KR20170109718A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20170109718A
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Abstract

디스플레이 장치를 개시한다. 본 발명은 복수의 서브 픽셀 영역이 배치된 디스플레이 기판;과, 디스플레이 기판 상에 배치된 발광 다이오드;와, 디스플레이 기판 상에 배치되며, 적어도 하나의 터치 전극을 가지는 터치 센서 전극;과, 서브 픽셀 영역들을 분리하는 뱅크;를 포함하되, 서브 픽셀 영역은 발광 다이오드가 배치된 제 1 영역과, 터치 센서 전극이 배치된 제 2 영역을 포함한다.

Description

디스플레이 장치{Display device}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 P-N 다이오드에 순방향으로 전압을 인가하면, 정공과 전자가 주입되고, 정공과 전자의 재결합으로 발생되는 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 반도체 소자이다.
발광 다이오드는 스마트 폰, 랩 탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 휴대 정보 단말기, 태블릿 퍼스널 컴퓨터, 와치(watch)와 같은 모바일 장치나, 데스크 탑 컴퓨터, 텔레비전, 옥외 광고판, 전시용 디스플레이 장치, 자동차용 계기판, 헤드업 디스플레이(Head UP Display, HUD)와 같은 전자 장치에 이용할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 발광 다이오드를 이용하여 화상을 표시하고, 터치 스크린을 이용하여 터치 기능을 실행하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 서브 픽셀 영역이 배치된 디스플레이 기판;과, 상기 디스플레이 기판 상에 배치된 발광 다이오드;와, 상기 디스플레이 기판 상에 배치되며, 적어도 하나의 터치 전극을 가지는 터치 센서 전극;와, 상기 서브 픽셀 영역들을 분리하는 뱅크;를 포함하되, 상기 서브 픽셀 영역은 상기 발광 다이오드가 배치된 제 1 영역과, 상기 터치 센서 전극이 배치된 제 2 영역을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 각각의 서브 픽셀 영역은 상기 뱅크에 의하여 둘러싸인 개구부에 배치되며, 상기 발광 다이오드가 배치된 제 1 영역과, 상기 터치 센서 전극이 배치된 제 2 영역은 각 서브 픽셀 영역 내에 인접하게 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 발광 다이오드는 제 1 컨택 전극, 제 2 컨택 전극, 및 제 1 컨택 전극 과 제 2 컨택 전극 사이에 배치된 p-n 다이오드를 포함하며, 상기 제 1 컨택 전극은 상기 발광 다이오드의 하부에 배치되며, 박막 트랜지스터에 연결된 제 1 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 컨택 전극은 상기 발광 다이오드 상부에 배치된 제 2 전극에 전기적으로 접속될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극은 상기 제 1 전극과 동일한 층에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극은 상기 제 2 전극과 동일한 층에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 개구부에는 상기 발광 다이오드를 매립하는 충진층이 배치되고, 상기 터치 센서 전극은 상기 충진층 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극은 단일 터치 전극의 커패시턴스 변화량을 감지하는 셀프 정전 용량 방식으로 구동하는 전극에 대응되며, 상기 터치 센서 전극에는 이의 전기적 신호를 외부 장치와 상호 전달하는 각각의 터치 센서 배선이 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극은 상기 제 1 전극과 동일한 층에 배치되며, 상기 개구부에는 상기 발광 다이오드 및 터치 센서 전극을 매립하는 충진층이 배치되고, 상기 충진층 상에는 컨택 홀을 통하여 상기 터치 센서 전극에 전기적으로 연결된 상기 터치 센서 배선이 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 개구부에는 상기 발광 다이오드를 매립하는 충진층이 배치되고, 상기 터치 센서 전극은 상기 충진층 상에 배치되고, 상기 제 2 전극과 동일한 층에 배치되며, 상기 터치 센서 전극 상에는 상기 터치 센서 배선이 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극은 상기 제 1 터치 전극 및 제 2 터치 전극 상호 간에 형성된 커패시턴스 변화량을 감지하는 상호 정전 용량 방식으로 구동하는 전극에 대응될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 터치 전극 및 제 2 터치 전극은 상기 제 1 전극, 또는, 제 2 전극과 동일한 층에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 제 1 터치 전극은 상기 제 1 터치 전극에 대하여 다른 층에 배치된 연결 배선에 의하여 전기적으로 연결되며, 제 2 터치 전극은 각각의 터치 센서 배선에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 터치 전극과 제 2 터치 전극은 서로 다른 층에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 터치 전극은 상기 박막 트랜지스터에 구비된 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극중 어느 하나의 전극과 동일한 층에 배치되며, 상기 제 2 터치 전극은 상기 제 1 전극, 또는, 제 2 전극과 동일한 층에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극은 X 축 및 X 축에 교차하는 Y 축으로 정전 용량 변화를 감지하는 전극에 대응되며, 상기 디스플레이 기판 상에는 상기 X 축 및 Y 축에 수직인 Z축으로 상기 터치 센서 전극과 함께 정전 용량 변화에 따른 압력을 감지하는 압력 감지 전극이 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 디스플레이 기판 상에는 상기 서브 픽셀 영역을 커버하는 적어도 하나의 기능층이 배치되며, 상기 압력 감지 전극은 상기 기능층 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 압력 감지 전극은 전도성 고분자 물질을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 압력 감지 전극의 적어도 일면에는 상기 압력 감지 전극의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 굴절률 매칭층이 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 뱅크는 제 1 뱅크 및 상기 제 1 뱅크 상에 배치된 제 2 뱅크를 구비하며, 상기 발광 다이오드는 제 1 뱅크에 의하여 둘러싸인 개구부에 배치되며, 상기 제 1 뱅크 상에는 상기 발광 다이오드의 주변을 매립하는 제 2 뱅크가 배치되며, 상기 제 2 전극은 상기 제 2 뱅크 상에서 상기 발광 다이오드에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 서브 픽셀 영역의 하부에 배치된 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하며, 상기 제 1 터치 전극은 상기 제 1 전극, 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극중 어느 하나의 전극과 동일한 층에 배치되며, 상기 제 2 터치 전극은 상기 제 2 전극과 동일한 층에 배치될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 디스플레이 장치는 서브 픽셀 영역 내에 발광 다이오드가 배치된 발광 영역과, 터치 센서 전극이 배치된 터치 센싱 영역이 배치되므로, 디스플레이 장치의 효율이 향상되고, 제조 공정이 단순해질 수 있다. 본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터도 도출될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 일부 절제하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 발광 다이오드와, 터치 센서 전극이 배치된 것을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 일 서브 픽셀을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드와 터치 센서 전극이 배치된 것을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 다이오드와 터치 센서 전극이 배치된 것을 도시한 평면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 일 서브 픽셀을 도시한 단면도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광 다이오드와 터치 센서 전극이 배치된 것을 도시한 평면도이다.
도 12는 도 11의 일 서브 픽셀을 도시한 단면도이다.
도 13 내지 도 18은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일 서브 픽셀을 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)을 포함한다. 상기 디스플레이 패널(110)은 화상을 표시하는 활성 영역(Active Area, AA)과, 상기 활성 영역(AA)의 바깥으로 연장되는 비활성 영역(Inactive Area, IAA)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 상기 비활성 영역(IAA)은 상기 활성 영역(AA)을 둘러싸고 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 활성 영역(AA)은 디스플레이 패널(110)의 길이 방향(X 방향)으로 연장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에 있어서, 상기 디스플레이 패널(110)은 리지드(Rigidity)한 패널, 또는, 플렉서블(Flexibility)한 패널일 수 있다.
상기 디스플레이 장치(100)는 사용자의 접촉에 의하여 위치를 인지할 수 있는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel, TSP)을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(200)을 일부 절제하여 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 터치 스크린 패널(200)은 복수의 터치 센서 전극(230)을 포함한다. 복수의 터치 센서 전극(230)은 복수의 제 1 터치 전극(210) 및 복수의 제 2 터치 전극(220)을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 스크린 패널(200)은 도 1의 디스플레이 패널(110) 상에 복수의 터치 센서 전극(230)이 배치된 온-셀 터치 스크린 패널(On-cell touch screen panel, 온-셀 TSP)을 예를 들어 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 상기 터치 스크린 패널(200)은 도 1의 디스플레이 패널(110) 내부에 터치 센서 전극(230)이 배치된 인-셀 터치 스크린 패널(In-Cell Touch Screen Panel, 인-셀 TSP)이거나, 온-셀 구조 및 인-셀 구조가 혼용된 하이브리드 터치 스크린 패널일 수 있는등 어느 하나에 한정되는 것은 아니다.
기판(201) 상에는 복수의 제 1 터치 전극(210)과, 복수의 제 2 터치 전극(220)이 교대로 배치될 수 있다. 상기 기판(201)은 도 1의 디스플레이 패널(110)에 구비된 밀봉 기판일 수 있다. 복수의 제 1 터치 전극(210)과 복수의 제 2 터치 전극(220)은 서로 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 상기 제 1 터치 전극(210)은 Tx 전극일 수 있으며, 제 2 터치 전극(220)은 Rx 전극일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 스크린 패널(200)은 복수의 터치 센서 전극(230)이 교차하는 지점에 형성된 정전 용량(Capacitance)의 변화를 측정하는 상호 정전 용량(Mutual-Capacitance) 감지 구조를 예를 들어 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 터치 인식을 위한 각 픽셀마다 하나의 터치 센서 전극(230)을 사용하여 정전 용량의 변화를 측정하는 셀프 정전 용량(Self-Capacitance)을 이용하는 감지 구조일 수 있는등 어느 하나에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 1 터치 전극(210)과, 제 2 터치 전극(220)은 상기 기판(201) 상의 동일한 층에 배치될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 터치 전극(210)과, 제 2 터치 전극(220)은 서로 다른 층에 배치될 수 있다.
기판(201) 상에 인접하게 배치된 한 쌍의 제 1 터치 전극(210)은 제 1 터치 연결부(211)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 기판(201) 상에 인접하게 배치된 한 쌍의 제 2 터치 전극(220)은 제 2 터치 연결부(221)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 한 쌍의 제 2 터치 전극(220)은 상기 제 1 터치 전극(210)과의 간섭을 피하기 위하여 컨택 홀(241)을 통하여 다른 층에 배치된 제 2 터치 연결부(221)에 의하여 연결될 수 있다.
한편, 상기 기판(201) 상에는 상기 제 1 터치 전극(210)과, 제 2 터치 전극(220)을 덮는 절연층(250)이 배치될 수 있다.
상기 터치 스크린 패널(200)은 사용자의 손가락이나, 펜 같은 입력 수단이 상기 기판(201) 상에 근접하거나, 접촉하면, 상기 제 1 터치 전극(210)과 제 2 전극(220) 사이에서 변화하는 정전 용량을 측정하여 터치 위치를 검출할 수 있다.
최근 들어서는, 터치 스크린 패널을 구비한 디스플레이 장치에 마이크로 발광 다이오드(Micro-LED)를 적용하는 디스플레이 장치가 연구 개발중이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(300)의 발광 다이오드(325)와, 터치 센서 전극(326)이 배치된 것을 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 일 서브 픽셀을 도시한 단면도이다.
본 실시예에 있어서, 서브 픽셀들은 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)와, 적어도 하나의 마이크로 발광 다이오드를 가진다. 상기 박막 트랜지스터는 반드시 도 3의 구조로만 가능한 것은 아니며, 그 수와 구조는 다양하게 변형가능하다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 디스플레이 장치(300)는 복수의 서브 픽셀 영역(301)을 포함한다. 상기 서브 픽셀 영역(301)은 디스플레이 기판(311)의 X 방향 및 Y 방향으로 이격되게 배열될 수 있다. 상기 서브 픽셀 영역(301)은 적어도 한 층의 뱅크(323)에 의하여 분리될 수 있다. 상기 서브 픽셀 영역(301)은 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(302)과, 터치 센서 전극(326)이 배치된 제 2 영역(303)을 포함한다.
상기 디스플레이 기판(311)은 리지드한 글래스 기판이나, 플렉서블한 글래스 기판이나, 플렉서블한 폴리머 기판중 어느 하나일 수 있다. 상기 디스플레이 기판(311)은 투명하거나, 반투명하거나, 불투명할 수 있다.
상기 디스플레이 기판(311) 상에는 버퍼막(312)이 배치될 수 있다. 상기 버퍼막(312)은 상기 디스플레이 기판(311)의 윗면을 전체적으로 덮을 수 있다. 상기 버퍼막(312)은 무기막, 또는, 유기막으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼막(312)은 단일막, 또는, 다층막일 수 있다.
상기 버퍼막(311) 상에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)가 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터는 반도체 활성층(313), 게이트 전극(318), 소스 전극(320), 및 드레인 전극(321)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 박막 트랜지스터는 탑 게이트 타입(Top Gate Type)을 예를 들어 설명하나, 바텀 게이트 타입(Bottom Gate Type) 등 다른 구조의 박막 트랜지스터가 구비될 수 있다.
상기 버퍼막(312) 상에는 반도체 활성층(313)이 배치될 수 있다.
상기 반도체 활성층(313)은 N형 불순물 이온, 또는, P형 불순물 이온을 도핑하는 것에 의하여 배치되는 소스 영역(314)과, 드레인 영역(315)을 포함한다. 상기 소스 영역(314)과, 드레인 영역(315) 사이의 영역은 불순물이 도핑되지 않는 채널 영역(316)일 수 있다. 상기 반도체 활성층(313)은 유기 반도체나, 무기 반도체나, 비정질 실리콘(amorphous silicon)일 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 반도체 활성층(313)은 산화물 반도체일 수 있다.
상기 반도체 활성층(313) 상에는 게이터 절연막(317)이 배치될 수 있다. 상기 게이트 절연막(317)은 무기막으로 형성될 수 있다. 상기 게이트 절연막(317)은 단일막, 또는, 다층막일 수 있다.
상기 게이트 절연막(317) 상에는 게이트 전극(318)이 배치될 수 있다. 상기 게이트 전극(318)은 도전성이 우수한 금속재로 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극(318)은 단일막, 또는, 다층막일 수 있다.
상기 게이트 전극(318) 상에는 층간 절연막(319)이 배치될 수 있다. 상기 층간 절연막(319)은 무기막, 또는, 유기막으로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(319) 상에는 소스 전극(320)과, 드레인 전극(321)이 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 게이트 절연막(317)의 일부 및 층간 절연막(319)의 일부를 제거하는 것에 의하여 컨택 홀을 형성하고, 컨택 홀을 통하여 소스 영역(314)에 대하여 소스 전극(320)이 전기적으로 연결되고, 드레인 영역(315)에 대하여 드레인 전극(321)이 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 소스 전극(320)과, 드레인 전극(321) 상에는 평탄화막(322)이 배치될 수 있다. 상기 평탄화막(322)은 무기막, 또는, 유기막으로 형성될 수 있다.
상기 평탄화막(322) 상에는 서브 픽셀 영역(301)을 분리하는 적어도 한 층의 뱅크(323)가 배치될 수 있다. 상기 뱅크(323)는 무기막, 또는, 유기막으로 형성될 수 있다. 상기 뱅크(323)는 투명, 또는, 불투명할 수 있다. 상기 뱅크(323)는 광 흡수 물질이나, 광 반사 물질이나, 광 산란 물질을 포함할 수 있다. 상기 뱅크(323)는 광 투과율이 낮은 광차단층으로 기능할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터(TFT) 상에는 상기 뱅크(323)의 일부를 제거하여 개구부(324)가 형성될 수 있다. 상기 뱅크(323)가 제거되어 노출된 평탄화막(322) 상에는 제 1 전극(333)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 전극(333)은 평탄화막(322)에 형성된 컨택 홀을 통하여 드레인 전극(321)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 1 전극(333)은 투명 전극, 또는, 금속 전극을 포함한다. 상기 제 1 전극(333)은 다양한 형상의 패턴일 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 전극(333)은 아일랜드 형상으로 패터닝될 수 있다.
상기 서브 픽셀 영역(301)은 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(302)과, 상기 터치 센서 전극(326)이 배치된 제 2 영역(303)을 포함한다. 상기 발광 다이오드(325) 및 터치 센서 전극(326)은 상기 서브 픽셀 영역(301) 내에 다같이 배치될 수 있다.
구체적으로, 각각의 서브 픽셀 영역(301)은 상기 뱅크(323)에 의하여 둘러싸인 개구부(324) 내에 배치될 수 있다. 상기 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(302)과, 상기 터치 센서 전극(326)이 배치된 제 2 영역(303)은 각각의 서브 픽셀 영역(301) 내에 인접하게 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제 2 영역(303)의 크기는 상기 제 1 영역(302)의 크기보다 클 수 있다.
상기 발광 다이오드(325)는 자외선으로부터 가시광선까지의 파장 영역에 속하는 소정 파장의 광을 방출할 수 있다. 상기 발광 다이오드(325)는 마이크로 LED일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 발광 다이오드(325)는 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED, 백색 LED, 또는, UV LED일 수 있다.
상기 발광 다이오드(325)는 제 1 컨택 전극(328), 제 2 컨택 전극(329), 및 제 1 컨택 전극(328)과 제 2 컨택 전극(329) 사이에 배치된 p-n 다이오드(327)를 포함한다.
상기 p-n 다이오드(327)는 하부의 p-도핑층(330), 상부의 n-도핑층(331), 및 상기 p-도핑층(330)과 n-도핑층(331) 사이에 배치된 적어도 하나의 양자 우물층(Quantum Well Layer, 332)을 포함한다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 상부 도핑층(331)이 p-도핑층이 되고, 하부 도핑층(330)이 n-도핑층이 될 수 있다.
상기 제 1 컨택 전극(328)은 상기 하부의 p-도핑층(330) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 1 컨택 전극(328)은 상기 제 1 전극(333)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 컨택 전극(329)은 상기 상부의 n-도핑층(331) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 2 컨택 전극(329)은 제 2 전극(334)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 전극(334)은 투명 전극, 또는, 금속 전극을 포함한다. 상기 제 2 전극(334)은 다양한 형상의 패턴일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제 2 전극(334)은 공통 전극일 수 있다.
상기 터치 센서 전극(326)은 각각의 서브 픽셀 영역(301) 내의 제 2 영역(303)에 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(326)은 금속막으로 형성할 수 있다. 투명 디스플레이 장치인 경우, 상기 터치 센서 전극(326)은 ITO와 같은 투명 도전막으로 형성될 수 있다.
상기 터치 센서 전극(326)은 도 2의 터치 센서 전극(230)에 대응될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(326)은 인접한 서브 픽셀 영역(301)에 걸쳐서 연장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극(326)은 도 2의 제 1 터치 전극(210), 또는, 제 2 터치 전극(220)의 일부일 수 있다.
상기 터치 센서 전극(326)은 상기 제 1 전극(333)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(326)은 상기 제 1 전극(333)과 동일한 공정에서 동일한 물질로 형성될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극(326)은 별도의 금속 물질로 패터닝할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극(326)은 상기 제 1 전극(333)에 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극(326)은 별도의 전기적 신호를 인가할 수 있다.
상기 터치 센서 전극(326)은 연결 방식에 따라 상호 정전 용량 방식으로 구동하거나, 셀프 정전 용량 방식으로 구동할 수 있다.
상호 정전 용량 방식의 경우, 상기 터치 센서 전극(326)은 도 2의 제 1 터치 전극(210)과, 제 2 터치 전극(220)과 같은 복수의 터치 전극 사이의 커패시턴스 변화량을 감지하는 전극에 대응될 수 있다. 복수의 터치 전극은 디스플레이 기판(311) 상의 동일한 층에 배치될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 복수의 터치 전극은 디스플레이 기판(311) 상의 다른 층에 배치될 수 있다.
셀프 정전 용량 방식의 경우, 상기 터치 센서 전극(326)은 단일 터치 전극을 이용하여 단일 터치 전극의 정전 용량의 변화를 측정할 수 있는 전극에 대응될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 서브 픽셀 영역(301)의 제 2 영역(303)에는 접지 배선(미도시)이 더 배치될 수 있다.
한편, 상기 개구부(324)에는 상기 발광 다이오드(325) 및 터치 센서 전극(326)을 다같이 매립할 수 있는 충진층(335)이 채워질 수 있다. 상기 충진층(335)은 유기 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이처럼, 상기 서브 픽셀 영역(301) 내의 제 1 영역(302)에는 발광 다이오드(325)가 배치될 수 있다. 상기 서브 픽셀 영역(301) 내의 제 2 영역(303)에는 터치 센서 전극(326)이 배치될 수 있다.
이하, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리키므로, 중복되는 설명을 생략하며, 각각의 실시예의 주요 특징부만 선택적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 디스플레이 장치(500)를 도시한 평면도이다.
도면을 참조하면, 서브 픽셀 영역(301)은 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(302)과, 터치 센서 전극(526)이 배치된 제 2 영역(303)을 포함한다. 뱅크(323)가 제거된 개구부(324)에는 충진층(335)이 채워질 수 있다.
상기 충진층(335)은 상기 발광 다이오드(325)를 매립할 수 있다. 상기 터치 센서 전극(526)은 상기 충진층(335) 상에 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(526)은 상기 제 2 전극(334)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(526)은 상기 제 2 전극(334)과 동일한 공정에서 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(526)은 연결 방식에 따라 상호 정전 용량 방식으로 구동하거나, 셀프 정전 용량 방식으로 구동할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 서브 픽셀 영역(301) 내의 제 2 영역(303)에는 접지 배선(536)이 더 배치될 수 있다. 상기 접지 배선(536)은 상기 터치 센서 전극(526)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 상기 접지 배선(536)은 픽셀 구동으로 인한 노이즈를 제거하기 위하여 형성될 수 있다. 상기 접지 배선(536)이 배치되면, 정전 용량이 작아져서 노이즈를 줄일 수 있다.
상기 접지 배선(536)은 ELVSS와 같이 일정한 전압이 흐르는 전원 라인으로부터 전기적 신호를 전달받을 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 접지 배선(536)에는 접지 전압이 인가될 수 있다. 또 다른 일 실시예에 있어서, 상기 접지 배선(536)은 플로팅 상태일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드(625)와, 터치 센서 전극(626)이 배치된 것을 도시한 평면도이다.
도면을 참조하면, 각각의 서브 픽셀 영역(601)에는 발광 다이오드(325) 및 터치 센서 전극(626)이 배치될 수 있다. 상기 각 발광 다이오드(325)는 각각의 서브 픽셀 영역(601)에 배치되며, 상기 터치 센서 전극(626)은 인접한 서브 픽셀 영역(601)에 걸쳐서 연장될 수 있다.
서로 다른 발광에 관여하며, X 방향으로 인접한 한 쌍의 발광 다이오드(325) 사이의 간격(g)을 넓게 하는 것에 의하여 상기 터치 센서 전극(626)의 면적을 확대시킬 수 있다. 상기 터치 센서 전극(626)의 면적이 넓게 되면, 터치 민감도에 유리할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 각 서브 픽셀에 배치된 발광 다이오드(325)은 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED, 백색 LED, 및, UV LED중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 발광 다이오드(325) 상에는 각각의 발광 다이오드(325)에 대응되는 색상을 가지는 컬러 필터층이 더 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(700)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 디스플레이 장치(700)는 복수의 서브 픽셀 영역(701)을 포함한다. 상기 서브 픽셀 영역(701)은 X 방향 및 Y 방향으로 이격되게 배열될 수 있다. 상기 서브 픽셀 영역(701)은 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(702)과, 터치 센서 전극(726)이 배치된 제 2 영역(703)을 포함한다. 상기 터치 센서 전극(726)은 인접한 서브 픽셀 영역(701)에 걸쳐서 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극(726)은 셀프 정전 용량(Self-Capacitance) 감지 구조일 수 있다. 상기 터치 센서 전극(726)은 단일 터치 전극의 커패시턴스 변화량을 감지하는 전극에 대응될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(726) 상에는 터치 센서 배선(727)이 배치될 수 있다. 예컨대, Y 방향으로 따라 배열된 서브 픽셀 영역(701)에는 복수의 터치 센서 배선(727)이 배치될 수 있다.
상기 터치 센서 배선(727)은 Y 방향을 따라 연장될 수 있고, Y 방향으로 연속적으로 배치된 각각의 터치 센서 전극(726)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 터치 센서 배선(727)은 터치 센서 전극(726) 및 외부 장치(미도시)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 터치 센서 전극(726)으로부터 변화된 정전 용량은 상기 터치 센서 배선(727)을 통하여 외부 장치로 전달될 수 있으며, 외부 장치로부터 생성된 감지 전압은 터치 센서 전극(726)으로 전달될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 배선(727)은 상기 터치 센서 전극(726)상에서 상기 터치 센서 전극(726)에 직접, 또는, 간접적으로 연결될 수 있다.
도 8을 참조하면, 서브 픽셀 영역(301)은 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(302)과, 터치 센서 전극(826)이 배치된 제 2 영역(303)을 포함한다. 뱅크(323)가 제거된 개구부(324)에는 충진층(335)이 채워질 수 있다.
상기 터치 센서 전극(826)은 상기 제 1 전극(333)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 터치 센서 배선(827)은 상기 충진층(335) 상에 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 배선(827)은 상기 제 2 영역(303)에 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 배선(827)은 상기 충진층(335)에 형성된 컨택 홀(828)을 통하여 상기 터치 센서 전극(826)에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 배선(827)은 상기 게이트 전극(318), 소스 전극(320), 및 드레인 전극(321)중 어느 하나의 전극과 동일한 층에 형성할 수 있는등 어느 하나의 위치에 한정되는 것은 아니다.
도 9를 참조하면, 서브 픽셀 영역(301)은 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(302)과, 터치 센서 전극(926)이 배치된 제 2 영역(303)을 포함한다. 뱅크(323)가 제거된 개구부(324)에는 충진층(335)이 채워질 수 있다.
상기 터치 센서 전극(926)은 상기 충진층(335) 상에 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(926)은 상기 제 2 전극(334)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 터치 센서 배선(927)은 상기 터치 센서 전극(926) 상에 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 배선(927)은 상기 터치 센서 전극(926)에 직접적으로 연결될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광 다이오드(325)와, 터치 센서 전극(1026)이 배치된 것을 도시한 평면도이다.
도면을 참조하면, 상기 디스플레이 장치(1000)는 복수의 서브 픽셀 영역(1001)을 포함한다. 상기 서브 픽셀 영역(1001)은 X 방향 및 Y 방향으로 이격되게 배열될 수 있다. 상기 서브 픽셀 영역(1001)은 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(1002)과, 터치 센서 전극(1026)이 배치된 제 2 영역(1003)을 포함한다. 상기 터치 센서 전극(1026)은 인접한 서브 픽셀 영역(1001)에 걸쳐서 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극(1026)은 상호 정전 용량(Mutual-Capacitance) 감지 구조일 수 있다. 상기 터치 센서 전극(1026)은 제 1 터치 전극(1028)과, 제 2 터치 전극(1029) 사이에 형성된 커패시턴스 변화량을 감지하는 전극에 대응될 수 있다. 상기 제 1 터치 전극(1028)과 제 2 터치 전극(1029)은 동일한 층에 배치될 수 있다.
상기 제 1 터치 전극(1028)과 제 2 터치 전극(1029)은 X 방향으로 교대로 배치될 수 있다. 상기 제 2 터치 전극(1029)을 사이에 두고 X 방향으로 이격된 한 쌍의 제 1 터치 전극(1028)은 상기 제 1 터치 전극(1028)에 대하여 다른 층에 배치된 연결 배선(1027)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 연결 배선(1027)은 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극중 어느 하나의 전극과 동일한 물질일 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 연결 배선(1027)은 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극중 어느 하나의 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 2 터치 전극(1029)은 별도의 터치 센서 배선에 각각 연결되거나, 또는, 디스플레이 장치(100)의 일 가장자리에서 터치 IC에 직접적으로 연결될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1100)를 도시한 것이고, 도 12는 도 11의 일 서브 픽셀을 도시한 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 디스플레이 장치(1100)는 복수의 서브 픽셀 영역(1101)을 포함한다. 상기 서브 픽셀 영역(1101)은 X 방향 및 Y 방향으로 이격되게 배열될 수 있다. 상기 서브 픽셀 영역(1101)은 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(1102)과, 터치 센서 전극(1126)이 배치된 제 2 영역(1103)을 포함한다. 상기 터치 센서 전극(1126)은 인접한 서브 픽셀 영역(1001)에 걸쳐서 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극(1126)은 상호 정전 용량 감지 구조일 수 있다. 상기 터치 센서 전극(1126)은 제 1 터치 전극(1128)과, 제 2 터치 전극(1129)을 포함한다. 상기 제 1 터치 전극(1128)과 제 2 터치 전극(1129)은 X 방향으로 교대로 배치될 수 있다. 도 10과는 달리, 상기 제 1 터치 전극(1128)과 제 2 터치 전극(1129)은 서로 다른 층에 배치될 수 있다.
상기 제 1 터치 전극(1128)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 구비된 어느 하나의 전극과 동일한 층에 배치된 금속 전극일 수 있다. 예컨대, 상기 제 1 터치 전극(1128)은 상기 소스 전극(320), 또는, 드레인 전극(321)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 상기 제 1 터치 전극(1128)은 상기 소스 전극(320), 또는, 드레인 전극(321)과 동일한 공정에서 동일한 물질로 형성될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 터치 전극(1128)은 게이트 전극(318)과 동일한 층에 배치된 금속 전극일 수 있다.
상기 제 2 터치 전극(1129)은 상기 제 1 전극(333)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 상기 제 2 터치 전극(1129)은 상기 제 1 전극(333)과 동일한 공정에서 동일한 물질로 형성될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 제 2 터치 전극(1129)은 상기 제 2 전극(334)과 동일한 층에 배치되며, 동일한 공정에서 동일한 물질로 형성될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 터치 전극(1128)은 별도의 금속막, 예컨대, 투명 도전막을 포함하고, 상기 제 2 터치 전극(1129)은 게이트 전극(318), 소스 전극(320), 드레인 전극(321), 제 1 전극(333), 제 2 전극(334)중 어느 하나와 동일한 층에 배치될 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1300)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 디스플레이 기판(311) 상에는 서브 픽셀 영역(301)을 밀봉하는 제 1 기능층(1301)이 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 기능층(1301)은 밀봉층일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제 1 기능층(1301) 상에는 매개층(1302)을 사이에 두고 제 2 기능층(1303)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 기능층(1303)은 윈도우 커버일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 매개층(1302)은 사용자의 접촉시 압력이 인가될 수 있고, 또한, 쿠션 기능을 가지는 물질일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 매개층(1302)은 공기층일 수 있으나, 이에 한정되는 것을 아니다. 상기 제 1 기능층(1301)과 제 2 기능층(1303) 사이에는 셀 갭을 유지하기 위한 스페이서(1304)가 배치될 수 있다. 상기 제 1 기능층(1301)과 제 2 기능층(1303)의 마주보는 가장자리에는 씰런트(1305)가 배치될 수 있다.
상기 서브 픽셀 영역(301)은 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(302)과, 터치 센서 전극(326)이 배치된 제 2 영역(303)을 포함한다. 상기 터치 센서 전극(326)은 상기 제 1 전극(333)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극(326)은 상기 제 2 전극(334)과 동일한 층에 배치될 수 있다.
상기 터치 센서 전극(326)은 수평 방향인 X축 및 X축에 교차하는 Y축으로 정전 용량 변화를 감지하는 전극에 대응될 수 있다. 상기 디스플레이 기판(311) 상에는 상기 X축 및 Y축에 수직인 Z축으로 상기 터치 센서 전극(326)과 함께 정전 용량을 형성하고, 정전 용량 변화에 따른 압력을 감지하는 압력 감지 전극(Force Sensing Electrode, 1306)이 더 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 압력 감지 전극(1306)은 상기 제 1 기능층(1301)에 마주보는 제 2 기능층(1303)의 일면에 배치될 수 있다.
상기 터치 센서 전극(236)과, 상기 압력 감지 전극(1306) 사이에는 정전 용량을 형성하여 Z축의 감지가 가능하다. 구체적으로, 입력 수단이 접촉시, 상기 터치 센서 전극(326)과 압력 감지 전극(1306) 사이의 정전 용량 변화에 따라 인가되는 압력을 감지할 수 있다.
상기 압력 감지 전극(1306)은 상기 제 2 기능층(103) 상에 특정 패턴으로 패턴화시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 디스플레이 장치(1300)에 가해지는 압력에 따른 각 위치를 감지하기 위하여, 상기 압력 감지 전극(1306)은 서로 다른 면적을 가지는 복수의 패턴으로 패턴화시킬 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 압력 감지 전극(1306)은 압력만 감지하기 위하여 상기 제 2 기능층(103) 상에 전체적으로 형성될 수 있다.
상기 압력 감지 전극(1306)은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜, Poly(3,4-ethylenedioxy thiophene, PEDOT)나, 폴리 아세틸렌(Polyacetylene)나, 폴리피롤(Polypyrrole)과 같은 전도성 고분자 물질을 포함한다. 상기 압력 감지 전극(1306)은 ITO막과 같은 투명 도전막보다 단위 면적당 저항이 100배 이상 크고, 전기 전도성을 가질 수 있으므로, 터치 스크린 패널의 전극으로 적용가능하다.
한편, 상기 제 1 기능층(1301)과 제 2 기능층(1303) 사이에는 상기 압력 감지 전극(1306)에 전기적으로 연결되는 연결부(1307)가 배치될 수 있다. 상기 연결부(1307)는 제 1 기능층(1301)에 형성된 컨택 홀(1038)을 통하여 디스플레이 기판(311) 상의 패드에 연결되어서, 압력 감지 신호를 외부 장치로 전달할 수 있다.
이처럼, 상기 터치 센서 전극(326)을 이용하여 X축 및 Y축으로 위치를 감지하며, 또한, 압력 감지 전극(1306)을 이용하여 Z축으로 가해지는 압력을 감지하는 구조는 다양한 디스플레이 장치에 적용할 수 있다.
도 14를 참조하면, 디스플레이 장치(1400)는 유기 발광 디스플레이 장치일 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 기판(1401) 상에 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자가 배치된 디스플레이부(1402)가 배치되고, 상기 디스플레이부(1402) 상에는 터치 센서 전극(1403)이 배치되며, 상기 터치 센서 전극(1403) 상에는 엔캡슐레이션(encapsulation)에 대응되는 제 1 기능층(1404)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 기능층(1404) 상에는 매개층(1405)을 사이에 두고 윈도우 커버에 대응되는 제 2 기능층(1406)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 기능층(1404)에 마주보는 제 2 기능층(1406)의 일면에는 압력 감지 전극(1407)이 배치될 수 있다.
상기 터치 센서 전극(1403)은 디스플레이부(1402)에 형성된 컨택 홀(1408)을 통하여 디스플레이 기판(1401) 상의 패드에 연결되어서, 감지 신호를 외부 장치로 전달할 수 있다. 또한, 상기 압력 감지 전극(1407)은 연결부(1409)에 연결되어서, 압력 감지 신호를 외부 장치로 전달할 수 있다.
상기한 구조는 상기 터치 센서 전극(1403)과 압력 감지 전극(1407) 사이의 정전 용량 변화에 따른 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
도 15를 참조하면, 디스플레이 장치(1500)는 유기 발광 디스플레이 장치일 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 기판(1501) 상에 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자가 배치된 디스플레이부(1502)가 배치될 수 있다. 도 14와 달리, 상기 디스플레이부(1502) 상에는 엔캡슐레이션에 대응되는 제 1 기능층(1504)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 기능층(1504) 상에는 터치 센서 전극(1503)이 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(1503) 상에는 매개층(1505)을 사이에 두고 윈도우 커버에 대응되는 제 2 기능층(1506)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 기능층(1506)의 일면에는 압력 감지 전극(1507)이 배치될 수 있다. 상기 압력 감지 전극(1507)은 연결부(1509)에 연결되며, 압력 감지 신호를 외부 장치로 전달할 수 있다.
상기한 구조는 상기 터치 센서 전극(1503)과 압력 감지 전극(1507) 사이의 정전 용량 변화에 따른 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
도 16을 참조하면, 디스플레이 장치(1600)는 액정 디스플레이 장치일 수 있다. 구체적으로, 디스플레이기판(1601) 상에 액정 디스플레이 소자가 배치된 디스플레이부(1602)가 배치되고, 상기 디스플레이부(1602) 상에는 터치 센서 전극(1603)이 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(1603) 상에는 컬러 필터 기판에 대응되는 기능층(1604)이 배치되며, 상기 기능층(1604) 상에는 압력 감지 전극(1605)이 배치될 수 있다. 상기 압력 감지 전극(1605)은 연결부(1606)에 연결되어서, 압력 감지 신호를 외부 장치로 전달될 수 있다.
상기한 구조는 상기 터치 센서 전극(1603)과 압력 감지 전극(1607) 사이의 정전 용량 변화로 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
도 17을 참조하면, 디스플레이 장치(1700)는 액정 디스플레이 장치일 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 기판(1701) 상에 액정 디스플레이 소자가 배치된 디스플레이부(1702)가 배치될 수 있다. 도 16과는 달리, 상기 디스플레이부(1702) 상에는 컬러 필터 기판에 대응되는 제 1 기능층(1704)이 배치되며, 상기 제 1 기능층(1704) 상에는 터치 센서 전극(1703)이 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(1703) 상에는 매개층(1707)을 사이에 두고, 윈도우 커버와 같은 제 2 기능층(1708)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 기능층(1708)의 일면에는 압력 감지 전극(1705)이 배치될 수 있다. 상기 압력 감지 전극(1705)은 연결부(1706)에 연결되어서, 압력 감지 신호를 외부 장치로 전달할 수 있다.
상기한 구조는 상기 터치 센서 전극(1703)과 압력 감지 전극(1705) 사이의 정전 용량 변화로 가해지는 압력을 감지할 수 있다.
도 18을 참조하면, 디스플레이 장치(1800)는 디스플레이 기판(1801)을 포함한다. 디스플레이 기판(1801) 상에는 디스플레이부(1802)가 배치될 수 있다. 상기 디스플레이부(1802)는 마이크로 LED를 포함한다. 상기 디스플레이부(1802) 상에는 터치 센서 전극(1803)이 배치될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 디스플레이부(1802)는 LCD 소자, 또는，유기 발광 소자를 포함할 수 있다. 또 다른 일 실시예에 있어서, 상기 디스플레이(1802) 상에는 컬러 필터 기판, 또는, 엔캡슐레이션과 같은 기능층이 배치될 수 있다.
상기 터치 센서 전극(1803) 상에는 매개층(1810)을 사이에 두고 윈도우 커버에 대응되는 기능층(1809)이 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(1803)에 마주보는 기능층(1809) 상에는 압력 감지 전극(1805)이 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 매개층(1810)은 공기층을 포함한다. 공기층으로 인한 반사율을 개선하기 위하여, 상기 압력 감지 전극(1805)의 적어도 일면에는 굴절률 매칭층(Index Matching Layer, IML, 1806)이 배치될 수 있다. 상기 굴절률 매칭층(1806)은 상기 터치 센서 전극(1803)에 마주보는 압력 감지 전극(1805)의 일면에 배치된 제 1 굴절률 매칭층(1807)과, 상기 기능층(1809)에 마주보는 압력 감지 전극(1805)의 타면에 배치된 제 2 굴절률 매칭층(1808)을 포함한다.
상기 굴절률 매칭층(1806)은 실리콘 옥사이드(SiO2)나, 실리콘 나이트라이드(SiNx)를 포함한다. 상기 제 1 굴절률 매칭층(1807)의 굴절률과, 제 2 굴절률 매칭층(1808)의 굴절률은 상기 압력 감지 전극(1805)의 굴절률보다 낮을 수 있다. 상기 매개층(1810) 상에 저굴절인 굴절률 매칭층(1806) 및 고굴절인 압력 감지 전극(1805)이 교대로 배치됨에 따라서, 디스플레이 장치(1800)의 반사율이 개선되며, 터치 센서 전극(1803)의 비침 불량을 개선할 수 있다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1900)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 디스플레이 장치(1900)는 복수의 서브 픽셀 영역(301)을 포함한다. 상기 서브 픽셀 영역(301)은 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(302)과, 터치 센서 전극(1926)이 배치된 제 2 영역(303)을 포함한다. 상기 터치 센서 전극(1926)은 인접한 서브 픽셀 영역(301)에 걸쳐서 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극(1926)은 제 1 터치 전극(1927)과, 제 2 터치 전극(1928)을 포함한다. 상기 제 1 터치 전극(1927)은 제 1 전극(333)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 터치 전극(1927)은 박막 트랜지스터에 구비된 게이트 전극(318), 소스 전극(320), 및 드레인 전극(321)중 어느 하나의 전극과 동일한 층에 배치될 수 있다.
상기 서브 픽셀 영역(301)의 둘레에는 제 1 뱅크(1903)가 설치될 수 있다. 상기 제 1 뱅크(1903)가 제거된 개구부(324)에는 상기 발광 다이오드(325) 및 제 1 터치 전극(1927)이 배치될 수 있다.
상기 제 1 뱅크(1903) 상에는 제 2 뱅크(1904)가 더 설치될 수 있다. 상기 제 2 뱅크(1904)는 상기 발광 다이오드(325) 및 제 1 터치 전극(1927)을 매립할 수 있다. 상기 제 2 뱅크(1904)는 발광 다이오드(235)의 상부면을 평활화시킬 수 있다.
상기 제 2 전극(334)은 상기 제 2 뱅크(1904) 상에서 상기 발광 다이오드(325)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 터치 전극(1928)은 상기 제 2 전극(333)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 상기 터치 센서 전극(1926)은 상기 제 1 터치 전극(1927)과 제 2 터치 전극(1928) 사이의 정전 용량의 변화를 감지하는 전극에 대응될 수 있다.
상기 발광 다이오드(325) 상에는 컬러 필터(1901)가 배치될 수 있다. 상기 컬러 필터(1901)는 상기 발광 다이오드(325)로부터 방출된 빛을 변환시키거나, 색순도를 높일 수 있다.
상기 컬러 필터(1901)의 가장자리에는 블랙 매트릭스(1902)가 배치될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(1902)는 상기 발광 다이오드(325)의 둘레를 감쌀 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 블랙 매트릭스(1902)는 이웃하는 서브 픽셀 영역(301) 사이에 배치될 수 있다. 상기 컬러 필터(1901)와, 블랙 매트릭스(1902)가 설치됨에 따라 편광판이 필요하지 않고, 외광 반사를 개선할 수 있다.
한편, 상기 디스플레이 기판(311)의 최외곽에는 디스플레이 기판(311) 상에 배치된 각 소자들을 보호하기 위하여 밀봉층(1905)이 배치될 수 있다. 상기 밀봉층(1905)은 적어도 하나의 무기물, 및, 적어도 하나의 유기물이 적층될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 밀봉층(1905)은 무기물로 형성될 수 있다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(2000)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 디스플레이 장치(2000)는 복수의 서브 픽셀 영역(301)을 포함한다. 상기 서브 픽셀 영역(301)은 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(302)과, 터치 센서 전극(2026)이 배치된 제 2 영역(303)을 포함한다. 상기 터치 센서 전극(2026)은 인접한 서브 픽셀 영역(301)에 걸쳐서 연장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서 전극(2026)은 제 1 터치 전극(2027)과, 제 2 터치 전극(2028)을 포함한다. 상기 제 1 터치 전극(2027)은 제 1 전극(333)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 터치 전극(2027)은 박막 트랜지스터에 구비된 게이트 전극(318), 소스 전극(320), 및 드레인 전극(321)중 어느 하나의 전극과 동일한 층에 배치될 수 있다.
상기 서브 픽셀 영역(301)의 둘레에는 제 1 뱅크(2003)가 설치될 수 있다. 상기 제 1 뱅크(2003)는 인접하는 서브 픽셀 영역(301)에 걸쳐서 연장될 수 있다. 상기 제 1 뱅크(2003)가 제거된 개구부(324)에는 상기 발광 다이오드(325) 및 제 1 터치 전극(2027)이 배치될 수 있다.
상기 제 1 뱅크(2003) 상에는 제 2 뱅크(2004)가 더 설치될 수 있다. 상기 제 2 뱅크(2004)는 상기 발광 다이오드(325) 및 제 1 터치 전극(2027)을 매립할 수 있다. 상기 제 2 뱅크(2004)는 상기 발광 다이오드(325)를 매립하도록 각각의 서브 픽셀 영역(301)에 독립적으로 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 2 뱅크(2004)는 상기 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(302)으로부터 터치 센서 전극(2026)이 배치된 제 2 영역(302)으로 연장될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 제 2 뱅크(2004)는 상기 발광 다이오드(325)가 배치된 제 1 영역(302)에만 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 2 뱅크(2004)는 산란 물질을 포함하거나, 색변환 물질을 포함할 수 있다.
상기 제 2 전극(333)은 상기 제 2 뱅크(2004) 상에서 상기 발광 다이오드(325)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 터치 전극(2028)은 상기 제 2 전극(333)과 동일한 층에 배치될 수 있다. 상기 제 2 터치 전극(2028)은 상기 제 1 터치 전극(2027)과 제 2 터치 전극(2028) 사이의 정전 용량의 변화를 감지하는 전극에 대응될 수 있다.
상기 발광 다이오드(325) 상에는 컬러 필터(2001)가 배치될 수 있다. 상기 컬러 필터(2001)는 상기 발광 다이오드(325)로부터 방출된 빛을 변환시키거나, 색순도를 높일 수 있다.
상기 컬러 필터(2001)의 가장자리에는 블랙 매트릭스(2002)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 블랙 매트릭스(2002)는 상기 발광 다이오드(325)의 둘레를 감쌀 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 블랙 매트릭스(2002)는 이웃하는 서브 픽셀 영역(3011) 사이에 배치될 수 있다.
한편, 상기 디스플레이 기판(311)의 최외곽에는 디스플레이 기판(311) 상에 배치된 각 소자를 보호하기 위하여 밀봉층(2005)이 배치될 수 있다. 상기 밀봉층(2005)은 적어도 하나의 무기물, 및 적어도 하나의 유기물이 적층될 수 있다.
300...디스플레이 장치 301...서브 픽셀 영역
302...제 1 영역 303...제 2 영역
311...디스플레이 기판 324...개구부
325...발광 다이오드 326...터치 센서 전극
327...p-n 다이오드 328...제 1 컨택 전극
329...제 2 컨택 전극 333...제 1 전극
334...제 2 전극 335...충진층

Claims (20)

  1. 복수의 서브 픽셀 영역이 배치된 디스플레이 기판;
    상기 디스플레이 기판 상에 배치된 발광 다이오드;
    상기 디스플레이 기판 상에 배치되며, 적어도 하나의 터치 전극을 가지는 터치 센서 전극; 및
    상기 서브 픽셀 영역들을 분리하는 뱅크;를 포함하되,
    상기 서브 픽셀 영역은 상기 발광 다이오드가 배치된 제 1 영역과, 상기 터치 센서 전극이 배치된 제 2 영역을 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 서브 픽셀 영역은 상기 뱅크에 의하여 둘러싸인 개구부에 배치되며, 상기 발광 다이오드가 배치된 제 1 영역과, 상기 터치 센서 전극이 배치된 제 2 영역은 각 서브 픽셀 영역 내에 인접하게 배치된 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 제 1 컨택 전극, 제 2 컨택 전극, 및 제 1 컨택 전극 과 제 2 컨택 전극 사이에 배치된 p-n 다이오드를 포함하며,
    상기 제 1 컨택 전극은 상기 발광 다이오드의 하부에 배치되며, 박막 트랜지스터에 연결된 제 1 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 컨택 전극은 상기 발광 다이오드 상부에 배치된 제 2 전극에 전기적으로 접속된 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 터치 센서 전극은 상기 제 1 전극과 동일한 층에 배치된 디스플레이 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 터치 센서 전극은 상기 제 2 전극과 동일한 층에 배치된 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 개구부에는 상기 발광 다이오드를 매립하는 충진층이 배치되고, 상기 터치 센서 전극은 상기 충진층 상에 배치된 디스플레이 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 터치 센서 전극은 단일 터치 전극의 커패시턴스 변화량을 감지하는 셀프 정전 용량 방식으로 구동하는 전극에 대응되며, 상기 터치 센서 전극에는 이의 전기적 신호를 외부 장치와 상호 전달하는 각각의 터치 센서 배선이 전기적으로 연결된 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 터치 센서 전극은 상기 제 1 전극과 동일한 층에 배치되며,
    상기 개구부에는 상기 발광 다이오드 및 터치 센서 전극을 매립하는 충진층이 배치되고, 상기 충진층 상에는 컨택 홀을 통하여 상기 터치 센서 전극에 전기적으로 연결된 상기 터치 센서 배선이 배치된 디스플레이 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 개구부에는 상기 발광 다이오드를 매립하는 충진층이 배치되고, 상기 터치 센서 전극은 상기 충진층 상에 배치되고, 상기 제 2 전극과 동일한 층에 배치되며, 상기 터치 센서 전극 상에는 상기 터치 센서 배선이 배치된 디스플레이 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 터치 센서 전극은 상기 제 1 터치 전극 및 제 2 터치 전극 상호 간에 형성된 커패시턴스 변화량을 감지하는 상호 정전 용량 방식으로 구동하는 전극에 대응되는 디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 전극 및 제 2 터치 전극은 상기 제 1 전극, 또는, 제 2 전극과 동일한 층에 배치된 디스플레이 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    복수의 제 1 터치 전극은 상기 제 1 터치 전극에 대하여 다른 층에 배치된 연결 배선에 의하여 전기적으로 연결되며, 제 2 터치 전극은 각각의 터치 센서 배선에 전기적으로 연결된 디스플레이 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 전극과 제 2 터치 전극은 서로 다른 층에 배치된 디스플레이 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 전극은 상기 박막 트랜지스터에 구비된 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극중 어느 하나의 전극과 동일한 층에 배치되며, 상기 제 2 터치 전극은 상기 제 1 전극, 또는, 제 2 전극과 동일한 층에 배치된 디스플레이 장치.
  15. 제 3 항에 있어서,
    상기 터치 센서 전극은 X 축 및 X 축에 교차하는 Y 축으로 정전 용량 변화를 감지하는 전극에 대응되며, 상기 디스플레이 기판 상에는 상기 X 축 및 Y 축에 수직인 Z축으로 상기 터치 센서 전극과 함께 정전 용량 변화에 따른 압력을 감지하는 압력 감지 전극이 배치된 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판 상에는 상기 서브 픽셀 영역을 커버하는 적어도 하나의 기능층이 배치되며, 상기 압력 감지 전극은 상기 기능층 상에 배치된 디스플레이 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 압력 감지 전극은 전도성 고분자 물질을 포함하는 디스플레이 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 압력 감지 전극의 적어도 일면에는 상기 압력 감지 전극의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지는 굴절률 매칭층이 배치된 디스플레이 장치.
  19. 제 3 항에 있어서,
    상기 뱅크는 제 1 뱅크 및 상기 제 1 뱅크 상에 배치된 제 2 뱅크를 구비하며, 상기 발광 다이오드는 제 1 뱅크에 의하여 둘러싸인 개구부에 배치되며, 상기 제 1 뱅크 상에는 상기 발광 다이오드의 주변을 매립하는 제 2 뱅크가 배치되며, 상기 제 2 전극은 상기 제 2 뱅크 상에서 상기 발광 다이오드에 전기적으로 연결된 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 영역의 하부에 배치된 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하며,
    상기 제 1 터치 전극은 상기 제 1 전극, 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극중 어느 하나의 전극과 동일한 층에 배치되며, 상기 제 2 터치 전극은 상기 제 2 전극과 동일한 층에 배치된 디스플레이 장치.
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