들 사이에 배치될 수 있다. 상세하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 센서부(S)는 화소부(P1)과 화소부(P2) 사이에 배치될 수 있으며, 화소부(P3)과 화소부(P4) 사이에 배치될 수 있다.
화소부(P1, P2, P3, P4) 내의 부화소(R, G, B)의 배치는 적색 부화소(R)가 센서부(S)에 인접하지 않도록 배치될 수 있다. 즉, 화소부(P,P1, P2, P3, P4, P5) 내의 부화소(R, G, B)의 배치는 센서부(S)에 인접하여 청색 부화소(B), 녹색 부화 소(G), 및 적색 부화소(R) 순서로 배치된다. 이와 같이 적색 부화소(R)를 센서부(S)에 가능한 한 멀리 배치함으로써 적색 화소부(R)에서 방출되는 적색광이 센서부(S)에 미치는 영향을 감소시킬 수 있다. 상세하게는, 상술한 바와 같이 센서부(S)는 적색광에 민감한 포토 센서를 사용하므로 센서부(S)는 적색광을 감지하게 된다. 이때 센서부(S)와 적색 부화소(R)가 근접하게 배치되어 있으면 적색 부화소(R)에서 방출된 적색광이 센서부(S)에 직접 입사되어 제2 기판(20) 상에 터치가 없는 경우에도 센서부(S)는 터치를 인식하게 되므로 터치 오류가 발생하게 된다. 그러나, 본 발명은 적색 부화소(R)를 센서부(S)에서 멀리 배치하므로 적색 부화소(R)에 의한 영향을 감소시켜 터치가 오작동되는 것을 방지할 수 있다.
서로 인접한 화소부들(P2 및 P3, P4 및 P5)의 경우, 인접하는 화소부들의 적색 부화소들이 서로 인접하도록 배치될 수 있다. 즉, 도 1에서, 서로 인접하는 화소부들(P2 및 P3, P4 및 P5) 내의 부화소의 배치는 화소부(P2)의 적색 부화소(R)와 화소부(P3)의 적색 화소부(R)가 서로 인접하도록 배치되며, 화소부(P4)의 적색 부화소(R)과 화소부(P5)의 적색 화소부(R)이 서로 인접하도록 배치된다. 따라서, 화소부(P2) 내의 부화소의 배치는 센서부(S)에 인접한 쪽에서부터 청색 부화소(B), 녹색 부화소(G), 적색 부화소(R)가 순서대로 배치되며, 화소부(P2)에 인접한 화소부(P3) 내의 부화소의 배치는 화소부(P2)에 인접한 쪽에서부터 적색 부화소(R), 녹색 부화소(G), 청색 부화소(B)가 순서대로 배치된다. 이와 같이 적색 부화소(R)를 센서부(S)에서 멀리 배치시키고 이들을 서로 인접하게 배치시킴으로써 센서부(S)에 대한 적색 부화소(R)에서 방출되는 적색광의 직접적인 영향을 감소시킬 수 있으며, 인접한 적색 부화소(R)에서 방출된 적색광은 빛의 강도가 증가하므로 센서부(S)는 제2 기판(20) 상에서 터치된 위치로부터 반사된 적색광에 대한 인식력이 향상될 수 있다.
도 2는 부화소(R, G, B)와 센서부(S)의 배치에 관한 변형예를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 화소부(P1, P2, P3, P4) 내의 부화소(R, G, B)의 배치는 적색 부화소(R)가 센서부(S)에 인접하여 배치되지 않도록 화소부(P1, P2, P3, P4, P5) 내의 부화소(R, G, B)의 배치는 센서부(S)에 인접하여 녹색 부화소(G), 청색 부화소(B), 및 적색 부화소(R) 순서로 배치된다.
또한, 서로 인접한 화소부들(P2 및 P3, P4 및 P5)의 경우, 인접하는 화소부들의 적색 부화소들이 서로 인접하도록 배치될 수 있다. 즉, 도 2에서, 서로 인접하는 화소부들(P2 및 P3, P4 및 P5) 내의 부화소의 배치는 화소부(P2)의 적색 부화소(R)와 화소부(P3)의 적색 화소부(R)가 서로 인접하도록 배치되며, 화소부(P4)의 적색 부화소(R)와 화소부(P5)의 적색 화소부(R)가 서로 인접하도록 배치된다. 따라서, 화소부(P2) 내의 부화소의 배치는 센서부(S)에 인접한 쪽에서부터 녹색 부화소(G), 청색 부화소(B), 적색 부화소(R)가 순서대로 배치되며, 화소부(P2)에 인접한 화소부(P3) 내의 부화소의 배치는 화소부(P2)에 인접한 쪽에서부터 녹색 부화소(G), 적색 부화소(R), 청색 부화소(B)가 순서대로 배치될 수 있다.
도 3은 도 1의 화소부(P)를 더욱 상세하게 도시한 단면도로서, 세 개의 부화소(R, G, B)들이 기판(10) 상에 구비된 액티브 매트릭스형(AM type) 유기 발광 표시 장치의 일 예를 도시하고 있다. 도 3에 도시된 부화소(R, G, B)들은 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)를 구비한다. 다만, 상기 TFT의 구조는 반드시 도 3에 도시된 구조에 국한되지 않고 그 수와 구조는 다양하게 변형 가능하다. 이러한 액티브 매트릭스형 유기 발광 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
기판(10)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질의 절연 기판, 플라스틱 기판, 석영 기판 등도 사용될 수 있다. 한편, 상기 도면에는 도시되지 않았지만, 기판(10)의 상면에는 기판(10)의 평활성과 불순 원소의 침투를 차단하기 위하여 SiO2 및/또는 SiNx 형성된 버퍼층(미도시)을 형성할 수 있다.
기판(10) 상부로 박막 트랜지시터(TFT)가 구비된다. 상기 TFT는 반도체 활성층(21)과, 이 활성층(21)을 덮도록 형성된 게이트 절연막(22)과, 게이트 절연막(22) 상부의 게이트 전극(23)을 갖는다. 이 게이트 전극(23)을 덮도록 층간 절연막(24)이 형성되며, 층간 절연막(24)의 상부에 소스 및 드레인 전극(25, 26)이 형성된다. 이 소스 및 드레인 전극(25, 26)은 게이트 절연막(22) 및 층간 절연막(24)에 형성된 컨택홀에 의해 활성층(21)의 소스 영역 및 드레인 영역에 각각 접촉된다.
평탄화막(27) 상부에 형성된 화소부(P)의 제 1 전극(31)은 비어홀을 통하여 소스/드레인 전극(25, 26)에 연결된다. 그리고, 제 1 전극(31)을 덮도록 화소정의막(Pixel defining layer: 32)이 형성된다. 이 화소정의막(32)에 소정의 개구부를 형성한 후, 유기 발광층(35)을 포함한 중간층(33, 34, 36, 37)이 형성되고, 이들 상부에 공통전극으로 제 2 전극(38)이 증착된다.
이때, 제 1 전극(31)은 애노드 전극으로 사용되고, 제 2 전극은 캐소드 전 극으로 사용된다. 물론 이들의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
상기 제 1 전극(31)은 반사형 전극으로 구비되는 것이 바람직하며, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3를 형성할 수 있다.
한편, 상기 제 2 전극(38)은 투명 전극으로 구비되는 것이 바람직하며, 이 제 2 전극(38)이 캐소오드 전극으로 사용되는 경우, 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 및 이들의 화합물이 유기 발광층(35)을 향하도록 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극층이나 버스 전극 라인을 형성할 수 있다.
유기 발광층(35)을 포함한 중간층은 저분자 또는 고분자 유기층이 사용될 수 있는데, 저분자 유기층을 사용할 경우, 정공 주입층(HIL: Hole Injection Layer)(33), 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer)(34), 유기 발광층(EML: emission layer)(35), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer)(36), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)(37) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다. 이들 저분자 유기층은 진공증착의 방법으로 형성된다.
상기 도면에는 유기층이 저분자인 경우의 일 예를 도시한 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 고분자 유기층의 경우에는 정공 수송층(HTL) 및 유기 발광층(EML)으로 구비된 구조를 가질 수 있다. 상기 정공 수송층으로 PEDOT를 사용하고, 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용하며, 이를 스크린 또는 잉크젯 인쇄방법, 레이저에 의한 열전사법(laser induced thermal imaging: LITI)등으로 형성할 수 있다.
또한, 상기 도면에는 유기 발광층(35)의 두께가 모두 동일한 것으로 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 각 부화소들(R, G, B)의 유기 발광층(35)은 공진 구조에 적합하도록 서로 다른 두께를 구비하거나, 보조 발광층을 더 구비할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 나타내는 단면도이며, 도 5는 도 4의 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 투명 평면도이다.
도 4 및 5를 참조하면, 제2 기판(20)은 제1 기판(10) 상으로 이격되어 배치된다. 제1 기판(10)을 향하는 제2 기판(20)의 일면 상에는 광 흡수 패턴부(50)가 배치될 수 있다. 광 흡수 패턴부(50)는 센서부(S)와 화소부(P) 사이의 간격(t)에 대응되도록 제2 기판(20)의 일면 상에 배치될 수 있다. 광 흡수 패턴부(50)는 화소부(P)에서 방출된 광을 흡수하여 제2 기판(20)의 하면(20a)에 반사되어 센서부(S)로 직접 입사되는 것을 방지한다. 센서부(S)는 화소부(P)에서 방출된 광이 제2 기 판(20) 상면(20b) 상에 터치된 손가락등에 반사된 광을 흡수하여 제2 기판(20) 상의 터치 위치를 감지할 수 있는데, 화소부(P)에서 방출된 광이 제2 기판(20)의 하면(20a)에 반사되어 센서부(S)에 입사된 경우 터치 오류가 발생할 수 있다. 본 발명은 제2 기판(20)의 하면(20a) 상에 광 흡수 패턴부(50)를 배치함으로써 화소부(P)에서 방출된 광이 제2 기판(20)의 하면(20a)에 반사되어 센서부(S)로 입사되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 터치의 정확성을 높일 수 있다.
광 흡수 패턴부(50)는 광을 흡수할 수 있는 재질로 이루어지며, 특히 검정색일 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 유기 발광 디스플레이 장치는 제1 기판(10)을 향하는 제2 기판(20)의 하면(20a) 상에 배치되는 투명막(60)을 구비하고 있다. 투명막(60)은 센서부(S)에 대응되도록 홈(61)을 구비한다. 홈(61)은 제1 기판(10)을 향하여 개구되어 있다. 홈(61)의 양측면(62, 63)에는 반사층(70)이 배치될 수 있다. 화소부(S)에서 방출된 광이 반사층(70)을 향하는 경우 반사층(70)은 상기 광을 반사하여 상기 광이 센서부(S)에 직접 입사되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 터치의 정확성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 화소부를 더욱 상세하게 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 제1 기판 20: 제2 기판
P: 화소부 S: 센서부
50: 광 흡수 패턴부 60: 투명막
61: 홈 70: 반사층
Claims (9)
- 화소 영역과 비화소 영역을 갖는 제1 기판;상기 제1 기판 상에 이격되어 배치되는 제2 기판;상기 화소 영역 상에 배치되는 복수 개의 화소부; 및상기 비화소 영역 상에 배치되며, 광을 감지하는 센서부;를 구비하며,상기 화소부들 각각은 적색 부화소, 녹색 부화소, 및 청색 부화소로 이루어지며,상기 적색 부화소는 상기 센서부에 인접하여 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 기능을 갖는 유기 발광 디스플레이 장치.
- 제1항에 있어서,상기 센서부는 적색 파장의 광을 흡수하는 포토 센서인 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
- 제2항에 있어서,상기 화소부들 각각은 상기 포토 센서에 인접하여 녹색 부화소, 청색 부화소, 및 적색 부화소 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
- 제2항에 있어서,상기 화소부들 각각은 상기 포토 센서에 인접하여 청색 부화소, 녹색 부화소, 및 적색 부화소 순서로 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
- 제2항에 있어서,상기 화소부들이 인접하여 배치된 경우, 서로 인접하는 상기 화소부들은 상기 화소부들의 적색 부화소들이 서로 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
- 제1항에 있어서,상기 센서부와 상기 화소부들 사이의 간격에 대응되도록 상기 화소부들을 향하는 상기 제2 기판의 일면에 배치되는 광 흡수 패턴부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
- 제6항에 있어서,상기 광 흡수 패턴부는 상기 화소부들에서 방사되는 빛이 상기 제2 기판에 반사되어 상기 센서부로 입사되는 것을 방지하도록 상기 빛을 흡수하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
- 제7항에 있어서,상기 광 흡수 패턴부는 상기 빛을 흡수할 수 있도록 검정색을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
- 제1항에 있어서,상기 화소부들을 향하는 상기 제2 기판의 일면에 배치되는 투명막을 더 구비하며,상기 투명막은 상기 센서부에 대응되도록 홈을 가지며,상기 홈의 측부에는 반사층이 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
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