KR20150069088A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20150069088A
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김태규
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 주변에 배치되어 있는 주변 영역을 포함하는 제1 패널, 상기 제1 패널과 마주하는 제2 패널, 그리고 상기 제1 패널 및 상기 제2 패널을 합착하는 밀봉재를 포함하고, 상기 제1 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판의 상기 제2 패널과 마주하는 면의 상기 표시 영역에 배치되어 있는 박막 표시층, 그리고 상기 제1 기판의 상기 제2 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 박막 표시층의 일측에 배치되어 있는 제1 하부 게이트 구동 회로를 포함하고, 상기 제2 패널은 제2 기판, 상기 제2 기판의 상기 제1 패널과 마주하는 면에 배치되어 있는 접촉 감지층, 그리고 상기 제2 기판의 상기 제1 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 접촉 감지층의 일측에 배치되어 있는 제1 상부 게이트 구동 회로를 포함하고, 상기 밀봉재는 상기 제1 하부 게이트 구동 회로 및 상기 제1 상부 게이트 구동 회로와 중첩하고, 상기 밀봉재는 복수 개의 도전볼을 포함하며, 상기 제1 하부 게이트 구동 회로 및 상기 제1 상부 게이트 구동 회로는 상기 도전볼을 통하여 전기적으로 연결되어 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등의 표시 장치는 전기장 생성 전극과 전기 광학 활성층(electro-optical active layer)을 포함한다. 예를 들어 유기 발광 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함한다.
또한, 유기 발광 표시 장치는 화상이 표시되는 표시 영역과 주변 영역을 포함하는 표시 기판, 밀봉(encapsulation)을 위해 표시 기판 위에 봉지하는 봉지 기판을 포함한다.
최근 이러한 표시 장치는 영상을 표시하는 기능 이외에 사용자와의 상호 작용이 가능한 터치 감지 기능을 포함할 수 있다. 터치 감지 기능은 사용자가 화면 위에 손가락이나 터치 펜(touch pen) 등을 접근하거나 접촉하여 문자를 쓰거나 그림을 그리는 경우 표시 장치가 화면에 가한 압력, 전하, 빛 등의 변화를 감지함으로써 물체가 화면에 접근하거나 접촉하였는지 여부 및 그 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아내는 것이다. 표시 장치는 이러한 접촉 정보에 기초하여 영상 신호를 입력 받고 영상을 표시할 수 있다.
이러한 터치 감지 기능은 접촉 감지 센서를 통해 구현될 수 있다. 접촉 감지 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식에 따라 분류될 수 있다.
한편, 전기 광학 활성층에 구동 신호를 인가하기 위한 구동 회로부가 전기 광학 활성층과 동일한 기판에 배치될 수 있다. 이 때, 구동 회로부는 주변 영역에 배치되는데, 구동 회로부에 의해 주변 영역의 크기가 증가할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 표시 영역의 크기의 감소 없이 주변 영역의 크기를 감소 시키는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 주변에 배치되어 있는 주변 영역을 포함하는 제1 패널, 상기 제1 패널과 마주하는 제2 패널, 그리고 상기 제1 패널 및 상기 제2 패널을 합착하는 밀봉재를 포함하고, 상기 제1 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판의 상기 제2 패널과 마주하는 면의 상기 표시 영역에 배치되어 있는 박막 표시층, 그리고 상기 제1 기판의 상기 제2 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 박막 표시층의 일측에 배치되어 있는 제1 하부 게이트 구동 회로를 포함하고, 상기 제2 패널은 제2 기판, 상기 제2 기판의 상기 제1 패널과 마주하는 면에 배치되어 있는 접촉 감지층, 그리고 상기 제2 기판의 상기 제1 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 접촉 감지층의 일측에 배치되어 있는 제1 상부 게이트 구동 회로를 포함하고, 상기 밀봉재는 상기 제1 하부 게이트 구동 회로 및 상기 제1 상부 게이트 구동 회로와 중첩하고, 상기 밀봉재는 복수 개의 도전볼을 포함하며, 상기 제1 하부 게이트 구동 회로 및 상기 제1 상부 게이트 구동 회로는 상기 도전볼을 통하여 전기적으로 연결되어 있다.
상기 제1 패널은 상기 제1 하부 게이트 구동 회로에 연결되어 있으며, 도전성 물질로 이루어져 있는 제1 하부 접촉부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 패널을 상기 제1 상부 게이트 구동 회로에 연결되어 있으며, 상기 도전성 물질로 이루어져 있는 제1 상부 접촉부를 더 포함할 수 있다.
상기 밀봉재는 상기 제1 하부 접촉부와 상기 제1 상부 접촉부와 중첩하고, 상기 제1 하부 접촉부 및 상기 제1 상부 접촉부는 상기 도전볼을 통하여 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
상기 제1 패널은 상기 제1 기판의 상기 제2 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 박막 표시층의 타측에 배치되어 있는 제2 하부 게이트 구동 회로 및 상기 제2 하부 게이트 구동 회로에 연결되어 있으며, 상기 도전성 물질로 이루어져 있는 제2 하부 접촉부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 패널은 상기 제2 기판의 상기 제1 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 접촉 감지층의 타측에 배치되어 있는 제2 상부 게이트 구동 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 패널은 상기 제2 기판의 상기 제1 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 접촉 감지층의 타측에 배치되어 있는 제2 상부 게이트 구동 회로 및 상기 제2 상부 게이트 구동 회로에 연결되어 있으며, 상기 도전성 물질로 이루어져 있는 제2 상부 접촉부를 더 포함할 수 있다.
상기 밀봉재는 상기 제2 하부 접촉부와 상기 제2 상부 접촉부와 중첩하고, 상기 제2 하부 접촉부 및 상기 제2 상부 접촉부는 상기 도전볼을 통하여 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
상기 박막 표시층은 복수의 화소를 포함하고, 상기 각 화소는 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 제1 하부 게이트 구동 회로 및 상기 제2 하부 게이트 구동 회로는 게이트 신호를 상기 표시 영역에 인가하고, 상기 제1 상부 게이트 구동 회로는 발광 신호를 상기 표시 영역에 인가하고, 상기 제2 상부 게이트 구동 회로는 게이트 초기화 신호를 상기 표시영역에 인가할 수 있다.
상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이에 개재되어 있는 액정층을 더 포함할 수 있다.
상기 박막 표시층은 상기 액정층에 전계를 인가하는 화소 전극 및 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 하부 게이트 구동 회로 및 상기 제2 하부 게이트 구동 회로는 복수 개의 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 제1 상부 게이트 구동 회로 및 상기 제2 상부 게이트 구동 회로는 복수 개의 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 접촉 감지층은 복수의 제1 터치 전극 및 상기 제1 터치 전극과 분리되어 있으며, 상기 제1 터치 전극과 동일한 층에 위치하는 복수의 제2 터치 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극은 서로 중첩하지 않고, 교호적으로 배치되어 있으며, 복수의 상기 제1 터치 전극은 복수의 제1 연결부에 의해 서로 연결되어 있고, 복수의 상기 제2 터치 전극은 복수의 제2 연결부에 의해 서로 연결되어 있을 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 게이트 구동 회로를 두 기판에 나누어 배치하고, 도전볼을 포함하는 밀봉재를 사용하여 전기적으로 연결시킴으로써, 주변 영역의 폭이 감소한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역의 크기의 감소 없이 제품의 크기를 감소시킬 수 있다.
또한, 접촉 감지층가 기판의 내면에 배치함에 따라, 기판의 외면을 식각하여 기판의 두께를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면을 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1에 따른 표시 장치의 접촉 감지층을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 접촉 감지층의 일부의 확대도이다.
도 5는 도 4의 절단선 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 하나의 화소의 배치도이다.
도 7은 도 6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감지층을 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 하나의 화소의 배치도이다.
도 11은 도 10의 절단선 ⅩⅠ-ⅩⅠ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 1 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면을 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 제1 패널(100) 및 제1 패널(100)에 대향하는 제2 패널(300)을 포함한다. 제1 패널(100)의 크기는 제2 패널(300)의 크기보다 더 크다.
또한, 표시 장치(1000)는 평면 구조로 볼 때 영상을 표시하는 표시 영역(display area)(DA)과 표시 영역(DA) 주변에 위치하는 주변 영역(peripheral area)(PA)을 포함한다.
제1 패널(100)과 제2 패널(300)은 밀봉재(sealant)(330)에 의해 서로 합착되어 있다. 밀봉재(330)는 주변 영역(PA)에 배치되어 있고, 표시 영역(DA)을 둘러싸고 있다.
또한, 주변 영역(PA)에는 제1 게이트 구동 회로(410), 제2 게이트 구동 회로(420) 및 데이터 구동 회로(700)가 배치되어 있다.
제1 게이트 구동 회로(410) 및 제2 게이트 구동 회로(420)는 표시 영역(DA)에 게이트 신호 및 발광 신호를 인가하며, 표시 영역(DA)의 좌측 및 우측에 각각 배치되어 있다. 데이터 구동 회로(700)는 표시 영역(DA)에 데이터 신호를 인가하며, 표시 영역(DA)의 아래 쪽에 배치되어 있다. 여기서, 데이터 구동 회로(700)는 표시 영역(DA)의 위쪽에 배치되어 있을 수도 있다.
제1 게이트 구동 회로(410) 및 제2 게이트 구동 회로(420)는 그 일부분이 밀봉재(330)와 중첩하여 배치되어 있다.
또한, 본 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 제2 패널(300) 위에 제1 패널(100) 및 제2 패널(300)을 보호하기 위한 윈도우(window)가 배치되어 있을 수 있다.
그러면, 이하에서는 본 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 상세한 구조에 대해 설명한다.
제1 패널(100)은 유리 또는 플라스틱 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 제1 기판(110) 및 박막 표시층(200)을 포함한다. 박막 표시층(200)은 표시 영역(DA)에 배치되어 있으며, 제1 기판(110)의 내면 즉, 제1 기판(110)의 양면 중, 제2 패널(300)과 마주하는 면에 배치되어 있다.
박막 표시층(200)은 복수의 화소를 포함한다. 각 화소는 후술하는 스위칭 및 구동 박막 트랜지스터(T1, T2), 스토리지 캐패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(70)를 포함한다. 각 화소는 제1 게이트 구동 회로(410) 또는 제2 게이트 구동 회로(420)에 연결되어 있다.
또한, 제1 패널(100)은 주변 영역(PA)에 배치되어 있는 제1 하부 게이트 구동 회로(411), 제2 하부 게이트 구동 회로(421), 제1 하부 게이트 구동 회로(411)에 연결되어 있는 제1 하부 접촉부(413) 및 제2 하부 게이트 구동 회로(421)에 연결되어 있는 제2 하부 접촉부(423)를 포함한다.
제1 하부 접촉부(413) 및 제2 하부 접촉부(423)는 도전성 물질로 이루어져 있다.
제1 하부 게이트 구동 회로(411), 제2 하부 게이트 구동 회로(421), 제1 하부 접촉부(413) 및 제2 하부 접촉부(423)는 제1 기판(110)의 내면 즉, 제1 기판(110)의 양면 중, 제2 패널(300)과 마주하는 면에 배치되어 있다.
제1 하부 게이트 구동 회로(411) 및 제2 하부 게이트 구동 회로(421)는 각 화소에 연결되어 있다.
제2 패널(300)은 유리 또는 플라스틱 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 제2 기판(310) 및 접촉 감지층(500)을 포함한다. 접촉 감지층(500)은 제2 기판(310)의 내면 즉, 제2 기판(310)의 양면 중 제1 패널(100)과 마주하는 면에 배치되어 있다. 이에, 접촉 감지층(500)은 박막 표시층(200)과 마주하고 있다.
접촉 감지층(500)은 터치를 감지한다. 접촉 감지층(500)은 실제로 물체가 접촉 감지층(500)에 접근하거나, 접촉 감지층(500)에 접촉하면 터치를 감지할 수 있다. 여기서, 접촉이란 사용자의 손과 같은 외부 물체가 접촉 감지층(500)에 직접적으로 닿는 경우뿐만 아니라 외부 물체가 접촉 감지층(500)에 접근하거나 접근한 상태에서 움직이는(hovering) 경우도 포함한다.
또한, 제2 패널(300)은 주변 영역(PA)에 배치되어 있는 제1 상부 게이트 구동 회로(412), 제2 상부 게이트 구동 회로(422), 제1 상부 게이트 구동 회로(412)에 연결되어 있는 제1 상부 접촉부(414) 및 제2 상부 게이트 구동 회로(422)에 연결되어 있는 제2 상부 접촉부(424)를 포함한다.
제1 상부 접촉부(414) 및 제2 상부 접촉부(424)는 도전성 물질로 이루어져 있다.
제1 상부 게이트 구동 회로(412), 제2 상부 게이트 구동 회로(422), 제1 상부 접촉부(414) 및 제2 상부 접촉부(424)는 제2 기판(310)의 내면 즉, 제2 기판(310)의 양면 중 제1 패널(100)과 마주하는 면에 배치되어 있다.
제1 하부 게이트 구동 회로(411)와 제1 상부 게이트 구동 회로(412)가 서로 마주하고 있고, 제2 하부 게이트 구동 회로(421)와 제2 상부 게이트 구동 회로(422)가 서로 마주하고 있다. 또한, 제1 하부 접촉부(413)와 제1 상부 접촉부(414)가 서로 마주하고 있고, 제2 하부 접촉부(423)와 제2 상부 접촉부(424)가 서로 마주하고 있다.
밀봉재(330)는 제1 패널(100)과 제2 패널(300)을 합착하는데, 제1 하부 게이트 구동 회로(411) 및 제1 상부 게이트 구동 회로(412)와 일부 중첩하고, 제2 하부 게이트 구동 회로(421) 및 제2 상부 게이트 구동 회로(422)와 일부 중첩한다.
밀봉재(330)의 내부에는 도전성 물질로 이루어진 복수 개의 도전볼(335)이 배치되어 있다. 복수 개의 도전볼(335)들은 서로 접촉되어 있다.
또한, 도전볼(335)은 밀봉재(330)가 제1 하부 게이트 구동 회로(411) 및 제1 상부 게이트 구동 회로(412)와 중첩하는 부분에서 제1 하부 접촉부(413) 및 제1 상부 접촉부(414)에 접촉되어 있다. 이에, 제1 하부 접촉부(413) 및 제1 상부 접촉부(414)는 도전볼(335)에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 제1 하부 게이트 구동 회로(411)와 제1 상부 게이트 구동 회로(412)는 전기적으로 연결된다. 이러한 제1 하부 게이트 구동 회로(411)와 제1 상부 게이트 구동 회로(412)는 제1 게이트 구동 회로(410)를 이룬다.
또한, 도전볼(335)은 밀봉재(330)가 제2 하부 게이트 구동 회로(421) 및 제2 상부 게이트 구동 회로(422)와 중첩하는 부분에서 제2 하부 접촉부(423) 및 제2 상부 접촉부(424)에 접촉되어 있다. 이에, 제2 하부 접촉부(423) 및 제2 상부 접촉부(424)는 도전볼(335)에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 제2 하부 게이트 구동 회로(412)와 제2 상부 게이트 구동 회로(422)는 전기적으로 연결된다. 이러한 제2 하부 게이트 구동 회로(412)와 제2 상부 게이트 구동 회로(422)는 제2 게이트 구동 회로(420)를 이룬다.
제1 상부 게이트 구동 회로(412)는 발광 신호를 표시 영역(DA)에 인가하고, 제1 하부 게이트 구동 회로(411)는 게이트 신호를 표시 영역(DA)에 인가한다. 제2 상부 게이트 구동 회로(422)는 게이트 초기화 신호를 표시 영역(DA)에 인가하고, 제2 하부 게이트 구동 회로(421)은 게이트 신호를 표시 영역(DA)에 인가한다.
이와 같이, 제1 게이트 구동 회로(410)는 제1 기판(110)에 배치되어 있는 제1 하부 게이트 구동 회로(411) 및 제1 상부 게이트 구동 회로(412)를 포함하고, 제2 게이트 구동 회로(420)는 제2 기판(110)에 배치되어 있는 제2 하부 게이트 구동 회로(421) 및 제2 상부 게이트 구동 회로(422)를 포함한다. 이에 따라, 하나의 기판에 제1 게이트 구동 회로(410) 및 제2 게이트 구동 회로(420)를 배치하는 종래에 비해 본 실시예에 따른 표시 장치는 주변 영역의 폭이 감소한다.
따라서, 본 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역(DA)의 크기의 감소 없이 제품의 크기를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 표시 장치는 접촉 감지층(500)을 제2 기판(310)의 내면에 배치함에 따라, 제2 기판(310)의 외면을 식각하여 제2 기판(310)의 두께를 감소시킬 수 있다.
그러면, 도 3 내지 도 5를 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 접촉 감지층에 대해 설명한다.
도 3은 도 1에 따른 표시 장치의 접촉 감지층을 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시한 접촉 감지층의 일부의 확대도이고, 도 5는 도 4의 절단선 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3을 참고하면, 앞서 설명한 바와 같이, 제2 기판(310)의 내면에 접촉 감지층(500)이 배치되어 있다. 접촉 감지층(500)은 터치를 감지할 수 있는 터치 활성 영역(touch active area)(TA) 내에 배치되어 있다. 터치 활성 영역(TA)은 표시 영역(DA)의 전체이거나, 주변 영역(PA)의 일부도 터치 활성 영역(TA)으로 이용될 수 있다. 또한, 표시 영역(DA)의 일부만이 터치 활성 영역(TA)을 이룰 수도 있다.
접촉 감지층(500)은 다양한 방식으로 접촉을 감지할 수 있다. 예를 들어, 접촉 감지는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식으로 분류될 수 있다.
본 실시예에서는 정전 용량 방식의 접촉 감지를 예로 들어 설명한다.
본 실시예에 따른 접촉 감지층(500)은 복수의 터치 전극을 포함하며, 복수의 터치 전극은 복수의 제1 터치 전극(510) 및 복수의 제2 터치 전극(520)을 포함한다. 제1 터치 전극(510)과 제2 터치 전극(520)은 서로 분리되어 있다.
복수의 제1 터치 전극(510) 및 복수의 제2 터치 전극(520)은 터치 활성 영역(TA)에서 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 분산되어 배치되어 있다. 복수의 제1 터치 전극(510)은 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치되고, 복수의 제2 터치 전극(520)도 열 방향 및 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치되어 있다.
제1 터치 전극(510)과 제2 터치 전극(520)은 서로 동일한 층에 배치되어 있다. 이에 한정하지 않고, 제1 터치 전극(510)과 제2 터치 전극(520)은 설도 다른 층에 배치되어 있을 수도 있다.
제1 터치 전극(510)과 제2 터치 전극(520) 각각은 사각형 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 접촉 감지층(500)의 감도 향상을 위해 돌출부를 가지는 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
동일한 행 또는 열에 배열된 복수의 제1 터치 전극(510)은 터치 활성 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다. 마찬가지로 동일한 열 또는 행에 배열된 복수의 제2 터치 전극(520)의 적어도 일부는 터치 활성 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다. 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이 동일한 행에 배치된 복수의 제1 터치 전극(510)이 터치 활성 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있는 경우 동일한 열에 배치된 복수의 제2 터치 전극(520)이 터치 활성 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있을 수 있다. 더 구체적으로, 각 행에 위치하는 복수의 제1 터치 전극(510)은 제1 연결부(512)를 통해 서로 연결되어 있고, 각 열에 위치하는 복수의 제2 터치 전극(520)은 제2 연결부(522)를 통해 서로 연결되어 있을 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 서로 이웃한 제1 터치 전극(510) 사이를 연결하는 제1 연결부(512)는 제1 터치 전극(510)과 동일한 층에 배치되어 있다. 또한, 제1 연결부(512)는 제1 터치 전극(510)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 제1 터치 전극(510)과 제1 연결부(512)는 서로 일체화되어 있을 수 있으며 동시에 패터닝될 수 있다.
서로 이웃한 제2 터치 전극(520) 사이를 연결하는 제2 연결부(522)는 제2 터치 전극(520)과 다른 층에 배치되어 있다. 즉, 제2 터치 전극(520)과 제1 연결부(512)는 서로 분리되어 있을 수 있으며 별도로 패터닝될 수 있다. 제2 터치 전극(520)과 제2 연결부(522)는 직접적인 접촉을 통해 서로 연결되어 있다.
제1 연결부(512)와 제2 연결부(522) 사이에는 제1 절연막(530)이 위치하여 제1 연결부(512)와 제2 연결부(522)를 서로 절연시킨다. 제1 절연막(530)은 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 제1 연결부(512)와 제2 연결부(522)의 교차부마다 배치된 복수의 독립된 섬형의 절연체일 수 있다. 제1 절연막(530)은 제2 연결부(522)가 제2 터치 전극(520)과 연결될 수 있도록 제2 터치 전극(520)의 적어도 일부를 드러낼 수 있다.
이러한 제1 절연막(530)은 그 가장자리가 둥글려진 형태를 가질 수도 있고, 다각형일 수도 있으며, SiOx, SiNx 또는 SiOxNy으로 형성될 수 있다.
제1 터치 전극(510), 제2 터치 전극(520) 및 제2 연결부(522) 위에는 제2 절연막(540)이 배치되어 있다. 제2 절연막(540)은 터치 활성 영역(TA)의 전반에 걸쳐 배치되어 있으며, SiOx, SiNx 또는 SiOxNy으로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 달리, 서로 이웃한 제2 터치 전극(520) 사이를 연결하는 제2 연결부(522)가 제1 터치 전극(510)과 동일한 층에 위치하며 제1 터치 전극(510)과 일체화되어 있고, 서로 이웃한 제1 터치 전극(510) 사이를 연결하는 제1 연결부(512)는 제1 터치 전극(510)과 다른 층에 위치할 수도 있다.
다시 도 3을 참고하면, 각 행의 서로 연결된 제1 터치 전극(510)은 제1 터치 배선(511)을 통해 터치 센서 제어부(도시하지 않음)와 연결되고, 각 열의 서로 연결된 제2 터치 전극(520)은 제2 터치 배선(521)을 통해 터치 센서 제어부(도시하지 않음)와 연결된다. 제1 터치 배선(511)과 제2 터치 배선(521)은 도 3에 도시한 바와 같이 주변 영역(PA)에 위치할 수 있으나, 이와 달리 터치 활성 영역(TA)에 위치할 수도 있다.
제1 터치 배선(511)과 제2 터치 배선(521)의 끝부분은 제2 기판(310)의 주변 영역(PA)에서 패드부(560)를 형성한다.
제1 터치 전극(510) 및 제2 터치 전극(520)은 박막 표시층(200)으로부터 빛이 투과될 수 있도록 소정의 투과도 이상을 가진다. 예를 들어, 제1 터치 전극(510) 및 제2 터치 전극(520)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 은 나노 와이어(AgNw) 등의 얇은 금속층, 메탈 메쉬(metal mesh), 탄소 나노 튜브(CNT) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 터치 배선(511)과 제2 터치 배선(521)은 제1 터치 전극(510) 및 제2 터치 전극(520)이 포함하는 투명한 도전 물질 또는 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 물질을 포함할 수 있다.
서로 이웃하는 제1 터치 전극(510)과 제2 터치 전극(520)은 접촉 감지 센서로서 기능하는 상호 감지 축전기(mutual sensing capacitor)를 형성한다. 상호 감지 축전기는 제1 터치 전극(510) 및 제2 터치 전극(520) 중 하나를 통해 감지 입력 신호를 입력 받고 외부 물체의 접촉에 의한 전하량 변화를 감지 출력 신호로서 나머지 터치 전극을 통해 출력할 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 달리, 복수의 제1 터치 전극(510)과 복수의 제2 터치 전극(520)은 서로 분리되어 각각 터치 배선(도시하지 않음)을 통해 터치 센세 제어부와 연결될 수도 있다. 이 경우 각 터치 전극은 접촉 감지 센서로서 자가 감지 축전기(self sensing capacitance)를 형성할 수 있다. 자가 감지 축전기는 감지 입력 신호를 입력 받아 소정 전하량으로 충전될 수 있고, 손가락 등의 외부 물체의 접촉이 있으면 충전 전하량에 변화가 생겨 입력된 감지 입력 신호와 다른 감지 출력 신호를 출력할 수 있다.
그러면, 도 6 및 도 7을 참고하여 본 실시예에 따른 박막 표시층에 대해 상세하게 설명한다.
앞서 설명한 바와 같이, 박막 표시층(200)은 복수의 화소를 포함한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 하나의 화소의 배치도이고, 도 7은 도 6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 박막 표시층(200)은 버퍼층(120), 스위칭 및 구동 반도체층(154a, 154b), 게이트 절연막(140), 게이트선(121), 제1 스토리지 축전판(128), 층간 절연막(160), 데이터선(171), 구동 전압선(172), 스위칭 드레인 전극(175a), 구동 드레인 전극(175b) 및 보호막(180)을 포함한다.
버퍼층(120)은 제1 기판(110) 위에 배치되어 있으며, 질화규소(SiNx)의 단일막 또는 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiO2)가 적층된 이중막 구조로 형성될 수 있다. 버퍼층(120)은 불순물 또는 수분과 같이 불필요한 성분의 침투를 방지하면서 동시에 표면을 평탄화하는 역할을 한다.
버퍼층(120) 위에는 스위칭 반도체층(154a) 및 구동 반도체층(154b)이 서로 이격되어 배치되어 있다. 스위칭 반도체층(154a) 및 구동 반도체층(154b)은 다결정 실리콘으로 이루어져 있으며, 채널 영역(1545a, 1545b)과, 소스 영역(1546a, 1546b) 및 드레인 영역(1547a, 1547b)을 포함한다. 소스 영역(1546a, 1546b) 및 드레인 영역(1547a, 1547b)은 각각 채널 영역(1545a, 1545b)의 양 옆에 배치되어 있다.
채널 영역(1545a, 1545b)은 불순물이 도핑되지 않은 폴리 실리콘, 즉 진성 반도체(intrinsic semiconductor)이고, 소스 영역(1546a, 1546b) 및 드레인 영역(1547a, 1547b)은 도전성 불순물이 도핑된 폴리 실리콘, 즉 불순물 반도체(impurity semiconductor)이다.
스위칭 반도체층(154a) 및 구동 반도체층(154b)의 채널 영역(1545a, 1545b) 위에는 게이트 절연막(140)이 배치되어 있다. 게이트 절연막(140)은 질화 규소 및 산화 규소 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 복수층일 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 게이트선(121)이 배치되어 있고, 버퍼층(120) 위에는 제1 스토리지 축전판(128)이 배치되어 있다.
게이트선(121)은 가로 방향으로 길게 뻗어 게이트 신호를 전달하며, 게이트선(121)으로부터 스위칭 반도체층(154a)으로 돌출한 스위칭 게이트 전극(124a)을 포함한다. 게이트선(121)은 제1 게이트 구동 회로(410) 및 제2 게이트 구동 회로(420)에 연결되어 있다.
제1 스토리지 축전판(128)은 제1 스토리지 축전판(128)으로부터 구동 반도체층(154b)으로 돌출되어 있는 구동 게이트 전극(124b)을 포함한다. 스위칭 게이트 전극(124a) 및 구동 게이트 전극(124b)은 각각 채널 영역(1545a, 1545b)과 중첩한다.
게이트선(121), 제1 스토리지 축전판(128) 및 버퍼층(120) 위에는 층간 절연막(160)이 배치되어 있다.
층간 절연막(160)에는 스위칭 반도체층(154a)의 소스 영역(1546a)과 드레인 영역(1547a)을 각각 노출하는 스위칭 소스 접촉 구멍(61a)와 스위칭 드레인 접촉 구멍(62a)이 형성되어 있다. 또한, 층간 절연막(160)에는 구동 반도체층(154b) 소스 영역(1546b)과 드레인 영역(1547b)을 각각 노출하는 구동 소스 접촉 구멍(61b)와 구동 드레인 접촉 구멍(62b)이 형성되어 있다.
층간 절연막(160) 위에는 데이터선(171), 구동 전압선(172), 스위칭 드레인 전극(175a) 및 구동 드레인 전극(175b)이 배치되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 게이트선(121)과 교차하는 방향으로 뻗어 있고, 데이터선(171)으로부터 스위칭 반도체층(154a)을 향해서 돌출되어 있는 스위칭 소스 전극(173a)을 포함한다.
구동 전압선(172)은 구동 전압을 전달하며 데이터선(171)과 분리되어있으며, 데이터선(171)과 동일한 방향으로 뻗어 있다. 구동 전압선(172)은 구동 전압선(172)으로부터 구동 반도체층(154b)을 향해서 돌출되어 있는 구동 소스 전극(173b) 및 구동 전압선(172)에서 돌출하여 제1 스토리지 축전판(128)과 중첩하고 있는 제2 스토리지 축전판(178)을 포함한다. 여기서, 제1 스토리지 축전판(128)과 제2 스토리지 축전판(178)은 층간 절연막(160)을 유전체로 하여 스토리지 커패시터(Cst)를 이룬다.
스위칭 드레인 전극(175a)은 스위칭 소스 전극(173a)과 마주하고 구동 드레인 전극(175b)은 구동 소스 전극(173b)과 마주한다.
스위칭 소스 전극(173a)과 스위칭 드레인 전극(175a)은 각각 스위칭 소스 접촉 구멍(61a)와 스위칭 드레인 접촉 구멍(62a)을 통하여, 스위칭 반도체층(154a)의 소스 영역(1546a)과 드레인 영역(1547a)에 연결되어 있다. 또한, 스위칭 드레인 전극(175a)은 연장되어 층간 절연막(160)에 형성되어 있는 제1 접촉 구멍(63)을 통해서 제1 스토리지 축전판(128) 및 구동 게이트 전극(124b)과 전기적으로 연결되어 있다.
구동 소스 전극(173b)과 구동 드레인 전극(175b)은 각각 구동 소스 접촉 구멍(61b)와 구동 드레인 접촉 구멍(62b)을 통하여, 구동 반도체층(154b)의 소스 영역(1546b)과 드레인 영역(1547b)에 연결되어 있다.
스위칭 반도체층(154a), 스위칭 게이트 전극(124a), 스위칭 소스 전극(173a) 및 스위칭 드레인 전극(175a)은 스위칭 박막 트랜지스터(T1)를 이루고, 구동 반도체층(154b), 구동 게이트 전극(124b), 구동 소스 전극(173b) 및 구동 드레인 전극(175b)은 구동 박막 트랜지스터(T2)를 이룬다.
데이터선(171), 구동 전압선(172), 스위칭 드레인 전극(175a) 및 구동 드레인 전극(175b) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다.
보호막(180)에는 구동 드레인 전극(175b)를 노출하는 제2 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 유기 발광 다이오드(70) 및 화소 정의막(350)이 배치되어 있다.
유기 발광 다이오드(70)는 화소 전극(191), 유기 발광층(360) 및 공통 전극(270)을 포함한다.
화소 전극(191)은 보호막(180) 위에 배치되어 있고, 층간 절연막(160)에 형성된 제2 접촉 구멍(185)을 통해서 구동 박막 트랜지스터(T2)의 구동 드레인 전극(175b)과 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 화소 전극(191)은 유기 발광 다이오드(70)의 애노드(anode) 전극이 된다.
화소 전극(191)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등의 투명한 도전 물질이나 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au) 등의 반사성 금속으로 이루어질 수 있다.
화소 정의막(350)은 화소 전극(191)의 가장자리부 및 보호막(180) 위에 배치되어 있다.
화소 정의막(350)은 화소 전극(191)을 노출하는 개구부를 가진다. 화소 정의막(350)은 폴리아크릴계(polyacrylates) 또는 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지로 이루어질 수 있다.
화소 정의막(350)의 개구부 내의 화소 전극(191) 위에는 유기 발광층(360)이 배치되어 있다. 유기 발광층(360)은 발광층, 정공 수송층(hole-injection layer, HIL), 정공 수송층(hole-transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron-transporting layer, ETL) 및 전자 주입층(electron-injection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 복수층으로 이루어져 있다. 유기 발광층(360)이 이들 모두를 포함할 경우 정공 주입층이 애노드 전극인 화소 전극(191) 위에 위치하고 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층될 수 있다.
유기 발광층(360)은 적색을 발광하는 적색 유기 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 유기 발광층 및 청색을 발광하는 청색 유기 발광층을 포함할 수 있으며, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층은 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 형성되어 컬러 화상을 구현하게 된다.
또한, 유기 발광층(360)은 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 모두 함께 적층하고, 각 화소별로 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 다른 예로, 백색을 발광하는 백색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 모두에 형성하고, 각 화소별로 각각 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수도 있다. 백색 유기 발광층과 색필터를 이용하여 컬러 화상을 구현하는 경우, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 각각의 개별 화소 즉, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 증착하기 위한 증착 마스크를 사용하지 않아도 된다.
다른 예에서 설명한 백색 유기 발광층은 하나의 유기 발광층으로 형성될 수 있음은 물론이고, 복수 개의 유기 발광층을 적층하여 백색을 발광할 수 있도록 한 구성까지 포함한다. 예로, 적어도 하나의 옐로우 유기 발광층과 적어도 하나의 청색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 시안 유기 발광층과 적어도 하나의 적색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 마젠타 유기 발광층과 적어도 하나의 녹색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성 등도 포함할 수 있다.
공통 전극(270)은 화소 정의막(350) 및 유기 발광층(360) 위에 배치되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명한 도전 물질이나 리튬, 칼슘, 플루오르화리튬/칼슘, 플루오르화리튬/알루미늄), 알루미늄, 은, 마그네슘, 또는 금 등의 반사성 금속으로 이루어질 수 있다. 이러한 공통 전극(270)은 유기 발광 다이오드(70)의 캐소드(cathode) 전극이 된다.
한편, 접촉 감지층(500)은 다른 형상으로 형성될 수 있다. 이에, 도 8을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감지층(500)에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉 감지층을 도시한 평면도이다.
도 8을 참고하면, 제2 기판(310)의 내면에 접촉 감지층(500)이 배치되어 있다. 접촉 감지층(500)은 터치를 감지할 수 있는 터치 활성 영역(touch active area)(TA) 내에 배치되어 있다.
본 실시예에 따른 접촉 감지층(500)은 복수의 터치 전극을 포함하며, 복수의 터치 전극은 복수의 제1 터치 전극(510) 및 복수의 제2 터치 전극(520)을 포함한다. 제1 터치 전극(510)과 제2 터치 전극(520)은 서로 분리되어 있다.
복수의 제1 터치 전극(510) 및 복수의 제2 터치 전극(520)은 터치 활성 영역(TA)에서 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 분산되어 배치되어 있다. 복수의 제1 터치 전극(510)은 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치되고, 복수의 제2 터치 전극(520)도 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치되어 있다.
제1 터치 전극(510) 및 제2 터치 전극(520) 각각은 삼각형 형상이고, 제1 터치 전극(510)은 제1 터치 연결부(540)를 통하여 연결되어 있고, 제2 터치 전극(520)은 제2 터치 연결부(550)를 통하여 연결되어 있다.
제1 터치 연결부(540)는 행 방향으로 배치되어 있으며, 복수 개의 제1 터치 전극(510) 중 일부를 연결하고, 제2 터치 연결부(550)는 행 방향으로 배치되어 있으며, 복수 개의 제2 터치 전극(520) 중 일부를 연결한다.
제1 터치 전극(510) 및 제2 터치 전극(520)은 동일한 층에 형성될 수 있으며, 제1 터치 전극(510) 및 제2 터치 전극(520)을 절연시키기 위한 절연막이 형성될 수 있다.
제1 터치 연결부(540)에 의해 연결된 제1 터치 전극(510)은 제1 터치 배선(511)을 통하여 터치 센서 제어부(도시하지 않음)와 연결되고, 터치 전극(520)은 제2 터치 배선(521)을 통해 터치 센서 제어부(도시하지 않음)와 연결된다.
제1 터치 배선(511)과 제2 터치 배선(521)은 도 3에 도시한 바와 같이 주변 영역(PA)에 위치할 수 있으나, 이와 달리 터치 활성 영역(TA)에 위치할 수도 있다.
제1 터치 배선(511)과 제2 터치 배선(521)의 끝부분은 제2 기판(310)의 주변 영역(PA)에서 패드부(560)를 형성한다.
이상의 도 3 및 도 8에 따른 접촉 감지층은 정전 용량 방식의 접촉 감지를 설명하였지만, 앞서 언급한 바와 같이, 이에 한정하지 않고, 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식의 접촉 감지층이 배치되어 있을 수 있다.
이하에서는 도 9 내지 도 11을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 제1 패널(100), 제1 패널(100)에 대향하는 제2 패널(300) 및 제1 패널(100)과 제2 패널(300) 사이에 개재되어 있는 액정층(600)을 포함한다.
제1 패널(100)과 제2 패널(300)은 밀봉재 (330)에 의해 서로 합착되어 있다. 밀봉재(330)는 주변 영역(PA)에 배치되어 있다.
주변 영역(PA)에는 제1 게이트 구동 회로(410) 및 제2 게이트 구동 회로(420)가 배치되어 있다. 제1 게이트 구동 회로(410) 및 제2 게이트 구동 회로(420)는 표시 영역(DA)에 게이트 구동 신호를 인가하며, 표시 영역(DA)의 좌측 및 우측에 각각 배치되어 있다.
제1 게이트 구동 회로(410) 및 제2 게이트 구동 회로(420)는 그 일부가 밀봉재(330)와 중첩하여 배치되어 있다.
제1 패널(100)은 유리 또는 플라스틱 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 제1 기판(110) 및 박막 표시층(200)을 포함한다. 박막 표시층(200)은 표시 영역(DA)에 배치되어 있으며, 제1 기판(110)의 내면 즉, 제1 기판(110)의 양면 중, 제2 패널(300)과 마주하는 면에 배치되어 있다.
박막 표시층(200)은 복수의 화소를 포함한다. 각 화소는 후술하는 박막 트랜지스터 및 액정층(600)에 전계를 인가하는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)을 포함한다.
또한, 제1 패널(100)은 주변 영역(PA)에 배치되어 있는 제3 하부 게이트 구동 회로(415), 제4 하부 게이트 구동 회로(425), 제3 하부 게이트 구동 회로(415)에 연결되어 있는 제1 하부 접촉부(413) 및 제4 하부 게이트 구동 회로(425)에 연결되어 있는 제2 하부 접촉부(423)를 포함한다.
제1 하부 접촉부(413) 및 제2 하부 접촉부(423)는 도전성 물질로 이루어져 있다.
제3 하부 게이트 구동 회로(415), 제4 하부 게이트 구동 회로(425), 제1 하부 접촉부(413) 및 제2 하부 접촉부(423)는 제1 기판(110)의 내면 즉, 제1 기판(110)의 양면 중, 제2 패널(300)과 마주하는 면에 배치되어 있다.
제1 하부 게이트 구동 회로(411) 및 제2 하부 게이트 구동 회로(421)는 각 화소에 연결되어 있다.
제2 패널(300)은 유리 또는 플라스틱 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 제2 기판(310) 및 접촉 감지층(500)을 포함한다. 접촉 감지층(500)은 제2 기판(310)의 내면 즉, 제2 기판(310)의 양면 중 제1 패널(100)과 마주하는 면에 배치되어 있다. 이에, 접촉 감지층(500)은 박막 표시층(200)과 마주하고 있다. 또한, 제2 기판(310)의 외면을 식각하여 제2 기판(310)의 두께를 감소시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 접촉 감지층(500)은 도 1의 실시예에 따른 표시 장치의 접촉 감지층과 동일하다. 이에, 본 실시예에 따른 접촉 감지층(500)의 설명은 생략한다.
또한, 제2 패널(300)은 주변 영역(PA)에 배치되어 있는 제3 상부 게이트 구동 회로(416), 제4 상부 게이트 구동 회로(426), 제3 상부 게이트 구동 회로(416)에 연결되어 있는 제1 상부 접촉부(414) 및 제4 상부 게이트 구동 회로(426)에 연결되어 있는 제2 상부 접촉부(424)를 포함한다.
제1 상부 접촉부(414) 및 제2 상부 접촉부(424)는 도전성 물질로 이루어져 있다.
제3 상부 게이트 구동 회로(416), 제4 상부 게이트 구동 회로(426), 제1 상부 접촉부(414) 및 제2 상부 접촉부(424)는 제2 기판(310)의 내면 즉, 제2 기판(310)의 양면 중 제1 패널(100)과 마주하는 면에 배치되어 있다.
제3 하부 게이트 구동 회로(415)와 제3 상부 게이트 구동 회로(416)가 서로 마주하고 있고, 제4 하부 게이트 구동 회로(425)와 제4 상부 게이트 구동 회로(426)가 서로 마주하고 있다. 또한, 제1 하부 접촉부(413)와 제1 상부 접촉부(414)가 서로 마주하고 있고, 제2 하부 접촉부(423)와 제2 상부 접촉부(424)가 서로 마주하고 있다.
밀봉재(330)는 제1 패널(100)과 제2 패널(300)을 합착하는데, 제1 하부 게이트 구동 회로(411) 및 제1 상부 게이트 구동 회로(412)와 일부 중첩하고, 제2 하부 게이트 구동 회로(421) 및 제2 상부 게이트 구동 회로(422)와 일부 중첩한다.
밀봉재(330)의 내부에는 도전성 물질로 이루어진 복수 개의 도전볼(335)이 배치되어 있다. 복수 개의 도전볼(335)들은 서로 접촉되어 있다.
또한, 도전볼(335)은 밀봉재(330)가 제3 하부 게이트 구동 회로(415) 및 제3 상부 게이트 구동 회로(416)와 중첩하는 부분에서 제1 하부 접촉부(413) 및 제1 상부 접촉부(414)에 접촉되어 있다. 이에, 제1 하부 접촉부(413) 및 제1 상부 접촉부(414)는 도전볼(335)에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 제3 하부 게이트 구동 회로(415)와 제3 상부 게이트 구동 회로(416)는 전기적으로 연결된다. 이러한 제3 하부 게이트 구동 회로(415)와 제3 상부 게이트 구동 회로(416)는 제1 게이트 구동 회로(410)를 이룬다.
또한, 도전볼(335)은 밀봉재(330)가 제4 하부 게이트 구동 회로(425) 및 제4 상부 게이트 구동 회로(426)와 중첩하는 부분에서 제2 하부 접촉부(423) 및 제2 상부 접촉부(424)에 접촉되어 있다. 이에, 제2 하부 접촉부(423) 및 제2 상부 접촉부(424)는 도전볼(335)에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 제4 하부 게이트 구동 회로(425)와 제2 상부 게이트 구동 회로(426)는 전기적으로 연결된다. 이러한 제4 하부 게이트 구동 회로(425)와 제4 상부 게이트 구동 회로(426)는 제2 게이트 구동 회로(420)를 이룬다.
제1 게이트 구동 회로(410) 및 제2 게이트 구동 회로(410)는 각각 표시 영역(DA)에 게이트 신호를 인가하는데, 제3 하부 게이트 구동 회로(415) 및 제4 하부 게이트 구동 회로(425)는 각각 복수 개의 박막 트랜지스터를 포함하고, 제3 상부 게이트 구동 회로(416) 및 제4 상부 게이트 구동 회로(426)는 각각 복수 개의 커패시터를 포함한다.
그러면, 도 10 및 도 11을 참고하여 본 실시예에 따른 박막 표시층에 대해 설명한다.
앞서 설명한 바와 같이, 박막 표시층(200)은 복수의 화소를 포함한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 하나의 화소의 배치도이고, 도 11은 도 10의 절단선 ⅩⅠ-ⅩⅠ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 본 실시예에 따른 박막 표시층(200)은 게이트선(121), 유지 전극선(131), 게이트 절연막(140), 반도체층(151), 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165), 데이터선(171), 드레인 전극(175), 화소 전극(191), 보호막(180) 및 공통 전극(270)을 포함한다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(124)을 포함한다. 게이트선(121)은 제1 게이트 구동 회로(410) 및 제2 게이트 구동 회로(420)에 연결되어 있다.
유지 전극선(131)은 기준 전압(reference voltage)를 인가 받으며, 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗어 있으며, 유지 전극선(131)은 아래로 돌출한 복수의 돌출부(135)를 포함한다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 배치되어 있다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 반도체층(151)이 배치되어 있다. 반도체층(151)은 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 반도체층(151)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 돌출부(154)를 포함한다.
반도체층(151) 위에는 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 배치되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 각 선형 저항성 접촉 부재(161)는 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체층(151)의 돌출부(154) 위에 배치되어 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165) 위에는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)이 배치되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 소스 전극(173)을 포함한다.
드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다. 드레인 전극(175)은 막대형인 한 쪽 끝 부분과 면적이 넓은 확장부를 포함한다. 막대형 끝 부분은 구부러진 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체층(151)의 돌출부(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(151)의 돌출부(154)에 형성된다.
저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 아래의 반도체층(151)과 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다.
드레인 전극(175) 및 게이트 절연막(140) 위에는 화소 전극(191)이 배치되어 있다.
화소 전극(191)은 화소 영역을 덮고 있는 판 형태(plane shape)를 가지고, 드레인 전극(175)의 확장부와 직접 접촉하여 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
화소 전극(191)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있다.
소스 전극(173), 드레인 전극(175), 노출된 반도체층(151)의 돌출부(154) 부분 및 화소 전극(191) 위에는 보호막(180)이 배치되어 있다.
보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄할 수 있다. 무기 절연물의 예로는 질화규소와 산화규소를 들 수 있다. 유기 절연물은 감광성(photosensitivity)을 가질 수 있으며 그 유전 상수(dielectric constant)는 약 4.0 이하인 것이 바람직하다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체층(151)의 돌출부(154) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.
보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 유지 전극선(131)의 돌출부(135)를 노출하는 제3 접촉 구멍(187)가 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 공통 전극(270)이 배치되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있다. 또한, 공통 전극(270)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 등의 불투명한 도전 물질로 이루어질 수 있다.
공통 전극(270)은 제3 접촉 구멍(187)을 통하여 유지 전극선(131)의 돌출부(135)와 연결되어 있으며, 유지 전극선(131)으로부터 기준 전압(reference voltage)을 인가 받는다.
공통 전극(270)은 복수의 가지 전극(271)을 포함한다. 공통 전극(270)의 가지 전극(271)은 게이트선(121)과 거의 나란한 방향으로 뻗어 있으며, 게이트선(121)과 약 5도 내지 약 20도의 각도를 이루도록 기울어질 수 있다.
데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 기준 전압을 인가 받는 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써, 두 전극(191, 270) 위에 위치하는 액정층(600)의 액정 분자는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층(600)을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 제1 패널 110: 제1 기판
200: 박막 표시층 300: 제2 패널
310: 제2 기판 330: 밀봉재
335: 도전볼 410: 제1 게이트 구동 회로
420: 제2 게이트 구동 회로 500: 접촉 감지층

Claims (15)

  1. 화상을 표시하는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 주변에 배치되어 있는 주변 영역을 포함하는 제1 패널,
    상기 제1 패널과 마주하는 제2 패널, 그리고
    상기 제1 패널 및 상기 제2 패널을 합착하는 밀봉재를 포함하고,
    상기 제1 패널은
    제1 기판,
    상기 제1 기판의 상기 제2 패널과 마주하는 면의 상기 표시 영역에 배치되어 있는 박막 표시층, 그리고
    상기 제1 기판의 상기 제2 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 박막 표시층의 일측에 배치되어 있는 제1 하부 게이트 구동 회로를 포함하고,
    상기 제2 패널은
    제2 기판,
    상기 제2 기판의 상기 제1 패널과 마주하는 면에 배치되어 있는 접촉 감지층, 그리고
    상기 제2 기판의 상기 제1 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 접촉 감지층의 일측에 배치되어 있는 제1 상부 게이트 구동 회로를 포함하고,
    상기 밀봉재는 상기 제1 하부 게이트 구동 회로 및 상기 제1 상부 게이트 구동 회로와 중첩하고,
    상기 밀봉재는 복수 개의 도전볼을 포함하며, 상기 제1 하부 게이트 구동 회로 및 상기 제1 상부 게이트 구동 회로는 상기 도전볼을 통하여 전기적으로 연결되어 있는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 패널은 상기 제1 하부 게이트 구동 회로에 연결되어 있으며, 도전성 물질로 이루어져 있는 제1 하부 접촉부를 더 포함하는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제2 패널을 상기 제1 상부 게이트 구동 회로에 연결되어 있으며, 상기 도전성 물질로 이루어져 있는 제1 상부 접촉부를 더 포함하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 밀봉재는 상기 제1 하부 접촉부와 상기 제1 상부 접촉부와 중첩하고,
    상기 제1 하부 접촉부 및 상기 제1 상부 접촉부는 상기 도전볼을 통하여 전기적으로 연결되어 있는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 패널은
    상기 제1 기판의 상기 제2 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 박막 표시층의 타측에 배치되어 있는 제2 하부 게이트 구동 회로 및
    상기 제2 하부 게이트 구동 회로에 연결되어 있으며, 상기 도전성 물질로 이루어져 있는 제2 하부 접촉부를 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제2 패널은 상기 제2 기판의 상기 제1 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 접촉 감지층의 타측에 배치되어 있는 제2 상부 게이트 구동 회로를 더 포함하고 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 패널은 상기 제2 기판의 상기 제1 패널과 마주하는 면의 상기 주변 영역에 배치되어 있으며, 상기 접촉 감지층의 타측에 배치되어 있는 제2 상부 게이트 구동 회로 및
    상기 제2 상부 게이트 구동 회로에 연결되어 있으며, 상기 도전성 물질로 이루어져 있는 제2 상부 접촉부를 더 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 밀봉재는 상기 제2 하부 접촉부와 상기 제2 상부 접촉부와 중첩하고,
    상기 제2 하부 접촉부 및 상기 제2 상부 접촉부는 상기 도전볼을 통하여 전기적으로 연결되어 있는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 박막 표시층은 복수의 화소를 포함하고,
    상기 각 화소는 유기 발광 다이오드를 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 하부 게이트 구동 회로 및 상기 제2 하부 게이트 구동 회로는 게이트 신호를 상기 표시 영역에 인가하고,
    상기 제1 상부 게이트 구동 회로는 발광 신호를 상기 표시 영역에 인가하고,
    상기 제2 상부 게이트 구동 회로는 게이트 초기화 신호를 상기 표시영역에 인가하는 표시 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이에 개재되어 있는 액정층을 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 박막 표시층은 상기 액정층에 전계를 인가하는 화소 전극 및 공통 전극을 포함하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 하부 게이트 구동 회로 및 상기 제2 하부 게이트 구동 회로는 복수 개의 박막 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 상부 게이트 구동 회로 및 상기 제2 상부 게이트 구동 회로는 복수 개의 커패시터를 포함하는 표시 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 접촉 감지층은 복수의 제1 터치 전극 및 상기 제1 터치 전극과 분리되어 있으며, 상기 제1 터치 전극과 동일한 층에 위치하는 복수의 제2 터치 전극을 포함하는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 터치 전극 및 상기 제2 터치 전극은 서로 중첩하지 않고, 교호적으로 배치되어 있으며,
    복수의 상기 제1 터치 전극은 복수의 제1 연결부에 의해 서로 연결되어 있고,
    복수의 상기 제2 터치 전극은 복수의 제2 연결부에 의해 서로 연결되어 있는 표시 장치.
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