KR20180079025A - 인-셀 터치 유기 발광 표시장치 - Google Patents
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Abstract
금속 메쉬 전극들을 연결할 때 복수 개의 브리지를 이용함으로써 금속 메쉬 전극들이 안정적으로 연결될 수 있도록 함과 아울러, 기생 커패시턴스의 발생을 최소화할 수 있는 인-셀 터치 구조의 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치는, 복수 개의 화소 개구부 및 뱅크 절연막을 포함하는 유기 발광 어레이 및 상기 유기 발광 어레이와 합착된 터치 전극 어레이를 포함하고, 이 때 상기 터치 전극 어레이는 복수의 격자 구조를 포함하고, 제 1 방향으로 배치된 제 1 메쉬 전극과, 제 2 방향으로 배치되는 제 2 메쉬 전극, 그리고, 인접한 제 1 메쉬 전극들을 연결하는 브리지와, 상기 인접한 제 2 메쉬 전극들을 연결하는 연결 패턴을 포함한다. 이 때 상기 브리지는 복수 개로 형성되며, 제 2 메쉬 전극과 중첩되지 않고, 연결 패턴과는 교차하는 방향으로 중첩된다.
제 1 메쉬 전극, 제 2 메쉬 전극, 브리지 및 연결 패턴은 상기 뱅크 절연막 상에만 중첩되도록 구비된다.
제 1 메쉬 전극, 제 2 메쉬 전극, 브리지 및 연결 패턴은 상기 뱅크 절연막 상에만 중첩되도록 구비된다.
Description
본 발명은 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로, 특히 터치 센서에 구비된 전극들의 시정수 증가 및 기생 커패시턴스의 발생을 방지할 수 있는 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상 표시 장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가벼우며, 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 표시 장치로 유기 발광층의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기 발광 표시 장치 등이 각광받고 있다.
이와 같은 유기 발광 표시 장치는 자발광의 유기 발광 소자를 이용하므로, 별도의 광원을 요구하지 않으며, 초박형 디스플레이의 구형이 가능하므로, 근래에는 유기 발광 소자를 이용하고, 발광 셀 내부에 터치 전극 어레이를 포함하는 인-셀 터치 구조(In-Cell Touch)의 터치 패널 일체형 표시 장치에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
인-셀 터치 구조(In-cell Touch)의 터치 패널은, 제 1 방향으로 배치된 제 1 터치 전극과, 제 1 터치 전극과 교차하도록 제 2 방향으로 배치된 제 2 터치 전극을 포함한다. 제 1 및 제 2 터치 전극은 전기적으로 분리되어 있으며, 둘 중 하나는 터치 신호를 인가하는 구동 전극으로, 다른 하나는 터치로 인한 정전용량(Capacitance)의 변화를 감지함으로써 터치를 센싱하는 감지 전극으로 기능할 수 있다.
한편, 플렉서블(flexible)한 인-셀 터치 구조를 갖는 유기 발광 표시 장치를 제조함에 있어서, 우수한 플렉서빌리티를 가지면서도 저저항의 금속 메쉬 전극을 터치 전극에 적용하려는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이와 같은 금속 메쉬 전극은 투명 전도성 물질에 비해 반사성이 높으므로 외부에 시인될 가능성이 높아지며 전체 유기 발광 표시 장치의 휘도를 저하시키는 문제를 갖는다.
이를 해결하기 위해, 금속 메쉬 전극을 비발광 영역인 뱅크 등에 얼라인시킴으로써 상기 금속 메쉬 전극이 시인되지 않도록 한다.
상기 제 1 터치 전극은 제 1 방향으로 배열되며, 서로 전기적으로 연결된 복수의 제 1 메쉬 전극을 포함한다. 그리고, 제 2 터치 전극은 제 2 방향으로 배열되며, 서로 전기적으로 연결된 복수의 제 2 메쉬 전극을 포함한다. 상기 제 1 메쉬 전극은 브리지를 통해 제 1 방향으로 인접한 다른 메쉬 제 1 메쉬 전극과 전기적으로 접속될 수 있다. 이 때 제 2 메쉬 전극은 상기 브리지 하부의 연결 패턴을 통해 제 2 방향으로 인접한 다른 제 2 메쉬 전극과 전기적으로 접속될 수 있다.
이 때 브리지는 외부에 시인되는 것을 방지하기 위해 금속 메쉬 전극과 동일하게 비발광 영역인 뱅크 상에 중첩되도록 형성된다.
그런데, 상기 브리지가 끊어지는 등의 손상이 발생할 경우, 상기 메쉬 전극들 사이의 전기적 접속이 단절됨으로써 터치 센싱 불량이 발생할 수 있다. 이같은 문제점을 해결하기 위하여 인접한 메쉬 전극들을 복수 개의 브리지를 이용하여 연결할 경우, 상기 금속 메쉬 전극이 하층에 위치한 메쉬 전극 상에 절연층을 사이에 두고 중첩됨으로써 기생 커패시턴스가 발생한다.
브리지와 금속 메쉬 전극 사이에 기생 커패시턴스가 발생하면, 시정수가 상승하여 RC 딜레이가 발생함으로써 터치 센싱 신호 전달이 지연된다. 또한 상기 브리지와 금속 메쉬 전극 사이의 기생 커패시턴스로 인해 전체 터치 전극의 커패시턴스도 증가함으로써, 터치 센싱 변화를 민감하게 센싱할 수 없는 문제도 발생하게 된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 금속 메쉬 전극들을 연결할 때 복수 개의 브리지를 이용함으로써 금속 메쉬 전극들이 안정적으로 연결될 수 있도록 함과 아울러, 기생 커패시턴스의 발생을 최소화할 수 있는 인-셀 터치 구조의 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치는, 복수 개의 화소 개구부 및 뱅크 절연막을 포함하는 유기 발광 어레이 및 상기 유기 발광 어레이와 합착된 터치 전극 어레이를 포함하고, 이 때 상기 터치 전극 어레이는 복수의 격자 구조를 포함하고, 제 1 방향으로 배치된 제 1 메쉬 전극과, 제 2 방향으로 배치되는 제 2 메쉬 전극, 그리고, 인접한 제 1 메쉬 전극들을 연결하는 브리지와, 상기 인접한 제 2 메쉬 전극들을 연결하는 연결 패턴을 포함한다. 이 때 상기 브리지는 복수 개로 형성되며, 제 2 메쉬 전극과 중첩되지 않고, 연결 패턴과는 교차하는 방향으로 중첩된다.
제 1 메쉬 전극, 제 2 메쉬 전극, 브리지 및 연결 패턴은 상기 뱅크 절연막 상에만 중첩되도록 구비된다.
본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치는, 복수 개의 브리지를 이용하여 인접한 두 개의 메쉬 전극을 연결함으로써, 브리지 중 하나가 단선되더라도 터치 센싱이 가능함으로써 터치 신뢰성이 향상되는 효과를 갖는다.
또한 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치는, 상기 복수 개의 브리지와 중첩되는 메쉬 전극을 제거함으로써 기생 커패시턴스 발생을 방지함으로써 터치 센싱 특성이 크게 향상되는 특징을 갖는다.
또한 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치는 시정수 상승으로 인한 터치 응답시간의 지연이 방지된다.
도 1은 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 도 1의 I-I` 부분의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 제 1 메쉬 전극과 제 2 메쉬 전극, 브리지 및 연결 패턴의 특징 및 연결관계를 상세히 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ' 부분의 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 제 1 메쉬 전극과 제 2 메쉬 전극, 브리지 및 연결 패턴의 특징 및 연결관계를 상세히 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 도 5의 Ⅲ-Ⅲ' 부분의 단면 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 I-I` 부분의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 제 1 메쉬 전극과 제 2 메쉬 전극, 브리지 및 연결 패턴의 특징 및 연결관계를 상세히 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ' 부분의 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 제 1 메쉬 전극과 제 2 메쉬 전극, 브리지 및 연결 패턴의 특징 및 연결관계를 상세히 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 도 5의 Ⅲ-Ⅲ' 부분의 단면 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어 '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명될 경우, '바로' 또는 '직접' 이 사용되지 않은 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해서 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치를 설명하기 위한 모식도이다.
본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시장치는, 기판상에 제 1 방향(d1)으로 배열된 복수의 제 1 메쉬 전극(101)과, 제 1 방향(d1)과 교차하는 제 2 방향(d2)으로 배열된 제 2 메쉬 전극(102)을 포함하는 터치 전극 어레이(230)가 내장되어 있다. 본 실시예에서는 제 1 방향(d1)은 x축 방향, 제 2 방향(d2)은 y축 방향으로 예시되어 있다. 그러나, 상기 제 1 및 제 2 방향(d2)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 제 1 메쉬 전극(101)과 제 2 메쉬 전극(102)은 서로 전기적으로 절연되도록 구비된다. 그리고, 제 1 방향(d1)으로 인접한 제 1 메쉬 전극(101)들은 서로 전기적으로 연결되고, 제 2 방향(d2)으로 인접한 제 2 메쉬 전극(102)들은 서로 전기적으로 연결된다.
제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)은 각각 복수 개의 격자 구조를 포함한다. 이 때 상기 제 1 메쉬 전극(101)들은, 제 1 및 제 2 방향(d2)과 다른 방향인 제 3 방향(d3)으로 길게 형성된 복수의 제 1 라인 전극(1011)과, 제 4 방향(d4)으로 길게 형성되어 상기 제 1 라인 전극(1011)과 교차함으로써 격자 구조를 형성하는 복수의 제 2 라인 전극(1012)을 포함한다. 이 때 제 3 방향(d3)은, 예를 들어 x 축에 대해 45°의 각도를 이루는 대각선 방향일 수 있으며, 제 4 방향(d4)은, 예를 들어 x 축에 대해 135°의 각도를 이루어 제 3 방향(d3)을 이루는 대각선과 직교하는 방향의 대각선일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제 2 메쉬 전극(102)들은 제 3 방향(d3)으로 길게 형성된 복수의 제 3 라인 전극(1021)과, 제 4 방향(d4)으로 길게 형성되어 상기 제 3 라인 전극(1021)과 교차함으로써 격자 구조를 형성하는 제 4 라인 전극(1022)을 포함한다.
제 1 방향(d1)으로 인접한 제 1 메쉬 전극(101)들은 복수 개의 브리지(912)에 의해 서로 연결되어 있다. 도 1에는 설명의 편의를 위해 2개의 브리지(912a, 912b)만이 도시되어 있으나, 브리지(912)의 수는 도 1에 한정되지 않으며, 인접한 제 1 메쉬 전극(101)들은 더 많은 수, 예를 들어 3~10개의 브리지(912)들에 의해 서로 연결될 수 있다.
또한 제 2 방향(d2)으로 인접한 제 2 메쉬 전극(102)들은, 연결 패턴(1027)에 의해 서로 연결된다. 여기서, 브리지(912)에 의해 제 1 방향(d1)으로 연결된 제 1 메쉬 전극(101)들은 터치 신호를 센싱하기 위한 구동 신호를 인가하는 구동 전극으로 기능하고, 연결 패턴(1027)에 의해 제 2 방향(d2)으로 연결된 제 2 메쉬 전극(102)들은 터치 신호를 감지하는 감지 전극으로 기능할 수 있으며, 그 반대로 기능할 수도 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에서 상세히 도시되지는 않았으나, 브리지(912a, 912b)는 제 2 메쉬 전극(102)들에 중첩되지 않도록 형성되며, 연결 패턴(1027)들에만 서로 교차하도록 충첩된다. 이같은 제 1, 제 2 메쉬 전극(101, 102) 및 그 연결 관계의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.
표시 영역(A/A)의 가장 외곽에 위치하는 제 1 메쉬 전극(101)은 제 1 라우팅 라인(913a)을 통해 터치 패드부(2350)의 패드 전극(1100)과 접속되며, 상기 표시 영역(A/A)의 가장 외곽에 위치하는 제 2 메쉬 전극(102)은 제 2 라우팅 라인(913b)을 통해 터치 패드부(2350)의 패드 전극(1100)과 접속된다.
도 2는 도 1의 I-I` 부분의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 실시예에 의한 표시 장치는, 기판(1000) 상에 제 1 기재(120), 제 1 버퍼층(130), 박막 트랜지스터 어레이(140) 및 유기 발광 어레이(150)가 순차적으로 위치하고, 상기 유기 발광 어레이(150)를 덮도록 보호층(160)이 위치한다. 커버 윈도우(3000)의 내측에는 제 2 기재(210), 제 2 버퍼층(220) 및 터치 전극 어레이(230)가 배치된다. 이 때 터치 전극 어레이(230)는 유기 발광 어레이(150)를 마주보도록 접착층(400)에 의해 유기 발광 어레이(150) 상의 보호층(160)과 합착된 구조를 갖는다.
제 1 버퍼층(130) 및 제 2 버퍼층(220)은 각각 액티브 영역과 데드 영역이 정의되어 있으며, 터치 전극 어레이(230), 유기 발광 어레이(150) 및 패드부를 제외한 박막 트랜지스터 어레이(140) 내의 박막 트랜지스터들은 상기 액티브 영역에 형성된다. 그리고, 데드 영역 중 일부에 터치 패드부 및 박막 트랜지스터 어레이의 패드부가 정의된다.
여기서 제 1 및 제 2 기재(120, 210)는 레이저 조사나 식각 공정에서 내부 어레이의 손상을 방지하는 역할을 하며, 경우에 따라서는 기판(1000) 및 커버 윈도우(3000)가 제거되고, 제 1 및 제 2 기재(120, 210)가 표시 장치를 외부로부터 보호하는 역할을 수행한다. 제 1 및 제 2 기재(120, 210)는 폴리이미드(Polyimide) 및 포토아크릴(Photoacryl) 등의 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 제 1 및 제 2 기재(120, 210)는 글라스 또는 폴리머 등으로 이루어진 기판으로 대체될 수 있으며, 설계에 따라서는 생략될 수도 있다.
제 1 버퍼층(130) 및 제 2 버퍼층(220)는 각각 산화막(SiO2) 또는 질화막(SiNx)과 같은 무기막을 동일 종류로 연속 적층하거나 혹은 서로 다른 무기막을 교번 적층하여 이루어진다. 제 1 및 제 2 버퍼층(130, 210)은 하부 기판상에 상부 기판을 합착하는 이후 공정에서 유기 발광 어레이(150)로 수분이나 외기가 투습됨을 방지하는 배리어로 기능하게 한다.
터치 전극 어레이(230)와 터치 패드부(2350)는 제 2 버퍼층(220)의 동일면에 형성된다. 터치 패드부(2350)의 패드 전극(1100)은 접착층(400)에 의한 상하 합착 과정에서, 도전성 볼(455)을 포함한 씰(450)에 의해 박막 트랜지스터 어레이(140)의 패드부(미도시)에 접속된다. 이 때 접착층(400)은 투습 방지 기능을 갖고, 유기 발광 어레이(150)를 덮는 보호층(160)과 적접 접하여 보호층(160)이 갖는 기능에 더하여 유기 발광 어레이(150)로 외기가 들어감을 방지하고 수분 투습을 보다 확실하게 방지하는 역할을 한다.
여기서, 상기 패드부를 포함한 박막 트랜지스터 어레이(140)는 상기 터치 전극 어레이(230)보다 일측이 돌출되도록 형성될 수 있다. 돌출된 부분에는 상기 터치 전극 어레이 및 박막 트랜지스터 어레이와 유기 발광 어레이를 함께 구동하기 위한 신호를 전달하는 구동 IC(미도시)가 구비될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 구동 IC와 박막 트랜지스터 어레이 구동 패드, 더미 패드들은 복수의 더미 전극을 포함하고, 상기 구동 IC와 배선에 의해 연결된다. 그리고, 상기 구동 IC는, 글래스 제거 후, FPCB(Flexible Printed Circuit Board)(미도시)와 본딩되어 연결되어, FPCB에 구비된 MCU(Micro Control Unit, 미도시) 및 타이밍 컨트롤러(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 상기 더미 패드는 액티브 영역 외곽의 데드 영역 중 상기 터치 패드부와 대응되는 영역에 게이트 라인 또는 데이터 라인을 이루는 금속과 동일층에 형성된다.
상기 가요성 인쇄회로기판 또는 이방성 도전성 필름(ACF)에 실장되는 구동 회로는 COF(Chip On Film)방식으로 실장될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 상기 박막 트랜지스터 어레이 구동 패드, 더미 패드들은 상기 가요성 인쇄회로기판과 상기 배선(미도시)에 의해 연결된다. 또한 상기 가요성 인쇄회로기판에는 상기 구동 회로를 제어하기 위한 컨트롤러(미도시)가 더 구비될 수 있다.
상기 더미 패드는 액티브 영역 외곽의 데드 영역 중 상기 터치 패드부와 대응되는 영역에 게이트 라인 또는 데이터 라인을 이루는 금속과 동일층에 형성된다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 터치 전극 어레이(230)에 구비된 제 1 메쉬 전극(101)과 제 2 메쉬 전극(102), 브리지(912) 및 연결 패턴(1027)의 특징 및 연결관계를 상세히 설명하기 위한 모식도이다.
터치 전극 어레이(230)에는 제 1 메쉬 전극(101)과, 제 2 메쉬 전극(102)과, 브리지(912) 및 연결 패턴(1027)이 구비된다. 제 1 메쉬 전극(101)은 앞서 언급한 것과 같이 제 3 및 제 4 방향(d4)으로 교차하도록 배열된 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)을 포함한다. 제 2 메쉬 전극(102)은 제 3 및 제 4 방향(d4)으로 교차하도록 배열된 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)을 포함한다. 상기 제 1 내지 제 4 라인 전극(1011, 1012, 1021, 1022)은 동일한 물질로, 동일한 층에 형성될 수 있다. 이 때 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101)은 금속 물질로 형성됨으로써, 전술한 바와 같이 높은 플렉서블리티 및 낮은 저항성을 확보할 수 있는 장점을 갖는다.
여기서, 제 1 라인 전극(1011)과 제 2 라인 전극(1012)끼리는 서로 교차하여 전기적으로 연결되고, 제 3 라인 전극(1021)과 제 4 라인 전극(1022)끼리는 서로 교차하여 전기적으로 연결된다. 그리고, 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)은 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)과 서로 이격되도록 배치되며, 제 1 메쉬 전극(101)과 제 2 메쉬 전극(102)이 전술한 것과 같이 서로 전기적으로 절연되므로, 제 1 메쉬 전극(101)을 이루는 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)은 제 2 메쉬 전극(102)을 이루는 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)과 전기적으로 절연된다.
제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)은 유기 발광 어레이(150)의 화소 개구부(105R, 105G, 105B)와 중첩되지 않도록 위치한다. 즉, 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)는 유기 발광 어레이(150)의 화소 개구부(105R, 105G, 105B) 사이에 구비된 뱅크 절연막(105) 상에 위치한다. 그리고, 화소 개구부(105R, 105G, 105B)는 상기 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)이 교차하여 형성되는 영역에 중첩되도록 위치한다. 그에 따라 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)은 화소 개구부(105R, 105G, 105B)를 가리지 않도록 형성되므로, 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)은 사용자에게 시인되지 않는다.
연결 패턴(1027)은 제 3 라인 전극(1021)과 동일한 제 3 방향(d3)으로 연장되는 제 1 연결 라인 전극(1027a)과, 제 4 라인 전극(1022)과 동일한 제 4 방향(d4)으로 연장되는 라인 형태의 제 2 연결 라인 전극(1027b)을 포함할 수 있다. 제 1 연결 라인 전극(1027a)과 제 2 연결 라인 전극(1027b)는 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)과 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다.
연결 패턴(1027)은 제 2 방향(d2)으로 인접한 제 2 메쉬 전극(102)들을 서로 연결한다. 즉 연결 패턴(1027)은 제 2 방향(d2)으로 인접한 제 2 메쉬 전극(102)들간에 터치 신호를 전달하는 통로 역할을 수행할 수 있다.
연결 패턴(1027) 또한 상기 화소 개구부(105R, 105G, 105B)와 중첩되지 않도록 위치한다. 도 3에는 도시되지 않았지만 연결 패턴(1027)을 이루는 제 1 및 제 2 연결 라인 전극(1027a, 1027b)은 서로 교차하도록 복수 개로 형성됨으로써 메쉬 패턴을 이룰 수 있다. 그리고, 연결 패턴(1027)의 메쉬 패턴 또한 화소 개구부(105R, 105G, 105B)와 서로 중첩되지 않도록 구비된다.
도 3의 화소 개구부(105R, 105G, 105B)는 각각 다이아몬드 형태로 형성된 실시예를 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 화소 개구부(105R, 105G, 105B)는 직사각형, 정사각형, 삼각형, 평행사변형 등 설계에 따른 다양한 형태 변경이 가능하다.
제 1 내지 제 4 라인 전극(1011, 1012, 1021, 1022) 및 제 1, 2 연결 라인 전극(1027a, 1027b)은 각각 Cu, Ag, Al, Mo, To, Au 등의 다양한 금속 물질 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 것과 같이 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)은 전기적으로 서로 연결되어 제 1 메쉬 전극(101)을 이룬다. 그리고 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)은 서로 연결되어 제 2 메쉬 전극(102)을 이룬다. 그리고, 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)이 서로 전기적으로 절연되도록 형성됨에 따라 제 1, 2 라인 전극(1011, 1012)과 제 3, 4 라인 전극(1021, 1022)은 서로 전기적으로 절연된다.
상기 제 1 라인 전극(1011)과 제 2 라인 전극(1012)이 교차하는 영역 및 제 3 라인 전극(1021)과 제 4 라인 전극(1022)이 교차하는 영역에는 세그먼트 전극( 1024)이 더 구비될 수 있다.
세그먼트 전극(1024)은 ITO, IZO, IGZO, ZnO 등의 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 세그먼트 전극(1024)은 설계에 따라 생략되거나, 상기 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)이 교차하는 영역 중 일부 및 상기 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)이 교차하는 영역 중 일부에만 형성될 수 있다. 세그먼트 전극(1024)은 투명 도전성 물질로 형성됨으로써 화소 개구부(111)를 가리지 않으면서 면상으로 형성된다. 따라서, 라인 형태로 형성되어 적은 단면적으로 인해 높은 저항을 가질 수 있는 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)의 저항 성분을 면상의 세그먼트 전극(1024)을 이용하여 보상할 수 있다.
브리지(912a, 912b)는 복수 개로 구비된다. 도 3에서는 제 1 브리지(912a) 및 제 2 브리지(912b)의 2개의 브리지만이 도시되었으나, 실제 제 1 메쉬 전극(102)들 사이에는 이보다 더 많은 브리지들이 구비될 수 있다. 전술한 것과 같이 상기 브리지(912a, 912b)의 수가 증가하는 경우, 브리지(912a, 912b) 중 일부가 단선된다 하더라도 다른 브리지를 통해 제 1 메쉬 전극(102)들 사이에는 신호가 전달되므로 터치 센싱 신뢰도가 상승하는 효과가 있다. 반면, 상기 브리지(912a, 912b)의 수가 증가할수록 기생 커패시턴스가 증가함으로써 시정수 상승에 의한 터치 센싱 지연 현상 및 터치 센싱 특성의 감소 현상이 발생할 수 있다.
이같은 문제점을 해결하기 위해, 브리지(912a, 912b)에 중첩되도록 위치하는 제 2 메쉬 전극(102)은 제거된다. 즉, 브리지(912a, 912b)와 제 2 메쉬 전극(102)은 중첩되도록 위치하지 않는다. 그러나 연결 패턴(1027)은 인접한 제 2 메쉬 전극(102)들을 연결하기 위해서는 브리지(912a, 912b)와 중첩되는 부분을 포함하여야 한다. 브리지(912a, 912b)와 연결 패턴(1027)이 중첩되는 면적을 최소화하기 위해 연결 패턴(1027)은 브리지(912a, 912b)와 서로 교차하도록 중첩된다.
다시 말하면, 브리지(912a, 912b)는 연결 패턴(1027) 및 제 2 메쉬 전극(102) 중에서는 연결 패턴(1027)과만 서로 교차하도록 중첩되는 특징을 갖는다. 따라서, 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치는 브리지(912a, 912b)와 제 2 메쉬 전극(102)이 중첩되지 않음에 따라 브리지(912a, 912b)와 제 2 메쉬 전극(102) 사이에는 기생 커패시턴스가 발생하지 않으며, 제 2 메쉬 전극(102)과 연결 패턴(1027)은 최소한의 중첩 면적을 갖도록 중첩됨으로써 기생 커패시턴스의 발생을 최소화한다.
도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ' 부분의 단면도를 도시한 것이다. 도 4에서는 제 1 라인 전극(1011) 및 제 2 라인 전극(1012)을 모두 제 1 메쉬 전극(101)으로 지칭하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 제 1 기재(120) 상에는 제 1 버퍼층(130)이 위치한다. 그리고 제 1 버퍼층(130) 상에는 박막 트랜지스터(T)를 포함하는 박막 트랜지스터 어레이(140)가 구비된다. 박막 트랜지스터(T)는 채널 영역(141), 소스 영역(142) 및 드레인 영역(143)을 포함하는 활성층(144)과, 상기 활성층(144)상에 위치하는 게이트 절연막(145) 및 게이트 전극(148), 상기 활성층(144) 및 게이트 전극(148)를 덮으며, 소스/드레인 영역(142, 143)을 노출하는 콘택홀을 구비한 층간 절연막(149)과, 콘택홀을 통해 소스/드레인 영역(142, 143)에 접하도록 형성된 소스 전극(146) 및 드레인 전극(147)을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터(TFT) 상에는 제 1 패시베이션층(14)이 형성되며, 제 1 패시베이션층(14)은 드레인 전극(147)을 노출하는 콘택홀을 구비한다.
제 1 패시베이션층(14) 상에는 콘택홀과 접속된 제 1 전극(151)이 위치하며, 제 1 전극(151)의 일부를 노출하여 화소 개구부(105R)를 정의하는 뱅크 절연막(15)이 위치한다. 또한 뱅크 절연막(15) 상에는 스페이서(154)가 더 위치할 수 있다.
화소 개구부(105R)의 제 1 전극(151) 상에는 발광층을 포함하는 유기층(152)이 형성된다. 이 때 유기층(152)은 전자 주입층(Electron Injection layer;EIL), 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL), 발광층(Emission Layer;EML), 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL), 정공 주입층(Hole Injection Layer;HIL)으로 구분된다. 발광층은 음극으로부터의 전자와 양극으로부터의 정공이 재결합되어 생성된 여기자가 바닥상태로 되돌아가면서 특정 파장의 빛을 발광하게 된다.
유기층(152)은 상기 제 1 전극(151)뿐 아니라 뱅크 절연막(154)을 포함하는 버퍼층(130) 전면에 형성될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
유기층(152) 상에는 제 2 전극(153)이 형성된다. 제 2 전극(153)은 상기 유기층(152)을 포함하는 버퍼층(130)의 전면에 형성될 수 있다.
이같은 유기 발광 어레이(150)는 보호층(160)에 의해 외부 습기 등으로부터 차단된다. 보호층(160)은 무기막과 유기막이 교대로 적층된 구조로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제 2 버퍼층(220)의 내면에는 터치 전극 어레이(230)가 위치한다. 터치 전극 어레이(230)는 접착층(400)에 의해 유기 발광 어레이(150)와 마주보며 합착된 구조를 갖는다.
제 2 버퍼층(120)상에는 유기 발광 어레이(150)와 마주보도록 제 1 메쉬 전극(101)이 위치한다. 그리고, 도 4에 도시되지는 않았지만, 제 1 메쉬 전극(101)과 동일한 층에는 제 2 메쉬 전극(102)이 위치한다. 그리고, 제 2 메쉬 전극(102)은 연결 패턴(1027)에 의해 인접한 다른 제 2 메쉬 전극(102)과 연결된다. 연결 패턴(1027)이 제 2 메쉬 전극(102)과 동일한 층에 동일한 물질로 형성됨은 전술한 바와 같다.
전술한 바와 같이, 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102) 및 연결 패턴(1027)은 화소 개구부(105R, 105G, 105B)와 중첩되지 않으며, 뱅크 절연막(15)상에 중첩되도록 구비된다. 도 4를 참조하면, 제 1 메쉬 전극(101)이 화소 개구부(105R)과 중첩되지 않는 것을 확인할 수 있다. 그에 따라서 상기 제 1 메쉬 전극(101), 제 2 메쉬 전극(102) 및 연결 패턴(1027)은 사용자에게 시인되지 않는다.
세그먼트 전극(1024)은 상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)에 접하도록 구비될 수 있다. 도 4를 참조하면 제 1 메쉬 전극(101) 상에 세그먼트 전극(1024)이 접한 것을 확인할 수 있다. 도 4에서 도시되지는 않았지만 제 2 메쉬 전극(102) 상에도 동일하게 세그먼트 전극(1024)이 접하도록 구비될 수 있다.
이 때 전술한 바와 같이, 세그먼트 전극(1024)은 상기 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)의 교차점 또는 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)의 교차점에 접하여 위치한다. 세그먼트 전극(1024)은 투명 도전성 물질로 형성되므로, 화소 개구부(105R, 105G, 105B)와 중첩되어도 무방하다. 이같이 세그먼트 전극(1024)이 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)의 교차점 및 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)의 교차점에 접하여 위치하면, 세그먼트 전극(1024)을 등간격으로 형성할 수 있다. 세그먼트 전극(1024)은 투명 도전성 물질로 이루어지나, 완전히 투명한 것은 아니므로 세그먼트 전극(1024)이 등간격으로 배치되지 않는 경우 표시 화면이 굴절되거나 일부 세그먼트 전극(1024)등이 시인되는 등의 문제가 있을 수 있으며, 따라서 세그먼트 전극(1024)을 등간격으로 배치하는 것이 세그먼트 전극(1024)으로 인한 상기의 시인성 문제를 개선하는 것이 가장 유리하다.
제 1 메쉬 전극(101), 제 2 메쉬 전극(102), 연결 패턴(1027) 및 세그먼트 전극(1024) 상에는 제 2 패시베이션층(232)이 위치한다. 그에 따라 제 1 메쉬 전극(101), 제 2 메쉬 전극(102), 연결 패턴(1027) 및 세그먼트 전극(1024)은 제 2 패시베이션층(232)에 의해 덮이는 구조를 갖는다. 일례로, 도 4에서는 제 1 메쉬 전극(101) 및 세그먼트 전극(1024) 상에 제 2 패시베이션층(232)에 의해 덮이는 구조가 도시되어 있다. 그리고, 제 2 패시베이션층(232)은 상기 제 1 메쉬 전극(101)의 일부를 노출하는 콘택홀(CNT)을 구비한다.
브리지(912b)는 제 1 패시베이션층(232)상에 형성됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)과 이격되며, 콘택홀(CNT)을 통해 인접한 두 개의 제 1 메쉬 전극(101a, 101b) 사이를 연결한다.
이 때 도 3 및 도 4에서와 같이, 브리지(912b)는 제 2 메쉬 전극(102)과 중첩되지 않으며, 연결 패턴(1027)과는 서로 교차하도록 중첩됨으로써 브리지(912b)와 연결 패턴(1027) 사이의 중첩 면적을 최소화함으로써 기생 커패시턴스의 발생을 최소화한다.
브리지(912b) 상에는 상기 제 2 패시베이션층(232) 및 브리지(912b)를 덮는 제 3 패시베이션층(234)이 구비된다. 이 때 제 2 및 제 3 패시베이션층(232, 234)은 SiOx, SiNx 등의 무기막 중 어느 하나로 이루어진 단층 구조이거나, 이들이 교번하여 적층된 구조를 가질 수 있다.
이 때 터치 전극 어레이(230)는 버퍼층(220) 상에 제 1 메쉬 전극(101), 제 2 메쉬 전극(102), 연결 패턴(1027)을 동시에 형성하고, 그 상부에 콘택홀(CNT)이 구비된 제 2 패시베이션층(232)을 형성하고, 상기 콘택홀(CNT)에 접하도록 브리지(912b)를 형성하고, 상기 브리지(912b)상에 제 3 패시베이션층(234)이 형성되는 으로 형성된다. 그 다음, 유기 발광 어레이(150)와 터치 전극 어레이(230)가 접착층을 통해 서로 마주보도록 합착되는 구조를 갖는다. 그에 따라 터치 전극 어레이(230)는, 실제로는 제 1 메쉬 전극(101)과 제 2 메쉬 전극(102)의 하측에는 제 2 패시베이션층(232)이 위치하고, 그 하측에 브리지(912b)가 위치하며, 그 하측에 제 3 패시베이션층(234)이 위치하는 구조를 갖는다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 제 1 메쉬 전극(101)과 제 2 메쉬 전극(102), 브리지(912) 및 연결 패턴(1027)의 특징 및 연결관계를 상세히 설명하기 위한 모식도이다.
도 5를 참조하면, 제 1 메쉬 전극(101)은 앞서 언급한 것과 같이 제 3 및 제 4 방향(d4)으로 교차하도록 배열된 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)을 포함함과 아울러, 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)의 교차점을 상기 제 1 방향(d1)으로 연결하는 복수의 제 5 라인 전극(1013)을 더 포함한다. 제 5 라인 전극(1013)은 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)을 교차하도록 형성함으로써 제 1 메쉬 전극(101)이 후술할 해상도 증가를 위한 화소 개구부(105R, 105G, 105G)의 변경된 형상에 대응되는 형상을 가지도록 한다.
제 5 라인 전극(1013)에 의해, 상기 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)이 교차됨으로써 형성되는 영역은, 제 5 라인 전극(1013)에 의해 2 개의 삼각형 형상의 영역, 보다 상세히는 하나의 삼각형 형상의 영역과 하나의 역삼각형 형상의 영역으로 분할된다.
즉, 상기 삼각형 형상의 영역과 역삼각형 형상의 영역은 제 1, 2, 5 라인 전극(1011, 1012, 1013)이 서로 교차함으로써 형성된다. 그리고 다이아몬드 형상의 영역은 상기 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)이 서로 교차함으로써 형성된다.
제 5 라인 전극(1013)들은 제 2 방향(d2)으로 인접한 다른 제 5 라인 전극(1013)들과 상기 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)의 교차점 하나를 사이에 두고 이격되도록 형성될 수 있다. 그러면, 상기 제 1 및 제 2 라인 전극(1011, 1012)들이 교차함으로써 형성되는 사각형, 예를 들어 도 5의 다이아몬드 형상의 영역은, 제 5 라인 전극(1013)으로 인해 두 개의 삼각형 형상의 영역으로 분할되거나, 제 5 라인 전극(1013)이 위치하지 않음으로써 원래의 형상을 갖는 영역으로 남아 있을 수 있다.
제 2 메쉬 전극(102)은 제 3 및 제 4 방향(d4)으로 교차하도록 배열된 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)을 포함함과 아울러, 상기 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)의 교차점을 제 1 방향(d1)으로 연결하는 복수의 제 6 라인 전극(1023)을 더 포함한다. 제 6 라인 전극(1023)은 제 5 라인 전극(1013)과 마찬가지로 제 2 메쉬 전극(102)이 후술할 해상도 증가를 위한 화소 개구부(105R, 105G, 105G)의 변경된 형상에 대응되는 형상을 가지도록 한다.
제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)이 교차됨으로써 형성되는 영역은, 제 6 라인 전극(1023)에 의해 상기 정삼각형, 역삼각형의 2 개의 삼각형 형상의 영역으로 분할된다. 즉 상기 정삼각형 및 역삼각형 영역은 상기 제 3, 4, 6 라인 전극(1021, 1022, 1023)이 교차함으로써 형성된다. 그리고, 다이아몬드 형상의 영역은 상기 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)이 교차함으로써 형성된다.
연결 패턴(1027)은 상기 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)으로부터 연장되도록 구비됨으로써, 상기 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022), 즉 제 2 메쉬 전극(102)과 동일한 물질로 동일한 층에 형성될 수 있다. 이 때 연결 패턴(1027)은 제 3 라인 전극(1021)과 동일한 제 3 방향(d3)으로 연장되는 제 1 연결 라인 전극(1027a)과, 제 4 라인 전극(1022)과 동일한 제 4 방향(d4)으로 연장되는 라인 형태의 제 2 연결 라인 전극(1027b)을 포함할 수 있다.
그리고 연결 패턴(1027) 또한 상기 화소 개구부(105R, 105G, 105B)와 중첩되지 않도록 위치한다. 도 5에는 도시되지 않았지만 연결 패턴(1027)을 이루는 제 1 및 제 2 연결 라인 전극(1027a, 1027b)은 서로 교차하도록 복수 개로 형성됨으로써 메쉬 패턴을 이룰 수 있다. 그리고, 연결 패턴(1027)의 메쉬 패턴 또한 화소 개구부(105R, 105G, 105B)와 서로 중첩되지 않도록 구비된다.
제 6 라인 전극(1023)들은 제 2 방향(d2)으로 인접한 다른 제 6 라인 전극(1023)들과 상기 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)의 교차점 하나를 사이에 두고 이격되도록 형성될 수 있다. 그러면, 상기 제 3 및 제 4 라인 전극(1021, 1022)들이 상기 다이아몬드 형상의 영역은, 제 6 라인 전극(1023)으로 인해 두 개의 삼각형 형상의 영역으로 분할되거나, 제 6 라인 전극(1023)이 위치하지 않음으로써 원래의 형상을 갖는 영역으로 남아 있을 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 제 1 메쉬 전극(101)의 제 1 내지 제 3 라인 전극(1011,1012, 1013)에 의해 표시 패널(100)상에는 다이아몬드 형상의 영역과 2개의 삼각형 형상의 영역이 정의된다. 이 때 2 개의 삼각형 형상의 영역, 즉 삼각형 형상의 영역 및 역삼각형 형상의 영역은 제 2 방향(d2)으로 인접하여 위치하고, 서로 꼭짓점을 마주보는 형태로 형성된다. 그리고, 상기 다이아몬드 형상과 2개의 삼각형 형상의 영역, 즉 역삼각형 형상의 영역 및 삼각형 형상의 영역은 제 1 방향(d1)으로 서로 인접하도록 위치하며, 제 1 방향(d1)으로 서로 교번하도록 배치된다.
마찬가지로, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 제 2 메쉬 전극(102)의 제 4 내지 제 6 라인 전극(1021,1022, 1023)에 의해 상기 제 1 메쉬 전극(101)에 의해 형성되는 영역과 동일하게 다이아몬드 형상과 2개의 삼각형 형상의 영역이 제 1 방향(d1)으로 서로 교번하여 배치되도록 형성된다.
상기 삼각형 형상의 영역 및 다이아몬드 형상의 영역에는 각각 화소 개구부(115R, 115G, 115B)가 중첩되도록 위치한다. 이 때 다이아몬드 형상의 영역에는 적색, 녹색, 청색 중 효율이 가장 낮은 블루 색상을 표시하는 화소 개구부(115B)가 위치할 수 있으며, 나머지 삼각형 및 역삼각형 형상의 영역에는 적색 화소 개구부(115R) 및 녹색 화소 개구부(115G)가 위치할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
도 3과 같은 다이아몬드 형상의 화소 개구부를 포함하는 유기 발광 표시 장치는, 하나의 단위 회소를 다이아몬드 형상으로 인접한 4개의 서브 화소(U)로 정의한다. 여기의 서브 화소(U)에는 적색, 녹색 청색의 화소 개구부(115R, 115G, 115B)에 더하여 상기 적색, 녹색 및 청색의 화소 개구부 중 어느 하나, 도 3에서는 적색 화소 개구부(115R)가 하나 더 추가됨으로써 하나의 화소를 4개의 서브 화소를 이용하여 형성하게 된다.
반면 도 5의 유기 발광 표시 장치는 삼각형의 화소 개구부를 포함함으로써, 적색(115R), 녹색(115G) 및 청색(115B)의 서브 화소가 각각 하나씩만 단위 픽셀(U') 내에 모두 구비될 수 있으며, 결국 동일한 서브 화소의 수를 가지고 더욱 많은 단위 픽셀(U')을 구현할 수 있으므로, 도 5의 유기 발광 표시 장치는 고해상도 영상을 표시하는 데 더욱 유리하다.
제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)의 상기 제 1 내지 제 6 라인 전극(1011, 1012, 1013, 1021, 1022, 1023)은 각각 뱅크 절연막(15) 상에 중첩되도록 위치하여 화소 개구부(115R, 115G, 115B)와 중첩되지 않는다. 그에 따라 상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)는 사용자에게 시인되지 않는다. 그리고, 상기 제 1 내지 제 6 라인 전극(1011, 1012, 1013, 1021, 1022, 1023)은 모두 동일한 층에 동일한 물질로 형성될 수 있다.
세그먼트 전극(1024)은 상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)의 교차점에 중첩되도록 형성된다. 그리고, 이 때 세그먼트 전극(1024)은 ITO, IZO, ZnO, IGZO 등의 투명 도전성 물질로 이루지므로, 화소 개구부(115R, 115G, 115B)와 일부 중첩되도록 형성될 수 있다.
제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)은 각각 제 5 라인 전극(1013) 또는 제 6 라인 전극(1023)을 더 포함함으로써, 전류 패스가 증가하고 그에 따라 상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102)의 저항이 감소하는 효과를 갖는다.
브리지(912a, 912b)는 서로 인접한 두 개의 제 1 메쉬 전극(101a, 101b) 사이에 형성된다. 이 때 브리지(912a, 912b)는 복수 개로 형성된다. 도 5에서는 편의상 두 개의 브리지만 도시되었으나, 상기 브리지(912a, 912b)는 설계에 따라 3개 이상의 복수로 형성될 수 있다.
이 때 브리지(912a, 912b)는 상기 인접한 두 개의 제 1 메쉬 전극(101)들 사이를 서로 연결한다. 이 때 브리지(912a, 912b)는 각각의 제 1 메쉬 전극(101)들의 제 5 라인 전극(1013)들 사이를 서로 연결하도록 구비될 수 있다. 이 때 브리지(912a, 912b)에 중첩되도록 위치하는 제 2 메쉬 전극(102)은 제거된다. 즉, 브리지(912a, 912b)와 제 2 메쉬 전극(102)은 중첩되도록 위치하지 않는다. 그러나 연결 패턴(1027)은 인접한 제 2 메쉬 전극(102)들을 연결하기 위해서는 브리지(912a, 912b)와 중첩되는 부분을 포함하여야 한다. 브리지(912a, 912b)와 연결 패턴(1027)이 중첩되는 면적을 최소화하기 위해 연결 패턴(1027)은 브리지(912a, 912b)와 서로 교차하도록 중첩된다.
다시 말하면, 브리지(912a, 912b)는 연결 패턴(1027) 및 제 2 메쉬 전극(102) 중에서는 연결 패턴(1027)과만 서로 교차하도록 중첩되는 특징을 갖는다. 따라서, 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치는 브리지(912a, 912b)와 제 2 메쉬 전극(102)이 중첩되지 않음에 따라 브리지(912a, 912b)와 제 2 메쉬 전극(102) 사이에는 기생 커패시턴스가 발생하지 않으며, 제 2 메쉬 전극(102)과 연결 패턴(1027)은 최소한의 중첩 면적을 갖도록 중첩됨으로써 기생 커패시턴스의 발생을 최소화한다.
도 6은 도 5의 Ⅲ-Ⅲ' 부분의 단면 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
제 2 실시예에 있어서, 박막 트랜지스터 어레이(140), 유기 발광 어레이(150), 보호층(160) 및 접착층(400)의 구성은 제 1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
제 2 버퍼층(120)상의 유기 발광 어레이(150)와 마주보는 면에는 상기 제 1 메쉬 전극(101)과, 제 2 메쉬 전극(102)과, 연결 전극(1027)이 위치한다. 도 6에는, 제 1 메쉬 전극(101) 및 연결 패턴(1027)이 상기 제 2 버퍼층(120) 상에 위치하는 것이 도시되어 있다. 도 4에는 도시되지 않았으나, 제 2 메쉬 전극(102) 또한 상기 제 1 메쉬 전극(101) 및 연결 패턴(1027)과 동일한 층에 동일한 물질로 형성된다.
제 2 실시예에서도 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 메쉬 전극(101) 및 제 2 메쉬 전극(102)과 연결 패턴(1027)은 화소 개구부(105R)와 중첩되지 않으며, 뱅크 절연막(15)과 중첩되도록 구비된다. 도 6에는 제 1 메쉬 전극(101)이 화소 개구부(105R)와 중첩되지 않는 특징이 도시되어 있다. 이를 통해 상기 제 1 메쉬 전극(101), 제 2 메쉬 전극(102) 및 연결 패턴(1027)은 사용자에게 시인되지 않는다.
상기 세그먼트 전극(1024)은 제 1 메쉬 전극(101) 및 제 2 메쉬 전극(102) 상에 접하도록 위치한다. 세그먼트 전극(1024)은 상기 제 1, 제 2 라인 전극 및 제 5 라인 전극(1011, 1012, 1013) 중 적어도 두 개가 교차하는 교차점 또는 제 3, 제 4 라인 전극 및 제 6 라인 전극(1021, 1022, 1023)의 교차점에 접하여 위치한다.
이 때 세그먼트 전극(1024) 투명 도전성 물질로 이루어짐으로써, 화소 개구부(115R)에 중첩되도록 형성되어도 무방하다.
제 1, 2 메쉬 전극(101, 102) 및 세그먼트 전극(1024)은 제 2 패시베이션층(232)에 의해 덮이는 구조를 갖는다. 이 때 상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극(101, 102) 및 세그먼트 전극(1024)은 모두 제 2 패시베이션층(232)에 의해 덮이는 구조를 갖는다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 제 2 패시베이션층(232)은 상기 제 1 메쉬 전극(101), 특히 그중 제 5 라인 전극(1013a, 1013b)의 일부를 노출하는 콘택홀(CNT)을 구비한다.
브리지(912b)는 제 1 패시베이션층(232)상의 서로 인접한 2개의 제 1 메쉬 전극(101) 사이에 구비되며, 콘택홀(CNT)을 통해 상기 2 개의 제 1 메쉬 전극들이 모두 접속됨으로써 서로 인접한 2개의 제 1 메쉬 전극(101)을 전기적으로 연결한다. 도 5를 참조하면, 상기 브리지(912b)는 제 1 메쉬 전극(101)중의 제 5 라인 전극(1013)에 접속되며, 제 5 라인 전극(1013)과 평행하게 제 1 방향(d1)으로 위치할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이 때 도 5 및 도 6에서와 같이, 브리지(912b)는 제 2 메쉬 전극(102)과 중첩되지 않으며, 연결 패턴(1027)과는 서로 교차하도록 중첩됨으로써 브리지(912b)와 연결 패턴(1027) 사이의 중첩 면적을 최소화함으로써 기생 커패시턴스의 발생을 최소화한다.
브리지(912b)는 제 3 패시베이션층(234)에 덮이는 구조를 갖는다. 이 때 제 2 및 제 3 패시베이션층(232, 234)은 SiOx, SiNx 등의 무기막 중 어느 하나로 이루어진 단층 구조이거나, 이들이 교번하여 적층된 구조를 가질 수 있다. 제 3 패시베이션층(234)은 상기 브리지(912b)를 보호하는 역할을 할 수 있다.
이 때 터치 전극 어레이(230)는 버퍼층(220) 상에 제 1 메쉬 전극(101), 제 2 메쉬 전극(102), 연결 패턴(1027)을 동시에 형성하고, 그 상부에 콘택홀(CNT)이 구비된 제 2 패시베이션층(232)을 형성하고, 상기 콘택홀(CNT)에 접하도록 브리지(912b)를 형성하고, 상기 브리지(912b)상에 제 3 패시베이션층(234)이 형성되는 으로 형성된다. 그 다음, 유기 발광 어레이(150)와 터치 전극 어레이(230)가 접착층을 통해 서로 마주보도록 합착되는 구조를 갖는다. 그에 따라 터치 전극 어레이(230)는, 제 1 메쉬 전극(101)과 제 2 메쉬 전극(102)의 하측에는 제 2 패시베이션층(232)이 위치하고, 그 하측에 브리지(912b)가 위치하며, 그 하측에 제 3 패시베이션층(234)이 위치하는 구조를 가질 수 있다.
이상 설명한 것과 같이 본 발명에 의한 인-셀 터치 폴더블 표시 장치는, 복수 개의 브리지(912a, 912b)를 형성함으로써 브리지(912)의 단선 등으로 인한 터치 센싱 불량을 방지함과 아울러, 브리지(912)와 제 2 메쉬 전극(102)이 중첩되지 않도록 하고, 브리지(912)와 연결 패턴(1027)의 중첩을 최소화함으로써, 브리지(912)로 인해 발생하는 기생 커패시턴스를 최소화하는 특징을 갖는다.
종래의 인접한 두 개의 메쉬 전극을 다수의 브리지로 연결한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치의 터치 성능과 동일한 수의 브리지로 인접한 두 개의 메쉬 전극을 연결한 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치의 터치 성능을 비교하여 아래의 표 1과 같은 결과가 도출되었다.
| 구분 | 종래 기술 | 본 발명 |
| 대기상태의 C(pF) | 2.5 | 1.4 |
| 터치시 C 변화량(pF) | 0.2 | 0.2 |
| 변화율(%) | 7 | 12 |
| 응답시간 평균(ns) | 665 | 629 |
표 1에서 C 는 커패시턴스를 의미한다. 종래의 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치는, 대기상태에서 2.5pF 의 커패시턴스를 가졌으나, 본 발명에 의하면 브리지와 중첩되는 제 2 메쉬 전극이 제거됨으로써 대기 상태의 커패시턴스가 크게 감소하여 1.4pF 의 커패시턴스를 가진 것을 확인할 수 있다. 한편, 터치시 커패시턴스의 변화량은 종래의 기술과 본 발명이 동일하였는데, 그에 따라 대기 상태의 커패시턴스가 작은 본 발명에서의 터치 변화율이 약 5% 높아지게 된다. 즉, 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치는, 터치를 인식하는 민감도가 상기 터치 변화율에 대응되는 만큼 높아지게 됨으로써 터치 센싱 특성이 크게 향상되는 특징을 갖는다.
그리고, 응답시간에 있어서도 종래의 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치에 비해 본 발명에서는 약 36ns 가량 감소하여 본 발명에 의한 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치의 응답 시간이 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 기생 커패시턴스가 감소됨으로써, 상기 기생 커패시턴스에 의한 시정수 상승 현상(RC Delay)이 방지된 결과이다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
105R, 105G, 105B: 화소 개구부
101: 제 1 메쉬 전극
102: 제 2 메쉬 전극 1011: 제 1 라인 전극
1012: 제 2 라인 전극 1021: 제 3 라인 전극
1022: 제 4 라인 전극 1024: 세그먼트 전극
912a, 912b: 브리지 1027: 연결 패턴
1023: 제 5 라인 전극 1023: 제 6 라인 전극
130: 버퍼층 400: 접착층
140: 박막 트랜지스터 어레이 150: 유기 발광 어레이
160: 보호층 232: 제 2 패시베이션층
234: 제 3 패시베이션층
102: 제 2 메쉬 전극 1011: 제 1 라인 전극
1012: 제 2 라인 전극 1021: 제 3 라인 전극
1022: 제 4 라인 전극 1024: 세그먼트 전극
912a, 912b: 브리지 1027: 연결 패턴
1023: 제 5 라인 전극 1023: 제 6 라인 전극
130: 버퍼층 400: 접착층
140: 박막 트랜지스터 어레이 150: 유기 발광 어레이
160: 보호층 232: 제 2 패시베이션층
234: 제 3 패시베이션층
Claims (12)
- 복수 개의 화소 개구부 및 화소 개구부 사이에 위치하는 뱅크 절연막을 포함하는 유기 발광 어레이 및
상기 유기 발광 어레이와 합착된 터치 전극 어레이를 포함하고,
상기 터치 전극 어레이는,
제 1 방향으로 배치되고 복수의 격자 구조를 포함하는 복수 개의 제 1 메쉬 전극과,
상기 제 1 전극과 동일층에 위치하고, 상기 제 1 전극과 절연되어 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 배치되며, 복수의 격자 구조를 포함하는 복수개의 제 2 메쉬 전극과,
상기 제 1 메쉬 전극과 다른 층에 위치하며, 콘택홀을 통해 제 1 방향으로 인접한 제 1 메쉬 전극들을 연결하는 브리지 및
상기 제 2 방향으로 인접한 다른 제 2 메쉬 전극들을 서로 연결하는 연결 패턴을 포함하고,
상기 브리지는, 상기 제 2 메쉬 전극 및 상기 연결 패턴 중 상기 연결 패턴에만 서로 교차하도록 중첩되는 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1, 2 메쉬 전극, 상기 브리지 및 상기 연결 패턴은 상기 뱅크 절연막 상에 중첩되도록 위치하는 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치. - 제 2 항에 있어서,.
상기 제 1 메쉬 전극은, 서로 다른 제 3 및 제 4 방향으로 교차하도록 위치하여 격자 구조를 형성하는 복수개의 제 1 라인 전극 및 제 2 라인 전극을 포함하고,
상기 제 2 메쉬 전극은, 서로 다른 제 3 및 제 4 방향으로 교차하도록 위치하여 격자 구조를 형성하는 복수개의 제 3 및 제 4 라인 전극을 포함하고,
상기 연결 패턴은 상기 제 3 및 제 4 라인 전극으로부터 연장되도록 구비된 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 화소 개구부는, 다이아몬드 형상으로 구비되는 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 메쉬 전극의 일부를 덮는 세그먼트 전극을 더 포함하는 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 메쉬 전극은, 상기 제 1 및 제 2 라인 전극의 교차점을 제 1 방향으로 연결하는 복수의 제 5 라인 전극을 더 포함하고,
상기 제 2 메쉬 전극은, 상기 제 3 및 제 4 라인 전극의 교차점을 제 1 방향으로 연결하는 복수의 제 6 라인 전극을 더 포함하는 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 5 라인 전극은 상기 제 2 방향으로 인접한 다른 제 5 라인 전극과 상기 제 1 및 제 2 라인 전극의 교차점을 사이에 두고 서로 이격되고,
상기 제 6 라인 전극은 상기 제 2 방향으로 인접한 다른 제 6 라인 전극과 상기 제 3 및 제 4 라인 전극의 교차점을 사이에 두고 서로 이격되는 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 브리지는, 상기 제 5 라인 전극들에 상기 콘택홀을 통해 접속되도록 상기 제 1 방향으로 배열된 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 화소 개구부는, 삼각형 형상, 역삼각형 형상 및 다이아몬드 형상의 화소 개구부가 혼재하도록 구비된 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 화소 개구부 중 삼각형 형상 및 역삼각형 형상의 화소 개구부는, 상기 제 1 라인 전극과, 상기 제 2 라인 전극 및 상기 제 5 라인 전극이 서로 교차하여 형성되는 영역에 중첩되도록 위치하거나, 상기 제 3 라인 전극과, 상기 제 4 라인 전극 및 상기 제 6 라인 전극이 서로 교차하여 형성되는 영역에 중첩되도록 위치하는 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 삼각형 형상 및 상기 역삼각형 형상의 화소 개구부는, 적색 및 녹색 화소 개구부이고,
상기 다이아몬드 형상의 화소 개구부는 청색 화소 개구부인 인-셀 터치 유기 발광 표시 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 역삼각형 형상의 화소 개구부와 상기 삼각형 형상의 화소 개구부는 제 2 방향으로 인접하여 서로 꼭짓점을 마주보도록 위치하고, 상기 다이아몬드 형상의 화소 개구부는, 상기 역삼각형 형상의 화소 개구부 및 상기 삼각형 형상의 화소 개구부와 상기 제 1 방향으로 인접하도록 위치하는 유기 발광 표시 장치.
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