KR20160087981A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20160087981A
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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시 영역, 표시 영역 밖에 위치하는 주변 영역을 가지는 기판, 주변 영역에 형성되어 있는 밀봉재, 밀봉재 위에 형성되어 있는 제1 간격재, 제1 간격재 위에 형성되어 있는 봉지 기판, 표시 영역과 마주하는 봉지 기판 위에 형성되어 있는 터치 센서를 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 터치 센서를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등의 표시 장치, 휴대용 전송 장치, 그 밖의 정보 처리 장치 등은 다양한 입력 장치를 이용하여 기능을 수행한다. 최근, 이러한 입력 장치로서 터치 감지 장치를 구비하는 입력 장치가 많이 사용되고 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 터치 센서를 통해 구현될 수 있다. 터치 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 공진형(electromagnetic resonance type, EMR), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 터치 감지 방식에 따라 분류될 수 있다.
예를 들어 저항막 방식의 터치 센서의 경우 서로 마주하여 이격되어 있는 두 전극이 외부 물체에 의한 압력에 의해 서로 접촉될 수 있다. 두 전극이 서로 접촉되면 그 위치에서의 저항 변화에 따른 전압 변화를 인지하여 접촉 위치 등을 알아낼 수 있다.
예를 들어 정전 용량 방식의 터치 센서는 감지 신호를 전달할 수 있는 감지 전극으로 이루어진 감지 축전기를 포함하고, 손가락과 같은 도전체가 센서에 접근할 때 발생하는 감지 축전기의 정전 용량(capacitance)의 변화를 감지하여 접촉 여부와 접촉 위치 등을 알아낼 수 있다. 정전 용량 방식은 사용자가 언제나 터치 스크린을 접촉하여야 터치가 감지될 수 있으며 도전성 물체에 의한 접촉이 필요하다.
이러한 터치 센서는 표시 장치에 내장되거나(in-cell type) 표시 장치의 바깥쪽 면에 형성(on-cell type)될 수 있다.
그러나 터치 센서가 표시 장치에 내장될 경우, 바깥쪽 면에 터치 센서가 형성될 경우보다 표시 장치의 구동 신호로 인한 기생 용량에 따른 터치 센서의 센싱 감도가 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명에서는 터치 센서가 표시 장치에 내장되더라도 기생 용량으로 인한 센싱 감도가 떨어지지 않는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시 영역, 표시 영역 밖에 위치하는 주변 영역을 가지는 기판, 주변 영역에 형성되어 있는 밀봉재, 밀봉재 위에 형성되어 있는 제1 간격재, 제1 간격재 위에 형성되어 있는 봉지 기판, 표시 영역과 마주하는 봉지 기판 위에 형성되어 있는 터치 센서를 포함한다.
상기 제1 간격재는 기판 전체에 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 간격재는 투명 절연 물질로 이루어질 수 있다.
상기 투명 절연 물질은 PbO, SnO, V2O5, P2O5, BaO, ZnO, B2O3 또는 Bi2O3 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 표시 영역에 위치하는 복수의 제2 간격재를 더 포함할 수 있다.
상기 화소는 트랜지스터, 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극, 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극을 노출하는 개구부를 가지는 화소 정의막, 개구부 내에 위치하는 유기 발광층, 유기 발광층 위에 형성되어 있는 제2 전극을 포함하고, 제2 간격재는 화소 정의막과 대응하는 영역에 위치할 수 있다.
상기 제2 간격재는 기둥형일 수 있다.
상기 화소는 행열을 이루어 배치되어 있으며, 제2 간격재는 화소 행 및 화소 열 중 적어도 하나를 따라서 형성되어 선형일 수 있다.
상기 제1 간격재와 제2 간격재는 투명 절연 물질로 이루어질 수 있다.
상기 투명 절연 물질은 PbO, SnO, V2O5, P2O5, BaO, ZnO, B2O3 또는 Bi2O3 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 터치 센서는 정전 용량 방식 터치 센서일 수 있다.
본 발명에서와 같이 투명 간격재를 형성하면, 터치 전극과 표시 기판 사이에 일정한 간격을 형성함으로서, 표시 기판의 구동 회로로 인한 기생 용량의 발생을 최소화할 수 있다. 따라서 이로 인한 센싱 감도가 떨어지는 것을 방지하여 고품질의 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널의 개략적인 평면도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 제조하기 위한 순서도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 10은 도 9의 X-X선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 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 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판(100), 기판 위에 형성되어 있는 복수의 화소(P), 화소(P)를 둘러싸며 기판(100) 위에 형성되어 있는 밀봉재(300), 밀봉재(300) 위에 형성되어 있는 투명 간격재(400), 투명 간격재(400) 위에 형성되어 있는 터치 패널(500), 터치 패널(500) 위에 형성되어 있는 봉지 기판(200)을 포함한다.
기판(100)과 봉지 기판(200)은 유리, 석영, 세라믹 및 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르 술폰 등의 플라스틱으로 이루어진 투명한 절연성 기판일 수 있다. 또한, 기판(100)과 봉지 기판(200)이 플라스틱 등으로 만들어질 경우 기판(100) 및 봉지 기판은 접히거나(foldable, bendable), 말리거나(rollable), 적어도 한 방향으로 늘어나는(stretchable) 것과 같은 신축성(elasticity) 등의 유연성을 가지는 투명한 가요성(flexible) 기판일 수 있다.
각각의 화소(P)는 기판(100) 위에 위치하는 박막 트랜지스터(Q), 박막 트랜지스터(Q)와 연결된 제1 전극(710), 제1 전극(710) 위에 형성되어 있는 발광층(720), 발광층(720) 위에 형성되어 있는 제2 전극(730)을 포함한다.
박막 트랜지스터(Q) 위에는 화소 정의막(190)이 형성되어 있으며, 화소 정의막(190)은 제1 전극(710)을 노출하는 개구부(95)를 가진다. 화소(P)의 발광층(720)은 화소 정의막(190)의 개구부(720) 내에 위치한다.
기판(100) 위에는 화소(P)와 전기적으로 연결된 구동부(600))가 형성되어 있다. 구동부(600)는 화소를 제어하기 위한 구동 회로를 포함하며, 구동 회로는 기판 위에 화소의 박막 트랜지스터와 함께 집적되거나, 구동 IC가 실장될 수 있다. 구동 회로는 패드를 통해서 외부 신호를 인가 받을 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대해서 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 3는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판 위에 형성되어 있는 복수의 신호선(121, 171, 172)과 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬(matrix)의 형태로 배열된 복수의 화소(P)를 포함한다.
신호선은 게이트 신호(또는 주사 신호)를 전달하는 복수의 제1 신호선(121), 데이터 신호를 전달하는 복수의 제2 신호선(171) 및 구동 전압(Vdd)을 전달하는 복수의 제3 신호선(172)을 포함한다. 제1 신호선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 제2 신호선(171) 및 제3 신호선(172)은 제1 신호선(121)과 교차하여 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행한다.
각 화소(P)는 구동 박막 트랜지스터(driving thin film transistor)(Qd), 스위칭 박막 트랜지스터(switching thin film transistor)(Qs), 유지 축전기(storage capacitor)(Cst) 및 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)(LD)를 포함한다.
구동 박막 트랜지스터(Qd)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)에 연결되어 있고, 입력 단자는 제3 신호선(172)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 다이오드(LD)에 연결되어 있다. 구동 박막 트랜지스터(Qd)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(ILD)를 흘린다.
스위칭 박막 트랜지스터(Qs)도 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 제1 신호선(121)에 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 신호선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 박막 트랜지스터(Qd)에 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)는 제1 신호선(121)에 인가되는 주사 신호에 응답하여 제2 신호선(171)에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막 트랜지스터(Qd)에 전달한다.
유지 축전기(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 이 유지 축전기(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)가 턴 오프(turn-off)된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 다이오드(LD)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode), 공통 전압(Vss)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 다이오드(LD)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 출력 전류(ILD)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
이때, 한 화소에 포함되는 스위칭 박막 트랜지스터와 구동 박막 트랜지스터는 동일한 층상 구조를 가지므로, 구동 박막 트랜지스터(Qd) 및 유기 발광 다이오드(LD)를 중심으로 적층 순서에 따라 상세히 설명한다. 이하에서는 도 3의 구동 박막 트랜지스터(Qd)를 박막 트랜지스터(Q)라 한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 유기 발광 표시 장치(1000)는 기판(100)을 포함하고, 기판(100) 위에는 버퍼층(120)이 형성되어 있다.
버퍼층(120)은 질화 규소(SiNx)의 단일막 또는 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOX)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 다결정 규소로 이루어진 반도체(135)가 형성되어 있다.
반도체(135)는 채널 영역(1355), 채널 영역(1355)의 양측에 각각 형성된 소스 영역(1356) 및 드레인 영역(1357)로 구분된다. 반도체의 채널 영역(1355)은 불순물이 도핑되지 않은 다결정 규소, 즉 진성 반도체(intrinsic semiconductor)이다. 소스 영역(1356) 및 드레인 영역(1357)은 도전성 불순물이 도핑된 다결정 규소, 즉 불순물 반도체(impurity semiconductor)이다. 소스 영역(1356), 드레인 영역(1357)에 도핑되는 불순물은 p형 불순물 및 n형 불순물 중 어느 하나 일 수 있다.
반도체(135) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소 및 산화 규소 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 복수층일 수 있다.
반도체(135) 위에는 게이트 전극(155)이 형성되어 있으며, 게이트 전극(155)은 채널 영역(1355)과 중첩한다.
게이트 전극(155)은 Al, Ti, Mo, Cu, Ni 또는 이들의 합금과 같이 저저항 물질 또는 부식이 강한 물질을 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있다.
게이트 전극(155) 위에는 제1 층간 절연막(160)이 형성된다. 제1 층간 절연막(160)은 게이트 절연막(140)과 마찬가지로 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소 또는 산화 규소 등으로 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
제1 층간 절연막(160)과 게이트 절연막(140)에는 소스 영역(1356)과 드레인 영역(1357)을 각각 노출하는 소스 접촉 구멍(66)과 드레인 접촉 구멍(67)을 갖는다.
제1 층간 절연막(160) 위에는 소스 전극(176) 및 드레인 전극(177)이 형성되어 있다. 소스 전극(176)은 접촉 구멍(66)을 통해서 소스 영역(1356)과 연결되어 있고, 드레인 전극(177)은 접촉 구멍(67)을 통해서 드레인 영역(1357)과 연결되어 있다.
소스 전극(176) 및 드레인 전극(177)은 Al, Ti, Mo, Cu, Ni 또는 이들의 합금과 같이 저저항 물질 또는 부식이 강한 물질을 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있다. 예를 들어, Ti/Cu/Ti, Ti/Ag/Ti, Mo/Al/Mo의 삼중층일 수 있다.
게이트 전극(155), 소스 전극(176) 및 드레인 전극(177)은 각각 도 3의 제어 전극, 입력 전극 및 출력 전극으로, 반도체(135)와 함께 박막 트랜지스터를 이룬다. 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(176)과 드레인 전극(177) 사이의 반도체(135)에 형성된다.
소스 전극(176)과 드레인 전극(177) 위에는 제2 층간 절연막(180)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(180)은 드레인 전극(177)을 노출하는 접촉 구멍(85)을 포함한다.
제2 층간 절연막(180)은 제1 층간 절연막과 마찬가지로 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소 또는 산화 규소 등으로 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있으며, 저유전율 유기 물질로 이루어질 수 있다.
제2 층간 절연막(180) 위에는 제1 전극(710)이 형성되어 있다. 제1 전극(710)은 접촉 구멍(85)을 통해서 드레인 전극(177)과 전기적으로 연결되며, 제1 전극(710)은 도 3의 유기 발광 다이오드의 애노드 전극일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에서는 제1 전극(710)과 드레인 전극(177) 사이에 층간 절연막을 형성하였으나, 제1 전극(710)은 드레인 전극(177)과 동일한 층에 형성할 수 있으며, 드레인 전극(177)과 일체형일 수 있다.
제1 전극(710)위에는 화소 정의막(190)이 형성되어 있다.
화소 정의막(190)은 제1 전극(710)을 노출하는 개구부(95)를 가진다. 화소 정의막(190)은 폴리아크릴계(polyacrylates) 또는 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지와 실리카 계열의 무기물 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
화소 정의막(190)의 개구부(95)에는 유기 발광층(720)이 형성되어 있다.
유기 발광층(720)은 발광층과 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 형성된다.
유기 발광층(720)이 이들 모두를 포함할 경우 정공 주입층이 애노드 전극인 제1 전극(710) 위에 위치하고 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층될 수 있다.
발광층은 적색을 발광하는 적색 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 발광층 및 청색을 발광하는 청색 발광층을 포함할 수 있으며, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층은 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 형성되어 컬러 화상을 구현하게 된다.
또한, 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 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 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 발광층과 색필터를 이용하여 컬러 화상을 구현하는 경우, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 발광층을 각각의 개별 화소 즉, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 증착하기 위한 증착 마스크를 사용하지 않아도 된다.
또한, 백색 발광층은 백색광을 발광하는 하나의 발광층으로 형성될 수 있음은 물론이고, 복수 개의 서로 다른 색을 발광하는 발광층을 적층하여 백색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 옐로우 발광층과 적어도 하나의 청색 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 시안 발광층과 적어도 하나의 적색 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 마젠타 발광층과 적어도 하나의 녹색 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성 등도 포함할 수 있다.
화소 정의막(190) 및 유기 발광층(720) 위에는 도 3의 캐소드 전극인 제2 전극(730)이 형성되어 있다.
제1 전극(710), 유기 발광층(720) 및 제2 전극(730)은 유기 발광 다이오드(LD)를 이룬다.
유기 발광 다이오드(LD)가 빛을 방출하는 방향에 따라서 유기 발광 표시 장치는 전면 표시형, 배면 표시형 및 양면 표시형 중 어느 한 구조를 가질 수 있다.
전면 표시형일 경우 제1 전극(710)은 반사막으로 형성하고 제2 전극(730)은 반투과막 또는 투과막으로 형성한다. 반면, 배면 표시형일 경우 제1 전극(710)은 반투과막으로 형성하고 제2 전극(730)은 반사막으로 형성한다. 그리고 양면 표시형일 경우 제1 전극(710) 및 제2 전극(730)은 투명막 또는 반투명막으로 형성한다.
반사막 및 반투명막은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr) 및 알루미늄(Al) 중 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 사용하여 만들어진다. 반사막과 반투과막은 두께로 결정되며, 반투과막은 200nm 이하의 두께로 형성될 수 있다. 두께가 얇아질수록 빛의 투과율이 높아지나, 너무 얇으면 저항이 증가한다.
투명막은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide) 또는 In2O3(indium oxide) 등의 물질로 이루어진다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제2 전극(730) 위에는 캐핑막(33)이 형성될 수 있다. 캐핑막(33)은 유기 물질로 이루어지는 절연 물질일 수 있으며, 제2 전극(730)의 표면을 보호한다.
투명 간격재(400)는 주변 영역(TB)에 위치하며 주변 영역(TB) 둘러싸도록 형성되어 있는 제1 간격재(42)와 표시 영역(TA)에 위치하는 제2 간격재(44)를 포함한다. 제1 간격재(42)는 밀봉재(300)와 중첩한다.
기판(100)과 봉지 기판(200)은 투명 간격재(400) 및 밀봉재(300)에 의해서 표시 영역(TA)을 밀봉하도록 서로 합착된다.
제2 간격재(44)는 화소(P)와 화소 사이에 위치하며, 기둥형일 수 있다. 제2 간격재(44)의 횡단면은 도 1에서와 같이 원형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 삼각형, 사각형과 같은 다각형일 수 있다. 제2 간격재(44)는 화소의 발광층과 중첩하지 않도록 화소 정의막(190)과 중첩한다.
투명 간격재(400)는 투과율이 85%이상이 투명 절연 물질로, 예를 들어 PbO, SnO, V2O5, P2O5, BaO, ZnO, B2O3, Bi2O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 투명 간격재(400)는 1㎛ 내지 100㎛의 두께인 것이 바람직하다. 투명 간격재(400)의 두께가 1㎛ 미만이면, 터치 패널과 화소 사이의 거리가 가까워 기생 용량으로 인해서 터치 패널의 감지 특성이 떨어질 수 있으며, 100㎛초과이면 유기 발광 표시 장치의 두께가 두꺼워질 수 있다.
투명 간격재(400)는 스크린 프린팅(screen printing), 라미네이션(lamination) 공정 또는 사진 식각 공정 등을 이용하여 형성할 수 있다.
터치 패널은 터치 센서를 포함하며, 터치 센서는 외부 물체에 의한 접촉 또는 접근이 있을 때 터치 위치를 센싱할 수 있다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 패널의 개략적인 평면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 패널(500)은 터치 기판(401) 위에 형성되어 있는 터치 센서(410)를 포함하고, 터치 센서(410)는 다양한 방식의 터치 센서일 수 있으며, 예를 들어 정전 용량 방식의 터치 센서일 수 있다. 터치 센서는 적어도 하나의 층에 형성되어 있는 복수의 터치 전극(도시하지 않음)을 포함한다.
터치 전극은 ITO, IZO와 같은 금속 산화물, 금속 나노 와이어(metal nanowire), 도전성 폴리머(conductive polymer), 메탈 메쉬(metal mesh), 얇은 금속층 등의 투명한 도전 물질을 포함할 수 있다.
터치 센서가 정전 용량 방식인 경우 터치 센서의 터치 전극은 구동부로부터 감지 입력 신호를 입력 받고 접촉에 따라 변화하는 감지 출력 신호를 생성하여 구동부로 내보낼 수 있다.
터치 전극이 외부 물체와 자가 감지 축전기(self sensing capacitor)를 형성하는 경우, 터치 전극은 감지 입력 신호를 입력 받은 후 소정 전하량으로 충전된 후 손가락 등의 외부 물체에 의한 접촉이 있으면 자가 감지 축전기에 충전된 소정 전하량에 변화가 생겨 입력된 감지 입력 신호와 다른 감지 출력 신호가 출력될 수 있다. 이와 같은 감지 출력 신호의 변화를 통해 접촉 여부, 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아낼 수 있다.
서로 인접한 터치 전극까지 상호 감지 축전기(mutual sensing capacitor)를 형성하는 경우, 하나의 터치 전극은 구동부로부터 감지 입력 신호를 입력 받아 상호 감지 축전기는 소정 전하량으로 충전된다. 이후 손가락 등의 외부 물체에 의한 접촉이 있으면 상호 감지 축전기에 충전된 소정 전하량에 변화가 생기고 변화된 전하량은 감지 출력 신호로서 출력될 수 있다. 이와 같은 감지 출력 신호를 통해 접촉 여부, 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아낼 수 있다.
복수의 터치 전극은 서로 동일한 층에 위치할 수도 있고, 서로 다른 층에 위치할 수도 있다. 서로 다른 층에 위치하는 터치 전극은 하나의 기판을 중심으로 서로 다른 면에 위치할 수도 있고, 기판의 동일한 면 위의 서로 다른 층에 위치할 수도 있다.
복수의 터치 전극은 복수의 신호 배선(411)을 통해 패드부(430)에 연결되어 있다. 신호 배선은 입력 신호를 터치 전극에 입력하거나 출력 신호를 패드부를 통해 구동부로 출력할 수 있다. 패드부는 구동 회로 칩 또는 회로판 또는 회로막(circuit film) 형태의 구동부와 연결될 수 있으며, 터치 영역(VA)의 주변 영역이 주변 영역(BA)에 위치한다. 패드부는 주변 영역(BA) 중 어느 한 측, 예를 들어 도시한 터치 영역(VA)의 아래쪽에 위치할 수 있다. 이때, 터치 기판의 패드부는 기판의 패드부와 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
신호 배선은 주변 영역(BA)에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 터치 영역(VA)에 위치할 수도 있다.
이상에서는 터치 센서(410)가 터치 기판(401)에 형성된 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 봉지 기판(200) 위에 직접 터치 센서를 형성할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서와 같이 투명 간격재(400)를 형성하면 터치 패널(500)과 화소(P)를 포함하는 표시 패널(150) 사이에 일정한 간격을 유지할 수 있다. 따라서 화소의 제2 전극(730)과 터치 센서(410) 사이에 발생하는 기생 용량으로 인해서 감지 감도가 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 봉지 기판(200)과 표시 패널(150) 사이에 터치 패널(500)이 밀봉되므로, 봉지 기판(200)의 두께를 줄이기 위한 슬림화 공정시에도 터치 패널이 슬림화 공정에 노출되지 않으므로, 공정 중 터치 패널(500)이 손상되는 것을 고려하지 않고 공정을 진행할 수 있으므로 슬림화 공정을 용이하게 실시할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 5에 도시한 표시 장치를 형성하는 방법을 도 6과 기 설명한 도 1 내지 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 제조하기 위한 순서도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판 위에 박막 트랜지스터 및 유기 발광 다이오드를 포함하는 표시 패널을 형성하는 단계(S100), 표시 기판 위에 밀봉재를 형성하는 단계(S102), 봉지 기판 위에 터치 센서를 형성하는 단계(S200), 터치 센서 및 봉지 기판 위에 투명 간격재를 형성하는 단계(S202), 봉지 기판과 표시 기판을 마주하도록 정렬한 후 압착하여 밀봉하는 단계(S300)를 포함한다.
표시 패널을 형성하는 단계(S100)는 박막 트랜지스터 및 유기 발광 다이오드를 형성하는 것으로, 기판(100) 위에 도 3 및 도 4에 도시한 화소를 형성한다.
밀봉재(300)를 형성하는 단계(S102)는 프릿(frit) 등을 이용하여 화소 영역을 둘러 싸도록 형성한다. 이때, 밀봉재는 점성이 있는 유동 가능한 상태로 형성한다.
터치 센서(410)를 형성하는 단계(S200)는 봉지 기판(200) 위에 직접 금속막을 형성한 후 패터닝하여 터치 전극을 포함하는 터치 센서를 형성한다. 또한, 터치 센서는 별도의 터치 기판에 형성한 후, 점착제 등을 이용하여 봉지 기판에 부착할 수도 있다.
투명 간격재(400)를 형성하는 단계(S202)는 터치 패널 또는 봉지 기판 위에 투명 절연막을 형성한 후 감광막 패턴을 이용한 사진 식각 공정으로 형성할 수 있다. 또는 투명 물질을 페이스트 상태로 스크린 마스크(screen mask)를 이용하여 인쇄로 형성할 수 있다. 페이스트 상태로 형성할 경우, 인쇄 후 열처리를 이용하여 경화시키는 공정을 추가할 수 있다.
투명 간격재(400)는 1㎛ 내지 100㎛의 두께로 형성할 수 있다. 이때, 투명 절연 물질은 PbO, SnO, V2O5, P2O5, BaO, ZnO, B2O3 및 Bi2O3 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
밀봉하는 단계(S300)는 봉지 기판(200)과 표시 패널(150)을 마주하도록 정렬한다. 이때, 투명 간격재(400)와 밀봉재(300)가 접촉하도록 정렬한다. 이후, 일정한 압력을 가한 상태에서 레이저를 이용하여 밀봉재(300)를 열처리 하여 경화시킨다. 이때, 투명 간격재는 레이저를 투과시키므로 투명 간격재가 있더라도 레이저를 이용하여 용이하게 밀봉재(300)를 경화시킬 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도다.
도 7 및 도 8의 표시 장치의 구성은 도 1에 도시한 유기 발광 표시 장치와 대부분 유사하므로, 다른 부분에 대해서만 구체적으로 설명한다.
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치는 기판(100), 기판 위에 형성되어 있는 복수의 화소(P), 화소(P)가 형성된 표시 영역을 둘러싸며 기판(100) 위에 형성되어 있는 밀봉재(300), 밀봉재(300) 위에 형성되어 있는 투명 간격재(400), 투명 간격재(400) 위에 형성되어 있는 터치 패널(도시하지 않음), 터치 패널 위에 형성되어 있는 봉지 기판(200)을 포함한다.
도 7 및 도 8의 투명 간격재(400)는 밀봉재(300)와 대응하며 화소 영역을 둘러싸도록 주변 영역(TB)에 형성되어 있는 제1 간격재(42)와 화소가 형성된 표시 영역(TA) 내에 형성되어 있는 제2 간격재(44)를 포함한다.
제2 간격재(44)는 화소 사이에 위치하며, 일방향으로 길게 뻗은 선형일 수 있다.
도 7의 제2 간격재(44)는 화소 행과 행 사이에 위치하며, 화소 행을 따라 길게 형성되어 있다.
또한, 도 8에서와 같이 제2 간격재(44)는 화소 행과 행 사이, 화소 열과 열 사이에 위치하며, 화소 행 및 화소 열을 따라 길게 형성될 수 있다. 따라서 제2 간격재(44)는 격자 형상일 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이고, 도 10은 도 9의 X-X선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치는 기판(100), 기판 위에 형성되어 있는 복수의 화소(P), 화소가 형성된 표시 영역(PA)을 둘러싸며 기판(100) 위에 형성되어 있는 밀봉재(300), 밀봉재(300) 위에 형성되어 있는 투명 간격재(400), 투명 간격재(400) 위에 형성되어 있는 터치 패널(500), 터치 패널(500) 위에 형성되어 있는 봉지 기판(200)을 포함한다.
도 9 및 도 10의 투명 간격재(400)는 표시 영역(TA) 전체와 대응하도록 봉지 기판 또는 터치 패널 전면에 형성될 수 있다. 따라서, 투명 간격재(400)는 별도의 패터닝 공정을 필요로 하지 않는다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
42: 제1 간격재 44: 제2 간격재
95: 개구부 100: 기판
120: 버퍼층 135: 반도체
140: 게이트 절연막 155: 게이트 전극
160: 제1 층간 절연막 171: 제1 신호선
172: 제2 신호선 173: 제3 신호선
180: 제2 층간 절연막 190: 화소 정의막
200: 봉지 기판 300: 밀봉재
400: 투명 간격재 500: 터치 패널
710: 제1 전극 720: 유기 발광층
730: 제2 전극

Claims (11)

  1. 복수의 화소를 포함하는 표시 영역, 상기 표시 영역 밖에 위치하는 주변 영역을 가지는 기판,
    상기 주변 영역에 형성되어 있는 밀봉재,
    상기 밀봉재 위에 형성되어 있는 제1 간격재,
    상기 제1 간격재 위에 형성되어 있는 봉지 기판,
    상기 표시 영역과 마주하는 상기 봉지 기판 위에 형성되어 있는 터치 센서
    를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 간격재는 상기 기판 전체에 형성되어 있는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 간격재는 투명 절연 물질로 이루어지는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 투명 절연 물질은 PbO, SnO, V2O5, P2O5, BaO, ZnO, B2O3 또는 Bi2O3 중 어느 하나로 이루어지는 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 표시 영역에 위치하는 복수의 제2 간격재
    를 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 화소는 트랜지스터,
    상기 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극,
    상기 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극을 노출하는 개구부를 가지는 화소 정의막,
    상기 개구부 내에 위치하는 유기 발광층,
    상기 유기 발광층 위에 형성되어 있는 제2 전극
    을 포함하고,
    상기 제2 간격재는 상기 화소 정의막과 대응하는 영역에 위치하는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 간격재는 기둥형인 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 화소는 행열을 이루어 배치되어 있으며,
    상기 제2 간격재는 상기 화소 행 및 상기 화소 열 중 적어도 하나를 따라서 형성되어 선형인 표시 장치.
  9. 제5항에서,
    상기 제1 간격재와 상기 제2 간격재는 투명 절연 물질로 이루어지는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 투명 절연 물질은 PbO, SnO, V2O5, P2O5, BaO, ZnO, B2O3 또는 Bi2O3 중 어느 하나로 이루어지는 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 터치 센서는 정전 용량 방식 터치 센서인 표시 장치.
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