KR20180075784A - 터치 센서 및 이를 구비한 표시 장치 - Google Patents

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KR20180075784A
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최유진
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김기혁
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

터치 센서는 감지 영역 및 상기 감지 영역의 주변에 배치되는 주변 영역을 포함한 기판; 상기 기판 상에 제공되며 적어도 하나 이상의 컨택 홀을 구비한 절연층; 상기 감지 영역에 제공된 센싱부; 및 상기 주변 영역에 제공되며 상기 센싱부에 연결된 센싱 라인들을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 센싱 라인들 각각은 상기 기판 상에 제공된 제1 금속층 및 상기 컨택 홀을 통해 상기 제1 금속층에 연결된 제2 금속층을 포함한 다중층으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 센싱 라인들 각각은 서로 상이한 폭을 가질 수 있다.

Description

터치 센서 및 이를 구비한 표시 장치{TOUCH SENSOR AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 터치 센서 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
터치 센서는 표시 장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 일반적으로, 상기 터치 센서는 터치 전극들과, 상기 터치 전극들에 연결된 센싱 라인들, 및 상기 센싱 라인들에 연결된 패드부를 구비하여 감지 영역 내에서 발생되는 터치 이벤트를 입력 신호로서 인식할 수 있다.
한편, 상기 터치 센서에서 상기 센싱 라인들 각각은 상기 터치 전극들의 위치에 따라 상이한 배선 길이를 가질 수 있다. 특히, 상기 센싱 라인들 각각이 동일한 배선 폭을 갖는 경우, 상기 배선 길이 차이로 인해 상기 센싱 라인들 간 배선 저항 차이가 발생할 수 있다. 이러한 센싱 라인들 간의 배선 저항 차이는 상기 터치 이벤트를 감지하기 위한 신호를 왜곡시켜, 정확한 터치 이벤트 검출을 방해하는 요소로 작용될 수 있다.
본 발명은 균일한 터치 인식률을 갖는 터치 센서를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기한 터치 센서를 구비한 표시 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시에에 따른 터치 센서는 감지 영역 및 상기 감지 영역의 주변에 배치되는 주변 영역을 포함한 기판; 상기 기판 상에 제공되며 적어도 하나 이상의 컨택 홀을 구비한 절연층; 상기 감지 영역에 제공된 센싱부; 및 상기 주변 영역에 제공되며 상기 센싱부에 연결된 센싱 라인들을 포함할 수 있다. 상기 센싱 라인들 각각은 상기 기판 상에 제공된 제1 금속층 및 상기 컨택 홀을 통해 상기 제1 금속층에 연결된 제2 금속층을 포함한 다중층으로 구성될 수 있다. 상기 센싱 라인들 각각은 서로 상이한 폭을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센싱 라인들 각각의 폭은 상기 감지 영역으로 인접할수록 좁아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센싱 라인들 각각에 대응되는 상기 컨택 홀의 크기는 상기 감지 영역으로 인접할수록 작아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센싱 라인들 각각에 대응되는 상기 컨택 홀은 복수 개로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센싱부는, 상기 기판의 제1 방향을 따라 연장된 제1 센싱부; 및 상기 제1 방향과 교차한 제2 방향을 따라 연장된 제2 센싱부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 금속층은 평면 상에서 볼 때 상기 제2 금속층과 동일한 폭을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센싱 라인들 각각은 동일한 저항 값을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역과 상기 표시 영역의 주변에 배치되는 비표시 영역을 포함한 제1 베이스 기판; 상기 표시 영역에 제공된 적어도 하나 이상의 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터에 연결된 발광 소자; 및 상기 제1 베이스 기판의 적어도 일면 상에 제공되며 터치 위치를 감지하는 터치 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 터치 센서는, 상기 표시 영역에 대응되는 감지 영역 및 상기 감지 영역의 주변에 배치되는 주변 영역을 포함한 제2 베이스 기판; 상기 제2 베이스 기판 상에 제공되며 적어도 하나 이상의 컨택 홀을 구비한 절연층; 상기 감지 영역에 제공된 센싱부; 및 상기 주변 영역에 제공되며 상기 센싱부에 연결된 센싱 라인들을 포함할 수 있다. 상기 센싱 라인들 각각은 상기 제2 베이스 기판 상에 제공된 제1 금속층 및 상기 컨택 홀을 통해 상기 제1 금속층에 연결된 제2 금속층을 포함한 다중층으로 구성될 수 있다. 상기 센싱 라인들 각각은 서로 상이한 폭을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 균일한 터치 인식률을 구현할 수 있는 터치 센서를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시에에 따르면, 상기한 터치 센서를 구비한 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시 패널을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1의 터치 센서를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 3의 E1 부분을 확대한 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅱ ~ Ⅱ' 선 및 Ⅲ ~ Ⅲ'선에 따른 단면도이다.
도 7은 제1 센싱 라인의 배선 폭과 저항을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 도 3의 E2 부분을 확대한 평면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅳ ~ Ⅳ'선 및 Ⅴ ~ Ⅴ'선에 따른 단면도이다.
도 10은 도 3의 E3 부분을 확대한 평면도이다.
도 11은 도 10의 Ⅵ ~ Ⅵ'선에 따른 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 어느 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상(on)에 형성되었다고 할 경우, 상기 형성된 방향은 상부 방향만 한정되지 않으며 측면이나 하부 방향으로 형성된 것을 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 표시 패널을 설명하기 위한 평면도이며, 도 3은 도 1의 터치 센서를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 다양한 형상으로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 사각형의 판상으로 제공될 수 있다. 상기 표시 장치가 직사각형의 판상으로 제공되는 경우, 두 쌍의 변들 중 어느 한 쌍의 변이 다른 한 쌍의 변보다 길게 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의를 위해 상기 표시 장치가 한 쌍의 장 변과, 한 쌍의 단 변을 갖는 직사각 형상인 경우를 나타내며, 상기 단 변의 연장 방향을 제1 방향(DR1), 상기 장 변의 연장 방향을 제2 방향(DR2)으로 나타내었다.
상기 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 소자(미도시)들이 제공된 표시 패널(100) 및 터치를 인식하는 터치 센서(200)를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 표시 패널(100)에서 생성된 영상이 표시되는 표시 영역(DA)과, 상기 표시 영역(DA)의 적어도 일측에 제공된 비표시 영역(NDA)과, 상기 터치 센서(200)에서 사용자의 터치 및/또는 터치시의 압력을 감지하는 감지 영역(SA), 및 상기 감지 영역(SA)의 적어도 일측에 제공된 주변 영역(PA)을 포함할 수 있다. 상기 감지 영역(SA)은 상기 표시 영역(DA)에 중첩하며, 상기 표시 영역(DA)과 실질적으로 동일한 면적을 가지거나, 더 큰 면적을 가질 수도 있다.
상기 표시 패널(100)은 임의의 시각 정보, 예를 들어, 텍스트, 비디오, 사진, 2차원 또는 3차원 영상 등을 표시할 수 있다. 이하, 상기 임의의 시각 정보는 "영상"으로 표기한다. 상기 표시 패널(100)의 종류는 영상을 표시하는 것으로 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 표시 패널(100)은 상기 표시 영역(DA) 및 상기 비표시 영역(NDA)을 포함하는 제1 베이스 기판(BS1)을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 표시 영역(DA)은 상기 표시 패널(100)의 중앙부에 위치하며 상기 비표시 영역(NDA)에 비해 상대적으로 큰 면적을 가질 수 있다. 상기 표시 영역(DA)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 영역(DA)은 변을 포함하는 닫힌 형태의 다각형, 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원, 타원 등, 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 반원, 반타원 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 상기 표시 영역(DA)이 복수개의 영역들을 포함하는 경우, 각 영역 또한 직선의 변을 포함한 닫힌 형태의 다각형, 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원, 타원 등, 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함한 반원, 반타원 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 복수의 영역들의 면적은 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다. 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 표시 영역(DA)이 직선의 변을 포함하는 사각 형상을 가지는 하나의 영역으로 제공된 경우를 예로서 설명한다.
상기 비표시 영역(NDA)은 상기 표시 영역(DA)의 적어도 일측에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비표시 영역(NDA)은 상기 표시 영역(DA)의 둘레를 둘러쌀 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비표시 영역(NDA)은 제1 방향(DR1)으로 연장된 가로부와, 제2 방향(DR2)으로 연장된 세로부를 포함할 수 있다. 상기 비표시 영역(NDA)의 상기 세로부는 상기 표시 영역(DA)의 폭 방향을 따라 서로 이격된 한 쌍으로 제공될 수 있다.
상기 표시 영역(DA)은 복수의 화소들(PXL)이 제공된 복수의 화소 영역들을 포함할 수 있다. 상기 비표시 영역(NDA)에는 배선들의 패드들이 제공되는 패드부 및 상기 화소들(PXL)에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부(DDV)가 제공될 수 있다. 상기 데이터 구동부(DDV)는 데이터 배선들을 통해 상기 화소들(PXL) 각각에 상기 데이터 신호를 제공할 수 있다. 여기서, 상기 데이터 구동부(DDV)는 상기 비표시 영역(NDA)의 가로부에 배치될 수 있으며 상기 비표시 영역(NDA)의 폭 방향을 따라 길게 연장될 수 있다.
도 2에 있어서, 설명의 편의를 위해 주사 구동부, 발광 구동부, 및 타이밍 제어부를 도시하지 않았으나, 상기 타이밍 제어부, 상기 발광 구동부, 및 상기 주사 구동부도 상기 비표시 영역(NDA)에 제공될 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(BS1)은 예를 들어, 유리, 고분자 금속 등의 다양한 재료로 이루어질 수 있다. 상기 제1 베이스 기판(BS1)은 특히 고분자 유기물로 이루어진 절연성 기판일 수 있다. 상기 고분자 유기물을 포함하는 절연성 기판 재료로는 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등이 있다. 그러나, 상기 제1 베이스 기판(BS1)을 이루는 재료로는 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 상기 제1 베이스 기판(BS1)은 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP, Fiber glass reinforced plastic)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(BS1)은 상기 복수의 화소들(PXL)에 연결된 복수의 신호 배선들(미도시) 및 상기 복수의 신호 배선들에 연결된 복수개의 박막 트랜지스터(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 화소들(PXL)은 유기층을 포함하는 유기 발광 소자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 액정 소자, 전기 영동 소자, 전기 습윤 소자 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 상기 복수의 화소들(PXL)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상기 표시 영역(DA)에 제공되며 각 화소(PXL)는 영상을 표시하는 최소 단위로서 복수 개로 제공될 수 있다. 상기 각 화소(PXL)는 백색 광 및/또는 컬러 광을 출사하는 유기 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 각 화소(PXL)는 적색, 녹색, 및 청색 중 어느 하나의 색의 광을 출사할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 시안, 마젠타, 옐로우 등의 컬러 광을 출사할 수 있다. 상기 각 화소(PXL)는 상기 복수의 신호 배선들(미도시)에 연결된 박막 트랜지스터(미도시) 및 상기 박막 트랜지스터에 연결된 상기 유기 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 화소(PXL), 상기 복수의 신호 배선들, 및 상기 복수 개의 박막 트랜지스터에 대해서는 후술한다.
상기 터치 센서(200)는 상기 표시 패널(100)의 영상이 표시되는 면 상에 제공될 수 있으며, 상기 표시 패널(100)의 내부에 상기 표시 패널(100)과 일체로 제공될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 터치 센서(200)가 상기 표시 패널(100)의 상면에 제공된 경우를 일 예로서 설명하기로 한다.
상기 터치 센서(200)는 상기 감지 영역(SA) 및 상기 주변 영역(PA)을 구비한 제2 베이스 기판(BS2)을 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(BS2)은 가요성을 가지는 절연성 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 제2 베이스 기판(BS2)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 형상에 대응하여 실질적으로 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(BS2)은 상기 제1 베이스 기판(BS1)과 동일한 면적을 가지거나 상기 제1 베이스 기판(BS1)보다 큰 면적을 가질 수 있다.
상기 감지 영역(SA)은 상기 표시 패널(100)의 상기 표시 영역(DA)에 대응하며 실질적으로 상기 표시 영역(DA)과 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 상기 주변 영역(PA)은 상기 감지 영역(SA)에 인접하여 배치될 수 있다. 또한, 상기 주변 영역(PA)은 상기 표시 패널(100)의 상기 비표시 영역(NDA)에 대응하며 가로부와 세로부를 포함할 수 있다.
상기 터치 센서(200)는 상기 감지 영역(SA)에 제공된 터치 감지부와, 상기 주변 영역(PA)에 제공된 배선부, 및 상기 배선부와 연결된 터치 센서 패드부를 포함할 수 있다.
상기 터치 감지부는 사용자의 손이나 별도의 입력 수단을 통해 상기 표시 장치로의 터치 이벤트를 인식할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치 감지부는 정전 용량(mutual capacitance) 방식으로 구동될 수 있다. 상기 정전 용량(mutual capacitance) 방식은 두 개의 감지 전극들 간의 상호 작용에 의한 정전 용량의 변화를 센싱하는 것이다. 또한, 상기 터치 감지부는 자기 정전 용량(self capacitance) 방식으로 구동될 수 있다. 상기 자기 정전 용량(self capacitance) 방식은 매트릭스 형상으로 배열된 감지 전극들과 상기 감지 전극들 각각에 연결된 센싱 라인들을 이용하여, 사용자의 터치가 있을 경우 터치된 영역의 감지 전극의 정전 용량 변화를 센싱하는 것이다.
상기 터치 감지부는 상기 감지 영역(SA)에 제공된 터치 센서(SR), 상기 터치 센서(SR)에 연결된 센싱 라인들(SL), 상기 센싱 라인들(SL)의 단부에 연결된 터치 센서 패드부를 포함할 수 있다.
상기 터치 센서(SR)는 상기 표시 장치에 사용자의 터치가 있을 때, 상기 사용자의 터치 및/또는 터치시의 압력을 감지하기 위한 것으로서, 상기 감지 영역(SA)에 제공될 수 있다. 상기 터치 센서(SR)는 평면 상에서 볼 때 상기 표시 영역(DA)에 대응될 수 있다.
상기 터치 센서(SR)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되며 센싱 전압이 인가되는 복수의 제1 센싱부(SR1)와, 상기 제1 방향(DR1)과 교차하는 상기 제2 방향(DR2)으로 연장되는 복수의 제2 센싱부(SR2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 센싱부들(SR1)은 상기 제2 센싱부들(SR2)과 정전 결합하며, 상기 정전 결합에 의해 전압이 변경될 수 있다.
각 제1 센싱부(SR1)는 상기 제1 방향(DR1)으로 배열된 복수의 제1 센싱 전극(SSE1)과, 서로 인접한 제1 센싱 전극들(SSE1)을 연결하는 복수의 제1 브릿지(BR1)를 포함할 수 있다. 상기 제1 센싱 전극들(SSE1)은 다양한 형상, 예컨대, 막대형, 마름모 등의 사각 형상을 포함한 다각형으로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 센싱 전극들(SSE1)과 상기 제1 브릿지(BR1)들은 통판 형상으로 제공되거나 세선(細線)들로 이루어진 메쉬(mesh) 형태로 제공될 수 있다.
각 제2 센싱부(SR2)는 상기 제2 방향(DR2)으로 배열된 복수의 제2 센싱 전극들(SSE2)과, 서로 인접한 제2 센싱 전극들(SSE2)을 연결하는 복수의 제2 브릿지(BR2)를 포함할 수 있다. 상기 제2 센싱 전극들(SSE2) 또한 다양한 형상, 예컨대 막대형, 마름모 등의 사각 형상을 포함한 다각형으로 제공될 수 있다. 상기 제2 센싱 전극들(SSE2)과 상기 제2 브릿지(BR2)들 또한, 통판 형상으로 제공되거나 세선(細線)들로 이루어진 메쉬(mesh) 형태로 제공될 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들(SSE1)과 상기 제2 센싱 전극들(SSE2)은 서로 교번하여 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
상기 제1 센싱 전극들(SSE1)과 상기 제2 센싱 전극들(SSE2)은 서로 절연될 수 있다. 특히, 도 3의 도면에서는 상기 제1 브릿지들(BR1)과 상기 제2 브릿지들(BR2)이 서로 교차하도록 표시되었으나, 실제로는 절연층(미도시)을 사이에 두고 상기 제1 브릿지들(BR1)과 상기 제2 브릿지들(BR2)은 서로 절연될 수 있다. 상기 제1 센싱부(SR1)과 상기 제2 센싱부(SR2)는 서로 상이한 레이어 상에 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 센싱 전극들(SSE1)과 상기 제2 센싱 전극들(SSE2)은 동일한 레이어 상에 제공될 수 있으며, 상기 제1 브릿지들(BR1)과 상기 제2 브릿지들(BR2)은 서로 상이한 레이어 상에 제공될 수 있다.
상기 센싱 라인들(SL)은 상기 터치 센서(SR)를 구동하는 구동부(미도시)에 상기 터치 센서(SR)를 연결하기 위한 것으로 상기 주변 영역(PA)에 제공될 수 있다. 상기 구동부는 상기 표시 패널(100)의 상기 제1 베이스 기판(BS1) 상에 제공되거나, 외부, 예를 들어, 별도의 인쇄 회로 기판 등에 제공될 수 있으며 위치 검출 회로를 포함할 수 있다.
상기 센싱 라인들(SL)은 상기 구동부로부터의 감지 입력 신호를 상기 제1 센싱부들(SR1)과 상기 제2 센싱부들(SR2)로 전달하거나, 상기 제1 센싱부들(SR1)과 상기 제2 센싱부들(SR2)로부터의 감지 출력 신호를 상기 구동부로 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센싱 라인들(SL)은 복수의 제1 센싱 라인(SL1) 및 복수의 제2 센싱 라인(SL2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱 라인들(SL1)은 상기 제1 센싱부들(SR1)에 연결될 수 있다. 각 제1 센싱 라인(SL1)은 상기 제1 센싱부들(SR1)의 대응하는 행에 연결될 수 있다. 상기 제1 센싱 라인들(SL1)은 평면 상에서 볼 때 상기 주변 영역(PA) 내에서 복수 회 절곡될 수 있으며 상기 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다. 또한, 도 3에 있어서, 상기 제1 센싱 라인들(SL1)은 상기 주변 영역(PA)의 우측 세로부 내에 제공되어 상기 제1 센싱부들(SR1)의 대응하는 행에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제1 센싱 라인들(SL1)은 상기 주변 영역(PA)의 좌측 세로부 내에 제공될 수 있다.
상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 상기 제2 센싱부들(SR2)에 연결될 수 있다. 각 제2 센싱 라인(SL2)은 상기 제2 센싱부들(SR2)의 대응하는 열에 연결될 수 있다. 상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 평면 상에서 볼 때 상기 주변 영역(PA) 내에서 복수 회 절곡 될 수 있으며 상기 제1 방향(DR1)을 따라 연장될 수 있다. 도 3에 있어서, 상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 상기 주변 영역(PA)의 하측 가로부 내에 제공되어 상기 제2 센싱부들(SR2)의 대응하는 열에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 상기 주변 영역(PA)의 상측 가로부 내에 제공될 수 있다.
상기 터치 센서 패드부는 상기 터치 센서(SR)와 상기 구동부 사이에서 상기 구동부로 신호를 전달하거나 상기 터치 센서(SR)로 신호를 전달하기 위해 제공되는 구성요소일 수 있다. 상기 터치 센서 패드부는 상기 주변 영역(PA)에 제공되며, 상기 센싱 라인들(SL)의 단부에 연결될 수 있다. 상기 터치 센서 패드부는 도전 부재(미도시) 등을 통해 상기 표시 패널(100)의 패드부들(미도시)과 연결될 수 있다.
상기 터치 센서 패드부는 상기 제1 센싱 라인들(SL1)의 단부에 연결된 제1 터치 센서 패드부(TP1)와, 상기 제2 센싱 라인들(SL2)의 단부에 연결된 제2 터치 센서 패드부(TP2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 터치 센서 패드부(TP1)와 상기 제2 터치 센서 패드부(TP2)는 평면 상에서 볼 때 서로 인접하며 일정 간격 이격되어 상기 주변 영역(PA) 내에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 터치 센서 패드부(TP1)와 상기 제2 터치 센서 패드부(TP2)는 상기 주변 영역(PA)에 각각 제공되며 서로 이격되도록 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 터치 센서 패드부(TP1, TP2)는 상기 주변 영역(PA)에서 하나의 터치 센서 패드부로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서(SR), 상기 센싱 라인들(SL), 및 상기 터치 센서 패드부는 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 상기 도전성 재료로는 금속, 이들의 합금, 도전성 고분자, 도전성 금속 산화물, 나노 전도성 물질 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속으로는 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 알루미늄, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오브, 탄텔, 티탄, 비스머스, 안티몬, 납 등을 들 수 있다. 상기 도전성 고분자로는 폴리티오펜계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리페닐렌계 화합물 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있으며, 특히 폴리티오펜계 중에서도 PEDOT/PSS 화합물을 사용할 수 있다. 상기 도전성 금속 산화물로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide) 등을 들 수 있다. 그 외, 나노 전도성 화합물로 은 나노와이어(AgNW), 카본나노튜브 (Carbon Nano Tube), 그래핀 (graphene) 등을 들 수 있다.
도 4는 도 1의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100)과, 터치 센서(200)를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 제1 베이스 기판(BS1), 상기 제1 베이스 기판(BS1) 상에 제공된 박막 트랜지스터(TFT), 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 연결된 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다.
상기 터치 센서(200)는 제2 베이스 기판(BS2), 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 제공된 센싱 라인(SL) 및 터치 센서(SR)를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 적층 순서에 따라 설명한다. 편의를 위해, 상기 표시 패널(100)을 우선 설명한 후 상기 터치 센서(200)를 설명한다.
상기 제1 베이스 기판(BS1)은 표시 영역(DA)과 상기 표시 영역(DA)의 일측에 제공된 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 표시 영역(DA)에는 상기 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 발광 소자(OLED)가 제공될 수 있으며 상기 비표시 영역(NDA)에는 전원 배선(PL)이 제공될 수 있다. 편의를 위해 상기 표시 영역(DA)을 우선 설명한다.
상기 제1 베이스 기판(BS1) 상에 버퍼층(BFL)이 제공될 수 있다. 상기 버퍼층(BFL)은 상기 제1 베이스 기판(BS1) 상에 제공되는 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 불순물이 확산되는 것을 방지하며 상기 제1 베이스 기판(BS1)의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 상기 버퍼층(BFL)은 단일층으로 제공될 수 있으나, 적어도 2중층 이상의 다중층으로 제공될 수도 있다. 상기 버퍼층(BFL)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼층(BFL)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(BFL)은 다중층으로 제공될 경우, 각 층은 동일한 재료로 형성되거나 또는 서로 다른 재료로 형성될 수도 있다. 상기 버퍼층(BFL)은 경우에 따라 생략될 수도 있다.
상기 버퍼층(BFL) 상에는 액티브 패턴(ACT)이 제공될 수 있다. 상기 액티브 패턴(ACT)은 반도체 소재로 구성될 수 있다. 상기 액티브 패턴(ACT)은 각각 소스 영역, 드레인 영역, 및 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 제공된 채널 영역을 포함할 수 있다. 상기 액티브 패턴(ACT)은 폴리 실리콘, 아몰퍼스 실리콘, 산화물 반도체 등으로 이루어진 반도체 패턴일 수 있다. 상기 채널 영역은 불순물로 도핑되지 않은 반도체 패턴으로서, 진성 반도체일 수 있다. 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역은 불순물이 도핑된 반도체 패턴일 수 있다.
상기 액티브 패턴(ACT)이 제공된 상기 버퍼층(BFL) 상에는 게이트 절연막(GI)이 제공될 수 있다. 상기 게이트 절연막(GI)은 무기 물질을 포함하는 무기 절연막일 수 있으며 유기 물질을 포함하는 유기 절연막일 수도 있다.
상기 게이트 절연막(GI) 상에는 게이트 전극(GE)이 제공될 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 액티브 패턴(ACT)의 상기 채널 영역에 대응되는 영역을 커버하도록 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(GE)은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu)와 같은 금속 중 적어도 하나, 또는 상기 금속들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 게이트 전극(GE)은 단일막으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 금속들 및 상기 합금들 중 2 이상 물질이 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 도시하지 않았으나 상기 박막 트랜지스터들(TFT)로 스캔 신호를 제공하는 게이트 배선은 상기 게이트 전극(GE)과 동일한 층에 제공되며 동일한 물질을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 게이트 전극(GE)이 제공된 상기 게이트 절연막(GI) 상에는 층간 절연막(ILD)이 제공될 수 있다. 상기 층간 절연막(ILD)은 무기 물질을 포함하는 무기 절연막일 수 있다. 상기 무기 물질로는 폴리실록산, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등이 이용될 수 있다.
상기 층간 절연막(ILD) 상에는 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)이 제공될 수 있다. 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 상기 층간 절연막(ILD) 및 상기 게이트 절연막(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀을 통해 상기 액티브 패턴(ACT)의 소스 영역과 드레인 영역에 각각 연결될 수 있다. 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu)와 같은 금속 중 적어도 하나, 또는 상기 금속들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 단일막으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 금속들 및 상기 합금들 중 2 이상 물질이 적층된 다중막으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 액티브 패턴(ACT), 상기 게이트 전극(GE), 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 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 수 있다.
상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)이 제공된 상기 층간 절연막(ILD) 상에 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 커버하는 보호층(PSV)이 제공될 수 있다. 상기 보호층(PSV)은 유기 물질을 포함하는 유기 절연막일 수 있다. 상기 유기 물질로는 폴리아크릴계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 벤조시클로부텐 화합물 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있다.
상기 보호층(PSV) 상에는 상기 발광 소자(OLED)가 제공될 수 있다.
상기 발광 소자(OLED)는 제1 전극(AD), 상기 제1 전극(AD) 상에 제공된 발광층(EML), 및 상기 발광층(EML) 상에 제공된 제2 전극(CD)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(AD)은 상기 보호층(PSV) 상에 제공되며 상기 보호층(PSV)을 관통하는 컨택 홀을 통해 상기 드레인 전극(DE)에 연결될 수 있다.
상기 제1 전극(AD) 상에는 화소 정의막(PDL)이 제공될 수 있다. 상기 화소 정의막(PDL)은 각 화소(도 2의 PXL 참고)의 발광 영역에 대응하는 영역을 노출시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 정의막(PDL)은 상기 제1 전극(AD)의 상면을 노출하며, 각 화소(PXL)의 둘레를 따라 상기 보호층(PSV)으로부터 돌출될 수 있다.
상기 화소 정의막(PDL)에 의해 노출된 상기 제1 전극(AD) 상에는 상기 발광층(EML)이 제공되며, 상기 발광층(EML) 상에는 상기 제2 전극(CD)이 제공될 수 있다.
상기 제1 전극(AD)은 애노드(anode) 전극일 수 있으며 상기 제2 전극(CD)은 캐소드(cathode) 전극일 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(OLED)가 전면 발광형 발광 소자인 경우 상기 제1 전극(AD)은 반사형 전극이며 상기 제2 전극(CD)은 투과형 전극일 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 제1 전극(AD)이 상기 애노드(anode) 전극이고 상기 반사형 전극인 경우, 상기 제1 전극(AD)은 반사막(미도시), 상기 반사막의 상부 또는 하부에 배치되는 투명 도전막(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 투명 도전막 및 상기 반사막 중 적어도 하나는 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 상기 드레인 전극(DE)에 연결될 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(EML)은 컬러의 광 또는 백색의 광을 생성하는 광 생성층을 포함하는 다층 박막 구조를 가질 수 있다.
상기 발광층(EML) 상에는 상기 제2 전극(CD)이 제공될 수 있다. 상기 제2 전극(CD)은 상기 표시 영역(DA)으로부터 상기 비표시 영역(NDA)의 일부 영역까지 연장될 수 있다.
상기 제2 전극(CD) 상에는 봉지 부재(SLM)가 제공될 수 있다. 상기 봉지 부재(SLM)는 상기 발광 소자(OLED)로 산소 및 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(BS1)의 상기 비표시 영역(NDA)을 적층 순서에 따라 설명한다.
상기 제1 베이스 기판(BS1) 상에 상기 버퍼층(BFL), 상기 게이트 절연막(GI), 상기 층간 절연막(ILD)이 순차적으로 제공될 수 있다.
상기 층간 절연막(ILD) 상에는 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 상기 발광 소자(OLED)의 구동을 위한 상기 전원 배선(PL)이 제공될 수 있다.
상기 전원 배선(PL) 상에는 상기 보호층(PSV)이 제공될 수 있다.
상기 보호층(PSV) 상에는 연결 배선(CNL)이 제공될 수 있다. 상기 연결 배선(CNL)은 상기 보호층(PSV)을 관통하는 컨택 홀을 통해 상기 전원 배선(PL)에 연결될 수 있다.
상기 연결 배선(CNL) 상에는 상기 화소 정의막(PDL)이 제공될 수 있다. 또한, 상기 화소 정의막(PDL) 상에는 상기 봉지 부재(SLM)가 제공될 수 있다.
이하, 상기 터치 센서(200)를 적층 순서에 따라 설명한다.
상기 봉지 부재(SLM) 상에 감지 영역(SA) 및 주변 영역(PA)을 포함한 상기 제2 베이스 기판(BS2)이 제공될 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 터치 센서(SR)와 센싱 라인(SL)이 제공될 수 있다. 상기 터치 센서(SR)는 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 상기 감지 영역(SA)에 제공되고 상기 센싱 라인(SL)은 상기 주변 영역(PA)에 제공될 수 있다. 여기서, 상기 센싱 라인(SL)은 상기 발광 소자(OLED)의 상기 제2 전극(CD)의 일부와 대응되도록 상기 주변 영역(PA) 상에 제공될 수 있다. 이로 인해, 상기 센싱 라인(SL)은 상기 제2 전극(CD) 상에 배치되어 상기 제2 전극(CD)의 일부를 커버하며 상기 제2 전극(CD)의 일부에 중첩될 수 있다.
상기 터치 센서(SR) 및 상기 센싱 라인(SL) 상에 절연층(IL)이 제공될 수 있다. 상기 절연층(IL)은 외부로부터 상기 터치 센서(SR)와 상기 센싱 라인(SL)을 보호하는 역할을 할 수 있다.
한편, 상기 센싱 라인(SL)과 중첩되는 상기 제2 전극(CD)의 일부는 상기 표시 패널(100)에 인가되는 전압들이 상기 센싱 라인(SL)에 인가된 감지 입력 및/또는 출력 신호에 간섭을 일으키는 것을 방지하는 간섭 방지층일 수 있다. 여기서, 상기 센싱 라인(SL)에 인가된 감지 입력 및/또는 출력 신호는 상기 감지 영역(SA)에서의 터치 이벤트를 감지하기 위한 신호일 수 있다.
상기 센싱 라인(SL)에 인가되는 상기 감지 입력 및/또는 출력 신호는 경우에 따라 상기 표시 패널(100)에 인가되는 전압들, 예를 들면, 데이터 신호, 스캔 신호, 발광 제어 신호, 제1 및 제2 구동 전압 등에 영향을 받아 노이즈를 포함한 채 왜곡되어 상기 터치 센서(SR)로 제공될 수 있다. 이러한 경우 상기 터치 센서(200)의 정확한 터치 이벤트 검출이 어려울 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 실시예에서는 상기 표시 패널(100)에 인가되는 전압들에 의한 간섭이 상기 제2 전극(CD)에 의해 차단되도록 상기 센싱 라인(SL)을 평면 상에서 볼 때 상기 제2 전극(CD)의 일부와 중첩되도록 상기 주변 영역(PA) 내에 배치한다. 따라서, 상기 센싱 라인(SL)에 인가된 상기 감지 입력 및/또는 출력신호는 왜곡되지 않을 수 있다.
도 5는 도 3의 E1 부분을 확대한 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅱ ~ Ⅱ' 선 및 Ⅲ ~ Ⅲ'선에 따른 단면도이다.
도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 센싱 라인들(SL1)은 제2 베이스 기판(BS2)의 주변 영역(PA)에 제공되며 제1 센싱 전극들(SSE1)로부터 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 제2 방향(DR2)을 따라 제1 터치 센서 패드부(TP1) 측으로 연장될 수 있다.
상기 제1 센싱 라인들(SL1)은 제1-1 내지 제1-8 센싱 라인(SL1_1, SL1_2, SL1_3, SL1_4, SL1_5, SL1_6, SL1_7, SL1_8)을 포함할 수 있다. 상기 제1-1 내지 제1-8 센싱 라인(SL1_1, SL1_2, SL1_3, SL1_4, SL1_5, SL1_6, SL1_7, SL1_8)의 배선 폭은 각각 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 감지 영역(SA)에 가장 인접한 상기 제1-8 센싱 라인(SL1_8)의 배선 폭은 상대적으로 좁으며 상기 감지 영역(SA)에 가장 먼 상기 제1-1 센싱 라인(SL1_1)의 배선 폭은 상대적으로 넓을 수 있다. 즉, 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각의 배선 폭은 상기 감지 영역(SA)으로 인접할수록 좁아질 수 있다.
상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각의 배선 폭을 상이하게 설계하는 것은 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각의 배선 저항 값을 균일하게 하기 위함이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각의 배선 폭을 상이하게 설계하여 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각을 등저항으로 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1-1 센싱 라인(SL1_1)은 상기 감지 영역(SA)에 가장 먼 상기 주변 영역(PA)의 최외곽에 위치하며 상기 제1 터치 센서 패드부(TP1)로부터 가장 먼 행에 배치되는 상기 제1 센싱 전극들(SSE1)에 연결될 수 있다. 이에 반해, 상기 제1-8 센싱 라인(SL1_8)은 상기 주변 영역(PA)에서 상기 감지 영역(SA)에 가장 인접하게 위치하며 상기 제1 터치 센서 패드부(TP1)로부터 가장 가까운 행에 배치되는 상기 제1 센싱 전극들(SSE1)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1-1 센싱 라인(SL1_1)은 상기 제1-8 센싱 라인(SL1_8)보다 긴 배선 길이를 가질 수 있다.
일반적으로 배선 저항 값은 배선의 길이에 비례한다. 상기 제1-1 센싱 라인(SL1_1)과 상기 제1-8 센싱 라인(SL1_8)이 동일한 배선 폭을 갖는 경우, 배선 길이가 상대적으로 긴 상기 제1-1 센싱 라인(SL1_1)은 배선 길이가 상대적으로 짧은 상기 제1-8 센싱 라인(SL1_8)보다 배선 저항 값이 클 수 있다. 상기 제1-1 센싱 라인(SL1_1)과 상기 제1-8 센싱 라인(SL1_8) 사이의 배선 저항 값의 차이는 상기 제1-1 센싱 라인(SL1_1)과 상기 제1-8 센싱 라인(SL1_8) 각각에 인가되는 감지 입력 신호를 상이하게 왜곡시킬 수 있다. 이로 인해, 상기 감지 영역(SA)의 전 영역에 걸쳐 균일한 감지 입력 신호가 제공되지 않아 터치 센서(200)의 터치 인식률이 저하될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각의 폭을 상이하게 설계하여 상기 제1 센싱 라인들(SL1)의 배선 저항 값을 균일하게 하여 터치 인식률을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각은 제1 컨택 홀(CH1)을 포함할 수 있다. 도시의 편의를 위해, 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각이 하나의 상기 제1 컨택 홀(CH1)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 컨택 홀(CH1)은 대응되는 상기 제1 센싱 라인(SL1)에서 복수 개로 제공될 수 있다.
상기 제1 컨택 홀(CH1)은 대응되는 상기 제1 센싱 라인(SL1)의 배선 폭에 대응되는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 배선 폭이 상대적으로 넓은 상기 제1-1 센싱 라인(SL1_1)에 포함된 상기 제1 컨택 홀(CH1)의 크기는 배선 폭이 상대적으로 좁은 상기 제1-8 센싱 라인(SL1_1)에 포함된 상기 제1 컨택 홀(CH1)보다 클 수 있다. 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각의 배선 폭에 대응되도록 상기 제1 컨택 홀(CH1)의 크기를 상이하게 하는 것은 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각의 컨택 저항을 균일하게 하기 위함이다.
한편, 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각은 저저항을 위해 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에서 이중 레이어, 예를 들어, 다중층으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각은 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 제공된 제1 금속층(MTL1)과, 상기 제1 컨택 홀(CH1)을 통해 상기 제1 금속층(MTL1)에 연결된 제2 금속층(MTL2)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 금속층(MTL1)과 상기 제2 금속층(MTL2)은 평면 상에서 볼 때 동일한 폭을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각의 배선 폭을 상이하게 설계함으로써 상기 제1 센싱 라인들(SL1) 각각을 등저항으로 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 상기 터치 센서(200)의 전 영역에 걸쳐 터치 인식률을 균일하게 하여 사용자의 터치 이벤트를 정확하게 인식할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 상기 제1 센싱 라인들(SL1)을 적층 순서에 따라 설명한다.
도 6을 참조하면, 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 제1 금속층(MTL1)이 제공될 수 있다.
상기 제1 금속층(MTL1)은 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 상기 도전성 재료로는 금속, 이들의 합금, 도전성 고분자, 도전성 금속 산화물, 나노 전도성 물질 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속으로는 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 알루미늄, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오브, 탄텔, 티탄, 비스머스, 안티몬, 납 등을 들 수 있다. 상기 도전성 고분자로는 폴리티오펜계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리페닐렌계 화합물 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있으며, 특히 폴리티오펜계 중에서도 PEDOT/PSS 화합물을 사용할 수 있다. 상기 도전성 금속 산화물로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide) 등을 들 수 있다. 그 외, 나노 전도성 화합물로 은 나노와이어(AgNW), 카본나노튜브 (Carbon Nano Tube), 그래핀 (graphene) 등을 들 수 있다.
상기 제1 금속층(MTL1) 상에 제1 절연층(IL1)이 제공될 수 있다. 상기 제1 절연층(IL1)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있으며 유기 재료로 이루어진 유기 절연막일 수도 있다. 상기 무기 재료로는 폴리실록산, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등의 무기 절연물질이 이용될 수 있다. 상기 유기 재료로는 폴리아크릴계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 벤조시클로부텐 화합물 등과 같은 유기 절연 물질일 수 있다.
상기 제1 절연층(IL1) 상에 상기 제2 금속층(MTL2)이 제공된다. 상기 제2 금속층(MTL2)은 상기 제1 금속층(MTL1)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 제1 절연층(IL1)을 사이에 두고 상기 제1 및 제2 금속층(MTL1, MTL2)은 동일한 폭을 가질 수 있다. 여기서, 상기 제1-1 센싱 라인(SL1_1)의 상기 제1 및 제2 금속층(MTL1, MTL2)의 폭(d1)은 상기 제1-8 센싱 라인(SL1_8)의 상기 제1 및 제2 금속층(MTL1, MTL2)의 폭(d2)보다 넓을 수 있다.
상기 제2 금속층(MTL2) 상에 제2 절연층(IL2)이 제공될 수 있다. 상기 제2 절연층(IL2)은 상기 제1 센싱 라인들(SL1)을 커버하며 상기 제1 센싱 라인들(SL1)들을 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 절연층(IL1, IL2)은 상기 터치 센서(200)의 절연층(도 4의 IL 참고)을 구성할 수 있다.
도 7은 제1 센싱 라인의 배선 폭과 저항을 설명하기 위한 그래프이다.
도 7에 있어서, R1은 33개의 제1 센싱 라인들 각각의 배선 폭이 동일한 경우 상기 제1 센싱 라인들 각각의 배선 저항 특성을 나타낸 것이고, R2는 33개의 제1 센싱 라인들 각각의 배선 폭이 상이한 경우 상기 제1 센싱 라인들 각각의 배선 저항 특성을 나타낸 것이다. 도 7의 그래프에서 X축에 개시된 숫자 1은 상기 33개의 제1 센싱 라인들 중 감지 영역에 가장 인접하게 배치된 제1 센싱 라인을 의미할 수 있다. 도 7의 그래프의 X축에서 상기 숫자 1보다 큰 숫자일수록 상기 감지 영역(SA)으로부터 멀게 배치된 제1 센싱 라인일 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 센싱 라인들 각각의 배선 폭이 상이한 경우, 상기 제1 센싱 라인들 각각의 배선 저항 값이 균일해지는 것을 확인할 수 있다.
예를 들면, R1과 같이, 동일한 배선 폭을 갖는 상기 제1 센싱 라인들 각각은 상기 감지 영역(SA)에서 멀어지게 배치될수록 배선 저항 값이 커지는 것을 알 수 있다. 이는 상기 제1 센싱 라인들이 상기 감지 영역(SA)에서 멀어질수록 배선 길이가 증가하여 상기 제1 센싱 라인들 간의 배선 저항 값 차이가 발생하기 때문이다.
그러나, R2와 같이, 상이한 배선 폭을 갖는 상기 제1 센싱 라인들 각각은 상기 감지 영역(SA)에서 멀어지게 배치되더라도 배선 저항 값이 R1에 비해 균일해지는 것을 알 수 있다. 이는 상기 제1 센싱 라인들 각각이 배선 길이에 반비례하는 배선 폭을 갖도록 설계되었기 때문이다.
도 8은 도 3의 E2 부분을 확대한 평면도이고, 도 9는 도 8의 Ⅳ ~ Ⅳ'선 및 Ⅴ ~ Ⅴ'선에 따른 단면도이다.
도 3, 도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 센싱 라인들(SL2)은 제2 베이스 기판(BS2)의 주변 영역(PA)에 제공되며 제2 센싱 전극들(SSE2)로부터 상기 제2 베이스 기판(BS2)의 제2 방향(DR2)을 따라 제2 터치 센서 패드부(TP2)측으로 연장될 수 있다.
상기 제2 센싱 라인들(SL2)은 제2-1 내지 제2-5 센싱 라인(SL2_1, SL2_2, SL2_3, SL2_4, SL2_5)을 포함할 수 있다. 상기 제2-1 내지 제2-5 센싱 라인(SL2_1, SL2_2, SL2_3, SL2_4, SL2_5)의 배선 폭은 각각 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 감지 영역(SA)에 가장 인접한 상기 제2-5 센싱 라인(SL2_5)의 배선 폭은 상대적으로 좁으며 상기 감지 영역(SA)에 가장 먼 상기 제2-1 센싱 라인(SL2_1)의 배선 폭은 상대적으로 넓을 수 있다. 즉, 상기 제2 센싱 라인들(SL2) 각각의 배선 폭은 상기 감지 영역(SA)으로 인접할수록 좁아질 수 있다.
상기 제2 센싱 라인들(SL2) 각각의 배선 폭을 상이하게 설계하는 것은 상기 제2 센싱 라인들(SL2) 각각의 배선 저항 값을 균일하게 하기 위함이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제2 센싱 라인들(SL2) 각각의 배선 폭을 상이하게 설계하여 상기 제2 센싱 라인들(SL2) 각각을 등저항으로 구현할 수 있다.
상기 제2 센싱 라인들(SL2) 각각은 제2 컨택 홀(CH2)을 포함할 수 있다. 도시의 편의를 위해, 상기 제2 센싱 라인들(SL2) 각각이 하나의 상기 제2 컨택 홀(CH2)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제2 컨택 홀(CH2)은 대응되는 상기 제2 센싱 라인(SL2)에서 복수 개로 제공될 수 있다.
상기 제2 컨택 홀(CH2)은 대응되는 상기 제2 센싱 라인(SL2)의 배선 폭에 대응되는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 배선 폭이 상대적으로 넓은 상기 제2-1 센싱 라인(SL2_1)에 포함된 상기 제2 컨택 홀(CH2)의 크기는 배선 폭이 상대적으로 좁은 상기 제2-5 센싱 라인(SL2_5)에 포함된 상기 제2 컨택 홀(CH2)보다 클 수 있다.
상기 제2 센싱 라인들(SL2) 각각은 제1 센싱 라인들(SL1)과 마찬가지로 저저항을 위해 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에서 다중층으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 센싱 라인들(SL2) 각각은 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 제공된 제1 금속층(MTL1)과, 제1 절연층(IL1)을 관통하는 상기 제2 컨택 홀(CH2)을 통해 상기 제1 금속층(MTL1)에 연결된 제2 금속층(MTL2)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 금속층(MTL1)과 상기 제2 금속층(MTL2)은 평면 상에서 볼 때 동일한 폭을 가질 수 있다. 여기서, 상기 제2-1 센싱 라인(SL2_1)의 상기 제1 및 제2 금속층(MTL1, MTL2)의 폭(d1)은 상기 제2-5 센싱 라인(SL2_5)의 상기 제1 및 제2 금속층(MTL1, MTL2)의 폭(d2)보다 넓을 수 있다.
도 10은 도 3의 E3 부분을 확대한 평면도이고, 도 11은 도 10의 Ⅵ ~ Ⅵ'선에 따른 단면도이다.
도 3, 도 10 및 도 11을 참조하면, 터치 센서(200)는 제2 베이스 기판(BS2)과, 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 제공된 제1 및 제2 센싱부(SR1, SR2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱부(SR1)는 제1 센싱 전극(SSE1)과, 서로 인접한 제1 센싱 전극(SSE1)을 연결하는 제1 브릿지(BR1)를 포함한다. 상기 제2 센싱부(SR2)는 제2 센싱 전극(SSE2)과, 서로 인접한 제2 센싱 전극(SSE2)을 연결하는 제2 브릿지(BR2)를 포함한다.
상기 제1 센싱 전극(SSE1)과 상기 제2 센싱 전극(SSE2)은 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 제공되며 동일한 레이어에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 센싱 전극(SSE1)과 상기 제2 센싱 전극(SSE2)은 서로 연결되지 않는 독립된 패턴으로 형성될 수 있다. 서로 인접한 2개의 제1 센싱 전극들(SSE1)은 상기 제1 센싱 전극(SSE1)과 동일 레이어에 배치되는 상기 제1 브릿지(BR1)에 의해 연결될 수 있다. 서로 인접한 2개의 제2 센싱 전극(SSE2)은 제1 절연층(IL1)을 관통하는 제3 컨택홀(CH3)과 상기 제2 브릿지(BR2)에 의해 연결될 수 있다. 상기 제2 브릿지(BR2) 상에는 제2 절연층(IL2)이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 다양한 전자 기기에 채용될 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 장치는 텔레비젼, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드(PD), 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), 내비게이션, 스마트 워치와 같은 각종 웨어러블 기기, 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 표시 패널 200: 터치 센서
BS1: 제1 베이스 기판 BS2: 제2 베이스 기판
SL: 센싱 라인 SR: 터치 센서
SA: 감지 영역 PA: 주변 영역

Claims (14)

  1. 감지 영역 및 상기 감지 영역의 주변에 배치되는 주변 영역을 포함한 기판;
    상기 기판 상에 제공되며 적어도 하나 이상의 컨택 홀을 구비한 절연층;
    상기 감지 영역에 제공된 센싱부; 및
    상기 주변 영역에 제공되며 상기 센싱부에 연결된 센싱 라인들을 포함하고,
    상기 센싱 라인들 각각은 상기 기판 상에 제공된 제1 금속층 및 상기 컨택 홀을 통해 상기 제1 금속층에 연결된 제2 금속층을 포함한 다중층으로 구성되며,
    상기 센싱 라인들 각각은 서로 상이한 폭을 갖는 터치 센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱 라인들 각각의 폭은 상기 감지 영역으로 인접할수록 좁아지는 터치 센서.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 센싱 라인들 각각에 대응되는 상기 컨택 홀의 크기는 상기 감지 영역으로 인접할수록 작아지는 터치 센서.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 센싱 라인들 각각에 대응되는 상기 컨택 홀은 복수 개로 제공되는 터치 센서.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 기판의 제1 방향을 따라 연장된 제1 센싱부; 및
    상기 제1 방향과 교차한 제2 방향을 따라 연장된 제2 센싱부를 포함하는 터치 센서.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 금속층은 평면 상에서 볼 때 상기 제2 금속층과 동일한 폭을 갖는 터치 센서.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱 라인들 각각은 동일한 저항 값을 갖는 터치 센서.
  8. 표시 영역과 상기 표시 영역의 주변에 배치되는 비표시 영역을 포함한 제1 베이스 기판;
    상기 표시 영역에 제공된 적어도 하나 이상의 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터에 연결된 발광 소자; 및
    상기 제1 베이스 기판의 적어도 일면 상에 제공되며 터치 위치를 감지하는 터치 센서를 포함하고,
    상기 터치 센서는,
    상기 표시 영역에 대응되는 감지 영역 및 상기 감지 영역의 주변에 배치되는 주변 영역을 포함한 제2 베이스 기판;
    상기 제2 베이스 기판 상에 제공되며 적어도 하나 이상의 컨택 홀을 구비한 절연층;
    상기 감지 영역에 제공된 센싱부; 및
    상기 주변 영역에 제공되며 상기 센싱부에 연결된 센싱 라인들을 포함하고,
    상기 센싱 라인들 각각은 상기 제2 베이스 기판 상에 제공된 제1 금속층 및 상기 컨택 홀을 통해 상기 제1 금속층에 연결된 제2 금속층을 포함한 다중층으로 구성되며,
    상기 센싱 라인들 각각은 서로 상이한 폭을 갖는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 센싱 라인들 각각의 폭은 상기 감지 영역으로 인접할수록 좁아지는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 센싱 라인들 각각에 대응되는 상기 컨택 홀의 크기는 상기 감지 영역으로 인접할수록 작아지는 표시 장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 발광 소자는,
    상기 박막 트랜지스터에 연결된 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 제공된 발광층;
    상기 발광층 상에 제공된 제2 전극을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 센싱 라인들은 평면 상에서 볼 때 상기 주변 영역에서 상기 제2 전극의 일부에 중첩되는 표시 장치.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 제2 베이스 기판의 제1 방향을 따라 연장된 제1 센싱부; 및
    상기 제1 방향과 교차한 제2 방향을 따라 연장된 제2 센싱부를 포함하는 표시 장치.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 센싱 라인들 각각은 동일한 저항 값을 갖는 표시 장치.
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