KR20180090922A - 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
표시 장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 일면 상에 제공되는 압력 센서를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 제1 베이스 기판, 및 상기 제1 베이스 기판 상에 제공되고 일방향으로 연장되는 수신 전극들을 포함하는 제1 기판; 제2 베이스 기판, 및 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 기판에 마주하는 면 상에 제공되고 상기 수신 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 구동 전극들을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 표시 패널 사이에 제공되는 제2 기판; 및 상기 구동 전극들 및 상기 수신 전극들 중 하나의 표면 상에 제공되는 가변 저항층을 포함할 수 있다. 상기 제2 베이스 기판은 광을 차단 또는 흡수하는 물질을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 표시 장치에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다.
상기 표시 장치는 영상 표시 기능과 더불어 사용자의 터치를 입력받기 위한 터치 센서를 구비하고 있다. 이에 따라, 사용자는 상기 터치 센서를 통해 보다 편리하게 상기 표시 장치를 이용할 수 있게 되었다.
또한 최근에는 터치 위치뿐만 아니라, 터치로 인하여 발생하는 압력을 이용하여 사용자에게 다양한 기능을 제공하고자 하였다.
본 발명의 일 목적은 압력 센서를 구비하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 일면 상에 제공되는 압력 센서를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 제1 베이스 기판, 및 상기 제1 베이스 기판 상에 제공되고 일방향으로 연장되는 수신 전극들을 포함하는 제1 기판; 제2 베이스 기판, 및 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 기판에 마주하는 면 상에 제공되고 상기 수신 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 구동 전극들을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 표시 패널 사이에 제공되는 제2 기판; 및 상기 구동 전극들 및 상기 수신 전극들 중 하나의 표면 상에 제공되는 가변 저항층을 포함할 수 있다. 상기 제2 베이스 기판은 광을 차단 또는 흡수하는 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가변 저항층은 고분자 수지, 및 상기 고분자 수지 내에 분산된 압전 물질 또는 도전 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가변 저항층은 압력이 증가함에 따라 저항이 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 센서는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제1 베이스 기판의 외부면 상에 제공되고 탄성 변형 가능한 물질을 포함하는 쿠션층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압력 센서는 상기 표시 패널의 양 면 중 광이 출사되는 반대 방향의 면 상에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 표시 패널의 광이 출사되는 방향의 면 상에 제공되는 윈도우를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 일면 상에 제공되는 압력 센서를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 제1 베이스 기판, 및 상기 제1 베이스 기판 상에 제공되고 일방향으로 연장되는 수신 전극들을 포함하는 제1 기판; 제2 베이스 기판, 및 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 기판에 마주하는 면 상에 제공되고 상기 수신 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 구동 전극들을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 표시 패널 사이에 제공되는 제2 기판; 및 상기 구동 전극들 및 상기 수신 전극들 중 하나의 표면 상에 제공되는 가변 저항층을 포함할 수 있다. 상기 제2 베이스 기판은 탄성 변형 가능한 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 양 면 중 광이 출사되는 면 상에 제공되는 압력 센서를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 베이스 기판, 및 상기 제1 베이스 기판 상에 제공되고 일방향으로 연장되는 수신 전극들을 포함하는 제1 기판; 제2 베이스 기판, 및 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 기판에 마주하는 면 상에 제공되고 상기 수신 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 구동 전극들을 포함하는 제2 기판; 및 상기 구동 전극들 및 상기 수신 전극들 중 하나의 표면 상에 제공되는 가변 저항층을 포함할 수 있다. 상기 제1 기판은 상기 표시 패널과 상기 제2 기판 사이에 제공될 수 있다. 상기 제2 베이스 기판은 광을 투과시킬 수 있는 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 표시 패널과 상기 제1 기판 사이에 제공되는 편광층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 베이스 기판은 편광층일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치가 압력 센서를 구비하더라도 전체 두께가 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서를 설명하기 위한 구성 개략도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 라인에 따른 단면도이다.
도 3은 도 2의 압력 센서에 압력이 가해지는 경우를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 압력 센서의 압력 센싱 원리를 설명하기 위한 회로도이다.
도 5, 도 6, 도 8 내지 도 12는 도 1 내지 도 4에 도시된 압력 센서를 구비하는 표시 장치의 실시예들을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 도 5의 EA1 영역의 확대도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 라인에 따른 단면도이다.
도 3은 도 2의 압력 센서에 압력이 가해지는 경우를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 압력 센서의 압력 센싱 원리를 설명하기 위한 회로도이다.
도 5, 도 6, 도 8 내지 도 12는 도 1 내지 도 4에 도시된 압력 센서를 구비하는 표시 장치의 실시예들을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 도 5의 EA1 영역의 확대도이다.
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 압력 센서를 설명하기 위한 구성 개략도이며, 도 2는 도 1의 I-I' 라인에 따른 단면도이며, 도 3은 도 2의 압력 센서에 압력이 가해지는 경우를 설명하기 위한 단면도이며, 도 4는 도 1에 도시된 압력 센서의 압력 센싱 원리를 설명하기 위한 회로도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 압력 센서는 센싱부(PSR), 구동 신호를 입력하는 구동부(DVR), 터치 및 압력을 감지한 감지 신호를 수신하는 감지부(DSR), 및 상기 구동부(DVR)와 상기 감지부(DSR)를 제어하는 제어부(COL)를 포함할 수 있다.
상기 센싱부(PSR)는 복수의 구동 전극들(Tx) 및 수신 전극들(Rx)을 포함할 수 있다. 상기 구동 전극들(Tx)은 일 방향으로 연장되고, 서로 평행하게 반복적으로 배열될 수 있다. 상기 수신 전극들(Rx)은 상기 구동 전극들(Tx)과 교차하는 방향으로 연장되고, 서로 평행하게 반복적으로 배열될 수 있다. 즉, 상기 구동 전극들(Tx) 및 상기 수신 전극들(Rx)은 서로 교차하도록 배열될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 센싱부(PSR)가 서로 교차하는 상기 구동 전극들(Tx) 및 상기 수신 전극들(Rx)을 포함하는 것을 예로서 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 센싱부(PSR)는 독립적으로 상기 구동 신호를 수신하고, 상기 수신 신호를 출력할 수도 있다.
상기 센싱부(PSR)는 상기 구동 전극들(Tx) 및 상기 수신 전극들(Rx) 중 하나, 예를 들면, 상기 수신 전극들(Rx)을 구비하는 제1 기판(SUB1), 및 상기 구동 전극들(Tx) 및 상기 수신 전극들(Rx) 중 다른 하나, 예를 들면, 상기 구동 전극들(Tx)을 구비하는 제2 기판(SUB2)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)은 일정 간격 이격될 수 있다. 즉, 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2) 사이에는 갭(GAP)이 존재할 수 있다.
상기 제1 기판(SUB1)은 제1 베이스 기판(BS1), 및 상기 제1 베이스 기판(BS1) 상의 상기 수신 전극들(Rx)을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(SUB2)은 제2 베이스 기판(BS2), 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상의 상기 구동 전극들(Tx), 및 상기 구동 전극들(Tx)의 상기 제1 기판(SUB1) 방향의 면 상에 배치된 가변 저항층(VRL)을 포함할 수 있다.
상기 구동 전극들(Tx) 및 상기 수신 전극들(Rx)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 구동 전극들(Tx) 및 상기 수신 전극들(Rx)은 투명 도전성 금속 산화물, 도전성 나노 와이어, 그래핀 및 금속 메쉬(mesh) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 가변 저항층(VRL)은 압력에 따라 저항이 변할 수 있다. 예를 들면, 상기 가변 저항층(VRL)은 압력이 증가함에 따라 저항이 감소할 수 있다. 상기 가변 저항층(VRL)은 고분자 수지, 및 상기 고분자 수지 내에 분산된 압전 물질(Piezo-electric materials) 또는 도전 물질을 포함할 수 있다. 상기 압전 물질은 티타늄산 지르코늄산 연(PZT)을 포함할 수 있다. 상기 도전 물질은 탄소 분말(Carbon powder), 금속 분말, 도전성 나노 파티클, 도전성 나노 튜브, 및 그래핀 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도전성 나노 파티클은 투명 도전성 산화물 및 금속 물질을 포함할 수 있다. 상기 도전성 나노 튜브는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 가변 저항층(VRL)이 압력이 증가함에 따라 저항이 감소하는 경우를 예로서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 가변 저항층(VRL)은 압력이 증가함에 따라 저항이 증가할 수도 있다.
상기 제1 베이스 기판(BS1) 및 상기 제2 베이스 기판(BS2)은 상기 구동 전극들(Tx) 및 상기 수신 전극들(Rx)을 지지할 수 있는 물질을 포함할 수 있다.
상기 센싱부(PSR)에 압력이 가해지면, 상기 압력이 가해지는 방향의 기판, 예를 들면, 상기 제2 기판(SUB2)의 변형이 발생할 수 있다. 상기 제2 기판(SUB2)이 변형되면, 상기 가변 저항층(VRL) 및 상기 수신 전극들(Rx)이 접촉되고, 상기 구동 전극들(Tx)에서 상기 가변 저항층(VRL)을 통하여 상기 수신 전극들(Rx)로 전류가 흐를 수 있다.
여기서, 상기 가변 저항층(VRL)은 압력이 증가함에 따라 저항이 감소하는 물질을 포함하므로, 상기 구동 전극들(Tx)로 인가되는 상기 구동 신호의 전류가 일정하면, 상기 수신 전극들(Rx)에서 상기 감지부(DSR)로 전달되는 감지 신호의 전압이 감소할 수 있다. 또한, 상기 구동 전극들(Tx)로 인가되는 상기 구동 신호의 전압이 일정하면, 상기 수신 전극들(Rx)에서 상기 감지부(DSR)로 전달되는 감지 신호의 전류가 증가할 수 있다.
상기 구동부(DVR)는 상기 구동 신호를 상기 구동 전극들(Tx)에 입력할 수 있다. 예를 들면, 상기 구동부(DVR)는 상기 구동 신호를 상기 구동 전극들(Tx)에 순차적으로 인가할 수 있다. 또한, 상기 구동부(DVR)는 상기 구동 신호를 상기 구동 전극들(Tx)에 동시에 인가할 수도 있다.
상기 감지부(DSR)는 상기 감지 신호를 상기 수신 전극들(Rx)로부터 수신할 수 있다. 상기 감지 신호는 압력이 가해지는 위치 정보 및 상기 수신 전극들(Rx)에서 출력되는 전압값 또는 전류값에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 감지 신호는 압력이 가해지는 상기 위치 정보 및 상기 수신 전극들(Rx)에서 출력되는 전압값에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 감지부(DSR)는 상기 수신 전극들(Rx)과 스위치(미도시)를 통해 연결된 수신기(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 스위치는 해당 수신 전극(Rx)의 신호를 감지하는 시간 동안 온(on)되어 상기 수신 전극(Rx)으로부터 상기 감지 신호가 상기 수신기에서 감지될 수 있도록 할 수 있다.
상기 감지부(DSR)는 상기 수신기를 통해 수신된 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 ADC(analog to digital converter)를 더 포함할 수 있다.
상기 ADC는 하기의 수학식 1을 이용하여 상기 센싱부(PSR)에 가해지는 압력의 크기를 변환할 수 있다.
여기서, 상기 VADC는 상기 ADC에서 변환된 전압값이며, 상기 Vcc는 상기 압력 센서들에 입력된 전압값이며, 상기 RF는 필터 저항이며, 상기 RS는 상기 수신 전극의 저항일 수 있다.
즉, 상기 ADC에서 변환된 전압값은 상기 센싱부(PSR)에 가해지는 압력의 크기에 따라 변화될 수 있다.
상기 제어부(COL)는 구동 제어 신호를 생성한 후, 상기 구동 제어 신호를 상기 구동부(DVR)에 전달할 수 있다. 상기 구동 제어 신호를 수신한 상기 구동부(DVR)는 상기 구동 제어 신호를 상기 구동 전극들(Tx)의 구동 신호로 변환하고, 상기 구동 신호를 상기 구동 전극들(Tx)에 전달한다.
또한, 상기 제어부(COL)는 감지 제어 신호를 생성한 후, 상기 감지 제어 신호를 상기 감지부(DSR)에 전달할 수 있다. 상기 감지부(DSR)는 상기 감지 제어 신호에 따라, 상기 수신 전극들(Rx)로부터 상기 감지 신호를 입력받을 수 있다.
하기에서는 도 1 내지 도 4에 도시된 압력 센서를 구비하는 표시 장치의 실시예들을 도 5 내지 도 12를 참조하여 설명한다.
도 5 및 도 6은 도 1 내지 도 4에 도시된 압력 센서를 구비하는 표시 장치의 실시예들을 설명하기 위한 단면도들이며, 도 7은 도 5의 EA1 영역의 확대도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널(PNL), 상기 표시 패널(PNL)의 양 면 중 일면, 예를 들면, 광 출사 방향의 면 상에 제공되는 윈도우(WIN), 및 상기 표시 패널(PNL)의 타면 상에 제공되는 압력 센서(PSC)를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 다양한 평면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 상기 표시 패널(PNL)은 직선의 변을 포함하는 닫힌 형태의 다각 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 표시 패널(PNL)은 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원, 타원 등의 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 표시 패널(PNL)은 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 반원, 반타원 등의 형상을 가질 수도 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 표시 영역(미도시), 및 상기 표시 영역의 주변에 제공되는 비표시 영역(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 표시 영역에는 복수의 화소들이 제공될 수 있다. 또한, 상기 표시 영역에는 복수의 게이트 라인들(미도시), 상기 게이트 라인들과 교차하는 복수의 데이터 라인들(미도시)이 제공될 수 있다. 상기 화소들 각각은 상기 게이트 라인들 중 하나와 상기 데이터 라인들 중 하나에 접속하는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT), 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 접속되는 상기 표시 소자(OLED)를 포함할 수 있다.
상기 표시 소자(OLED)는 액정 표시 소자(liquid crystal display element, LCD element), 전기 영동 표시 소자(electrophoretic display element, EPD element), 전기 습윤 표시 소자(electrowetting display element, EWD element), 및 유기 발광 표시 소자(organic light emitting display element, OLED element) 중 어느 하나일 수 있다. 한편, 하기에서는 설명의 편의를 위하여 상기 표시 소자(OLED)로 상기 유기 발광 표시 소자를 예로서 설명한다.
하기에서는, 상기 표시 패널(PNL)의 구조를 적층 순서에 따라 설명한다.
상기 표시 영역에서, 상기 표시 패널(PNL)은 어레이 기판(ARS), 및 상기 어레이 기판(ARS) 상에 제공되는 표시층(DPL)을 포함할 수 있다.
상기 어레이 기판(ARS)은 절연 기판(DPS), 및 상기 절연 기판(DPS) 상에 제공되는 구동층(DVL)을 포함할 수 있다.
상기 절연 기판(DPS)은 투명 절연 물질을 포함하여 광의 투과가 가능하다. 상기 절연 기판(DPS)은 경성(rigid) 기판일 수 있다. 예를 들면, 상기 절연 기판(DPS)은 유리 기판, 석영 기판, 유리 세라믹 기판 및 결정질 유리 기판 중 하나일 수 있다.
또한, 상기 절연 기판(DPS)은 가요성(flexible) 기판일 수도 있다. 여기서, 상기 절연 기판(DPS)은 고분자 유기물을 포함하는 필름 기판 및 플라스틱 기판 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 상기 절연 기판(DPS)은 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) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 상기 절연 기판(DPS)을 구성하는 재료는 다양하게 변화될 수 있으며, 섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber reinforced plastic) 등을 포함할 수도 있다.
상기 화소에서, 상기 구동층(DVL)은 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 반도체층(SCL), 상기 반도체층(SCL)과 절연되는 게이트 전극(GE), 및 상기 반도체층(SCL)에 접속하는 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 구비할 수 있다.
상기 반도체층(SCL)은 상기 절연 기판(DPS) 상에 배치될 수 있다. 상기 반도체층(SCL)은 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(p-Si) 및 산화물 반도체, 유기 반도체 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 산화물 반도체는 Zn, In, Ga, Sn 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 산화물 반도체는 IGZO(Indium-Gallium-Zinc Oxide)를 포함할 수 있다.
상기 반도체층(SCL)에서, 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)과 접속하는 영역은 불순물이 도핑 또는 주입된 소스 영역 및 드레인 영역일 수 있다. 또한, 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 사이의 영역은 채널 영역일 수 있다.
한편, 도면 상에는 도시하지 않았으나, 상기 반도체층(SCL)이 산화물 반도체를 포함하는 경우, 상기 반도체층(SCL)의 상부 및 하부에 상기 반도체층(SCL)으로 유입되는 광을 차단하기 위한 광 차단막이 배치될 수도 있다.
상기 절연 기판(DPS) 및 상기 반도체층(SCL) 사이에는 버퍼층(BUL)이 배치될 수 있다. 상기 버퍼층(BUL)은 상기 절연 기판(DPS)에서 상기 반도체층(SCL)으로 불순물이 확산되어 침투하는 것을 방지하여, 상기 박막 트랜지스터의 전기적 특성 저하를 방지할 수 있다.
상기 버퍼층(BUL)은 유기 절연막 및 무기 절연막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 유기 절연막은 광을 투과시킬 수 있는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 유기 절연막은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시계 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌 에테르계 수지(poly-phenylene ethers resin), 폴리페닐렌 설파이드계 수지(poly-phenylene sulfides resin), 및 벤조사이클로부텐 수지(Benzocyclobutenes resin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 무기 절연막은 실리콘 산화물(SiOx) 및 실리콘 질화물(SiNx) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 무기 절연막은 실리콘 산화물을 포함하는 제1 막, 및 상기 제1 막 상에 배치되고 실리콘 질화물을 포함하는 제2 막을 구비할 수 있다.
또한, 상기 버퍼층(BUL)은 외부에서 상기 표시 소자(OLED)로 수분 및 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 상기 버퍼층(BUL)은 상기 절연 기판(DPS)의 표면을 평탄화할 수도 있다.
상기 절연 기판(DPS) 및 상기 반도체층(SCL) 상에는 상기 반도체층(SCL)을 커버하는 게이트 절연막(GI)이 배치될 수 있다. 상기 게이트 절연막(GI)은 상기 반도체층(SCL) 및 상기 게이트 전극(GE)을 절연시킬 수 있다. 상기 게이트 절연막(GI)은 상기 버퍼층(BUL)과 같이, 유기 절연막 및 무기 절연막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 게이트 절연막(GI) 상에는 상기 게이트 전극(GE)이 배치될 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 적어도 일부가 상기 반도체층(SCL)에 중첩될 수 있다. 또한, 상기 게이트 전극(GE)은 도전성 물질을 포함할 수 있다.
상기 게이트 절연막(GI) 및 상기 게이트 전극(GE) 상에는 층간 절연막(ILD)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 층간 절연막(ILD)은 상기 게이트 전극(GE)을 커버할 수 있다. 상기 층간 절연막(ILD)은 상기 게이트 절연막(GI)과 같이, 유기 절연막 및 무기 절연막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 층간 절연막(ILD)의 일부는 제거되어, 상기 반도체층(SCL)의 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역을 노출시킬 수 있다.
상기 층간 절연막(ILD) 상에는 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)이 배치될 수 있다. 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 상기 층간 절연막(ILD)에 의해 상기 게이트 전극(GE)과 절연될 수 있다. 또한, 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역과 접속될 수 있다. 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 니켈(Ni) 및 도전성 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 박막 트랜지스터(TFT)가 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 구동층(DVL)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 커버하는 보호막(PSV)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호막(PSV)은 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출시킬 수 있다.
상기 보호막(PSV)은 적어도 하나의 막을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 보호막(PSV)은 무기 보호막 및 유기 보호막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 보호막(PSV)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 커버하는 상기 무기 보호막 및 상기 무기 보호막 상에 배치되는 유기 보호막을 포함할 수 있다.
상기 보호막(PSV) 상에는 상기 표시층(DPL)이 배치될 수 있다. 상기 화소에서, 상기 표시층(DPL)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 접속되는 표시 소자(OLED)를 포함할 수 있다.
상기 표시 소자(OLED)는 상기 드레인 전극(DE)과 접속하는 제1 전극(AE), 상기 제1 전극(AE) 상에 배치되는 발광층(EML), 및 상기 발광층(EML) 상에 배치되는 제2 전극(CE)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(AE) 및 상기 제2 전극(CE) 중 하나는 애노드(anode) 전극일 수 있으며, 다른 하나는 캐소드 전극(cathode) 전극일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극(AE)은 애노드 전극일 수 있으며, 상기 제2 전극(CE)은 캐소드 전극일 수 있다.
또한, 상기 제1 전극(AE) 및 상기 제2 전극(CE) 중 적어도 하나는 투과형 전극일 수 있다. 예를 들면, 상기 표시 소자(OLED)가 배면 발광형 유기 발광 소자인 경우, 상기 제1 전극(AE)은 투과형 전극이며, 상기 제2 전극(CE)은 반사형 전극일 수 있다. 상기 표시 소자(OLED)가 전면 발광형 유기 발광 소자인 경우, 상기 제1 전극(AE)은 반사형 전극이며, 상기 제2 전극(CE)은 투과형 전극일 수 있다. 상기 표시 소자(OLED)가 양면 발광형 유기 발광 소자인 경우, 상기 제1 전극(AE) 및 상기 제2 전극(CE) 모두 투과형 전극일 수 있다. 하기에서는 상기 제1 전극(AE)이 애노드 전극이며, 상기 표시 소자(OLED)가 전면 발광형 경우를 예로서 설명한다.
상기 제1 전극(AE)은 상기 보호막(PSV) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(AE)은 광을 반사시킬 수 있는 반사막(미도시), 및 상기 반사막의 상부 또는 하부에 배치되는 투명 도전막(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 반사막 및 상기 투명 도전막 중 적어도 하나는 상기 드레인 전극(DE)과 접속할 수 있다.
상기 반사막은 광을 반사시킬 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 반사막은 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 투명 도전막은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GZO(gallium doped zinc oxide), ZTO(zinc tin oxide), GTO(Gallium tin oxide) 및 FTO(fluorine doped tin oxide) 중 적어도 하나의 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(AE) 및 상기 보호막(PSV) 상에는 화소 정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 상기 화소 정의막(PDL)은 상기 제1 전극(AE)의 일부를 노출시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 정의막(PDL)은 상기 제1 전극(AE)의 에지 및 상기 보호막(PSV)을 커버하는 형상을 가질 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 수지(Epoxy resin), 벤조시클로부텐(BCB, Benzocyclobutene), 실록산계 수지(Siloxane based resin) 및 실란계 수지(Silane based resin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광층(EML)은 적어도 광 생성층(light generation layer, LGL)을 포함하는 다층 박막 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 발광층(EML)은 정공을 주입하는 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공의 수송성이 우수하고 광 생성층에서 결합하지 못한 전자의 이동을 억제하여 정공과 전자의 재결합 기회를 증가시키기 위한 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 주입된 전자와 정공의 재결합에 의하여 광을 발하는 광 생성층, 광 생성층에서 결합하지 못한 정공의 이동을 억제하기 위한 정공 억제층(hole blocking layer, HBL), 전자를 광 생성층으로 원활히 수송하기 위한 전자 수송층(electron transport layer, ETL), 및 전자를 주입하는 전자 주입층(electron injection layer, EIL)을 구비할 수 있다. 여기서, 상기 정공 주입층, 상기 정공 수송층, 상기 전자 수송층 및 상기 전자 주입층은 인접하는 화소들로 연장되어, 상기 화소들이 모두 공유하는 공통층일 수 있다. 한편, 상기 광 생성층에서 생성되는 광의 색상은 적색(red), 녹색(green), 청색(blue) 및 백색(white) 중 하나일 수 있으나, 본 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 광 생성층에서 생성되는 광의 색상은 마젠타(magenta), 시안(cyan), 옐로(yellow) 중 하나일 수 있다.
상기 제2 전극(CE)은 상기 발광층(EML) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(CE)은 반투과 반사막일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극(CE)은 광을 투과시킬 수 있을 정도의 두께를 가지는 박형 금속층일 수 있다. 상기 제2 전극(CE)은 상기 발광층(EML)에서 생성된 광의 일부는 투과시키고, 상기 발광층(EML)에서 생성된 광의 나머지는 반사시킬 수 있다. 상기 제2 전극(CE)에서 반사된 광은 상기 제1 전극(AE)의 상기 반사막에서 반사되어 보강 간섭에 의해 상기 제2 전극(CE)을 투과할 수 있다.
상기 제2 전극(CE)은 상기 제1 전극(AE)의 상기 투명 도전막에 비하여 일함수가 낮은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극(CE)은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 전극(CE) 상에는 봉지층(ECL)이 제공될 수 있다. 상기 봉지층(ECL)은 상기 표시 소자(OLED)를 외부 환경과 격리시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 봉지층(ECL)은 외부의 수분 및 산소가 상기 표시 소자(OLED)로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 상기 봉지층(ECL)은 상기 제2 전극(CE) 상에 배치되는 복수의 무기막(미도시) 및 복수의 유기막(미도시)을 포함하는 박막 봉지층일 수 있다. 예를 들면, 상기 봉지층(ECL)은 상기 무기막 및 상기 유기막이 교번 적층된 구조를 가질 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 표시 소자(OLED)를 외부 환경과 격리하기 위하여 상기 봉지층(ECL)을 적용함을 예로서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 표시 소자(OLED)를 외부 환경과 격리하기 위하여, 상기 봉지층(ECL) 대신 봉지 기판이 적용될 수도 있다. 상기 봉지 기판은 실런트를 통하여 상기 절연 기판(DPS)과 합착될 수 있다. 상기 봉지 기판을 이용하여 상기 표시 소자(OLED)를 외부 환경과 격리하는 경우, 상기 봉지층(ECL)은 생략될 수도 있다.
상기 윈도우(WIN)는 상기 표시 패널(PNL)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 윈도우(WIN)는 양면을 가지는 플레이트(plate) 형상을 가질 수 있다. 상기 윈도우(WIN)는 광을 투과시킬 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 윈도우(WIN)는 유리(Glass), 또는 투명한 고분자 수지 등으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 윈도우(WIN)는 외부의 충격에 의해 상기 표시 패널(PNL)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL) 및 상기 윈도우(WIN) 사이에는 편광층(POL)이 제공될 수 있다. 상기 편광층(POL)은 외부 광이 상기 표시 패널(PNL)에서 반사되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 상기 편광층(POL)은 선편광층, 및 상기 선 편광층 상에 배치되는 1/4λ 위상차판을 포함할 수 있다.
상기 압력 센서(PSC)는 제1 기판(SUB1), 제2 기판(SUB2), 및 스페이서(SPC)를 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(SUB1)은 베이스 기판(BS), 및 상기 베이스 기판(BS) 상에 제공되는 수신 전극들(Rx)을 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(BS)은 상기 수신 전극들(Rx)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 베이스 기판(BS)는 도 2 및 도 3에 도시된 제1 베이스 기판(BS1)일 수 있다. 또한, 상기 베이스 기판(BS)은 상기 절연 기판(DPS)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 베이스 기판(BS)은 경성 기판 또는 가요성 기판일 수 있다.
상기 제2 기판(SUB2)은 상기 표시 패널(PNL)과 상기 제1 기판(SUB1) 사이에 제공될 수 있다. 상기 제2 기판(SUB2)은 광 차폐막(LSL), 상기 광 차폐막(LSL)의 상기 제1 기판(SUB1)에 마주하는 면 상에 제공되는 구동 전극들(Tx), 및 상기 구동 전극들(Tx) 상에 제공되는 가변 저항층(VRL)을 포함할 수 있다.
상기 광 차폐막(LSL)은 상기 표시 패널(PNL)을 투과한 외부 광 또는 상기 표시 패널(PNL)에서 생성된 광이 상기 압력 센서(PSC) 방향으로 진행하는 것을 방지할 수 있다. 상기 광 차폐막(LSL)은 광을 흡수 또는 차단할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 광 차폐막(LSL)은 고분자 수지, 상기 고분자 수지 내에 분산되어 광을 흡수 또는 차단할 수 있는 염료 또는 안료를 포함할 수 있다. 또한, 상기 광 차폐막(LSL)은 상기 구동 전극들(Tx)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 광 차폐막(LSL)은 도 2 및 도 3에 도시된 제2 베이스 기판(BS2)일 수 있다.
상기 구동 전극들(Tx) 및 상기 수신 전극들(Rx)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 구동 전극들(Tx) 및 상기 수신 전극들(Rx)은 도전성 금속, 도전성 금속 산화물 및 금속 메쉬(mesh) 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 가변 저항층(VRL)은 압력에 따라 저항이 변할 수 있다. 예를 들면, 상기 가변 저항층(VRL)은 압력이 증가함에 따라 저항이 감소할 수 있다. 상기 가변 저항층(VRL)은 고분자 수지, 및 상기 고분자 수지 내에 분산된 압전 물질(Piezo-electric materials) 또는 도전 물질을 포함할 수 있다. 상기 압전 물질은 티타늄산 지르코늄산 연(PZT)을 포함할 수 있다. 상기 도전 물질은 탄소 분말(Carbon powder), 금속 분말, 도전성 나노 파티클, 도전성 나노 튜브, 및 그래핀 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도전성 나노 파티클은 투명 도전성 산화물 및 금속 물질을 포함할 수 있다. 상기 도전성 나노 튜브는 탄소 나노 튜브를 포함할 수 있다.
상기 스페이서(SPC)는 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)의 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 즉, 상기 스페이서(SPC)에 의하여 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2) 사이에는 갭(GAP)이 존재할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 압력 센서(PSC)에서, 상기 제2 기판(SUB2)의 상기 광 차폐막(LSL)은 상기 구동 전극들(Tx)을 지지하는 베이스 기판의 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 구동 전극들(Tx)을 지지하기 위한 별도의 기판을 사용하는 표시 장치에 비하여, 상기 압력 센서(PSC)를 포함하는 표시 장치의 두께가 감소될 수 있다.
또한, 상기 압력 센서(PSC)에 압력이 가해지면, 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2) 중 하나가 변형되어 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)은 맞닿을 수 있다. 상기 압력 센서(PSC)에 가해지는 압력이 제거되면 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)은 상기 스페이서(SPC)에 의해 이격된 상태로 회복될 수 있다. 즉, 상기 압력 센서(PSC)는 상기 표시 장치에 가해지는 압력을 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2) 중 적어도 하나가 변형되어 상기 압력을 흡수하고, 압력이 제거되면 원형으로 회복될 수 있다. 따라서, 상기 압력 센서(PSC)는 외부 압력을 흡수할 수 있는 쿠션층의 역할을 수행할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 압력 센서(PSC)가 상기 표시 패널(PNL)의 양면 중 광이 출사되지 않는 면 상에 제공됨을 예로서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 압력 센서(PSC)가 상기 표시 패널(PNL)의 양면 중 광이 출사되는 면 상에 제공될 수도 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 표시 장치는 상기 압력 센서(PSC)의 일면, 예를 들면, 상기 베이스 기판(BS)의 외부면 상에 제공되는 쿠션층(FML)을 더 포함할 수 있다. 상기 쿠션층(FML)은 탄성 변형 가능한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 쿠션층(FML)은 폴리우레탄(polyurethane) 또는 폴리우레탄 폼(polyurethane foam)을 포함할 수 있다. 상기 쿠션층(FML)은 외부 충격, 예를 들면, 상기 표시 장치의 낙하에 따른 충격을 흡수할 수 있다. 따라서, 상기 쿠션층(FML)을 포함하는 상기 표시 장치는 외부 충격을 보다 효과적으로 흡수할 수 있다.
도 8 및 도 9는 도 1 내지 도 4에 도시된 압력 센서를 구비하는 표시 장치의 실시예들을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널(PNL), 상기 표시 패널(PNL)의 양 면 중 일면 상에 제공되는 윈도우(WIN), 상기 표시 패널(PNL)과 상기 윈도우(WIN) 사이의 편광층(POL), 상기 표시 패널(PNL)의 양면 중 타면 상에 제공되는 압력 센서(PSC), 및 상기 표시 패널(PNL)과 상기 압력 센서(PSC) 사이에 제공되는 광 차폐막(LSL)을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 표시 영역(미도시), 및 상기 표시 영역의 주변에 제공되는 비표시 영역(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 표시 영역에는 복수의 화소들이 제공될 수 있다. 또한, 상기 표시 영역에는 복수의 게이트 라인들(미도시), 상기 게이트 라인들과 교차하는 복수의 데이터 라인들(미도시)이 제공될 수 있다. 상기 화소들 각각은 상기 게이트 라인들 중 하나와 상기 데이터 라인들 중 하나에 접속하는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(도 7의 TFT 참조), 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 접속되는 표시 소자(도 7의 OLED 참조)를 포함할 수 있다.
상기 윈도우(WIN)는 표시 패널(PNL)의 양 면 중 일면, 예를 들면, 광 출사 방향의 면 상에 제공될 수 있다. 상기 윈도우(WIN)는 상기 표시 패널(PNL)의 표면을 보호할 수 있다.
상기 편광층(POL)은 외부 광이 상기 표시 패널(PNL)에서 반사되는 것을 방지할 수 있다.
상기 압력 센서(PSC)는 제1 기판(SUB1), 제2 기판(SUB2), 및 스페이서(SPC)를 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(SUB1)은 베이스 기판(BS), 및 상기 베이스 기판(BS) 상에 제공되는 수신 전극들(Rx)을 포함할 수 있다. 상기 베이스 기판(BS)은 상기 수신 전극들(Rx)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 베이스 기판(BS)은 도 2 및 도 3에 도시된 제1 베이스 기판(BS1)일 수 있다.
상기 제2 기판(SUB2)은 제1 쿠션층(FML1), 상기 제1 쿠션층(FML1)의 상기 제1 기판(SUB1)에 마주하는 면 상에 제공되는 구동 전극들(Tx), 및 상기 구동 전극들(Tx) 상에 제공되는 가변 저항층(VRL)을 포함할 수 있다.
상기 제1 쿠션층(FML1)은 상기 구동 전극들(Tx)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 제1 쿠션층(FML1)은 도 2 및 도 3에 도시된 제2 베이스 기판(BS2)일 수 있다. 또한, 상기 제1 쿠션층(FML1)은 탄성 변형 가능한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 쿠션층(FML1)은 폴리우레탄(polyurethane) 또는 폴리우레탄 폼(polyurethane foam)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제1 쿠션층(FML1)은 외부 충격, 예를 들면, 상기 표시 장치의 낙하에 따른 충격을 흡수할 수 있다.
또한, 상기 제1 쿠션층(FML1)은 외부 충격 또는 사용자의 터치 압력에 의하여 변형될 수 있다. 상기 제1 쿠션층(FML1)이 변형되면, 상기 구동 전극들(Tx)와 상기 가변 저항층(VRL)도 변형될 수 있다. 상기 구동 전극들(Tx)와 상기 가변 저항층(VRL)이 변형되면, 상기 가변 저항층(VRL)은 상기 수신 전극들(Rx)와 접촉하게 되고, 압력의 크기에 따라 상기 가변 저항층(VRL)의 저항이 변화될 수 있다.
상기 스페이서(SPC)는 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 광 차폐막(LSL)은 상기 표시 패널(PNL)을 투과한 외부 광 또는 상기 표시 패널(PNL)에서 생성된 광이 상기 압력 센서(PSC) 방향으로 진행하는 것을 방지할 수 있다. 상기 광 차폐막(LSL)은 고분자 수지, 상기 고분자 수지 내에 분산되어 광을 흡수할 수 있는 염료 또는 안료를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 압력 센서(PSC)에서 상기 제2 기판(SUB2)의 상기 제1 쿠션층(FML1)은 상기 구동 전극들(Tx)을 지지하는 베이스 기판의 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 구동 전극들(Tx)을 지지하기 위한 별도의 기판을 사용하는 표시 장치에 비하여, 상기 압력 센서(PSC)를 포함하는 표시 장치의 두께가 감소될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 표시 장치는 상기 압력 센서(PSC)의 일면, 예를 들면, 상기 베이스 기판(BS)의 외부면 상에 제공되는 제2 쿠션층(FML2)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 쿠션층(FML2)은 상기 제1 쿠션층(FML1)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제2 쿠션층(FML2)은 상기 제1 쿠션층(FML1)과 함께 외부 충격을 흡수할 수 있다.
도 10은 도 1 내지 도 4에 도시된 압력 센서를 구비하는 표시 장치의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널(PNL), 상기 표시 패널(PNL)의 양 면 중 일면 상에 제공되는 윈도우(WIN), 상기 표시 패널(PNL)과 상기 윈도우(WIN) 사이의 편광층(POL), 상기 표시 패널(PNL)의 양면 중 타면 상에 제공되는 압력 센서(PSC), 및 상기 표시 패널(PNL)과 상기 압력 센서(PSC) 사이에 제공되는 광 차폐막(LSL)을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)의 표시 영역에는 복수의 화소들이 제공될 수 있다. 또한, 상기 표시 영역에는 복수의 게이트 라인들(미도시), 상기 게이트 라인들과 교차하는 복수의 데이터 라인들(미도시)이 제공될 수 있다. 상기 화소들 각각은 상기 게이트 라인들 중 하나와 상기 데이터 라인들 중 하나에 접속하는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(도 7의 TFT 참조), 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 접속되는 표시 소자(도 7의 OLED 참조)를 포함할 수 있다.
상기 윈도우(WIN)는 표시 패널(PNL)의 양 면 중 일면, 예를 들면, 광 출사 방향의 면 상에 제공될 수 있다. 상기 윈도우(WIN)는 상기 표시 패널(PNL)의 표면을 보호할 수 있다.
상기 편광층(POL)은 외부 광이 상기 표시 패널(PNL)에서 반사되는 것을 방지할 수 있다.
상기 압력 센서(PSC)는 제1 기판(SUB1), 제2 기판(SUB2), 및 스페이서(SPC)를 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(SUB1)은 제1 쿠션층(FML1), 및 상기 제1 쿠션층(FML1) 상에 제공되는 수신 전극들(Rx)을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(SUB2)은 제2 쿠션층(FML2), 상기 제2 쿠션층(FML2)의 상기 제1 기판(SUB1)에 마주하는 면 상에 제공되는 구동 전극들(Tx), 및 상기 구동 전극들(Tx) 상에 제공되는 가변 저항층(VRL)을 포함할 수 있다.
상기 제1 쿠션층(FML1) 및 상기 제2 쿠션층(FML2)은 상기 수신 전극들(Rx) 및 상기 구동 전극들(Tx)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 제1 쿠션층(FML1) 및 상기 제2 쿠션층(FML2)은 도 2 및 도 3에 도시된 제1 베이스 기판(BS1) 및 제2 베이스 기판(BS2)일 수 있다.
상기 제1 쿠션층(FML1) 및 상기 제2 쿠션층(FML2)은 탄성 변형 가능한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 쿠션층(FML1) 및 상기 제2 쿠션층(FML2)은 폴리우레탄(polyurethane) 또는 폴리우레탄 폼(polyurethane foam)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제1 쿠션층(FML1) 및 상기 제2 쿠션층(FML2)은 외부 충격, 예를 들면, 상기 표시 장치의 낙하에 따른 충격을 흡수할 수 있다.
상기 스페이서(SPC)는 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 광 차폐막(LSL)은 상기 표시 패널(PNL)을 투과한 외부 광 또는 상기 표시 패널(PNL)에서 생성된 광이 상기 압력 센서(PSC) 방향으로 진행하는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 압력 센서(PSC)에서 상기 제1 쿠션층(FML1) 및 상기 제2 쿠션층(FML2)은 상기 수신 전극들(Rx) 및 상기 구동 전극들(Tx)을 지지하는 베이스 기판의 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 구동 전극들(Tx)을 지지하기 위한 별도의 기판을 사용하는 표시 장치에 비하여, 상기 압력 센서(PSC)를 포함하는 표시 장치의 두께가 감소될 수 있다.
도 11은 도 1 내지 도 4에 도시된 압력 센서를 구비하는 표시 장치의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널(PNL), 상기 표시 패널(PNL)의 양 면 중 일면 상에 제공되는 압력 센서(PSC), 상기 표시 패널(PNL)과 상기 압력 센서(PSC) 사이의 편광층(POL), 및 상기 표시 패널(PNL)의 양면 중 타면 상에 제공되는 광 차폐막(LSL)을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)의 표시 영역에는 복수의 화소들이 제공될 수 있다. 또한, 상기 표시 영역에는 복수의 게이트 라인들(미도시), 상기 게이트 라인들과 교차하는 복수의 데이터 라인들(미도시)이 제공될 수 있다. 상기 화소들 각각은 상기 게이트 라인들 중 하나와 상기 데이터 라인들 중 하나에 접속하는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(도 7의 TFT 참조), 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 접속되는 표시 소자(도 7의 OLED 참조)를 포함할 수 있다.
상기 편광층(POL)은 외부 광이 상기 표시 패널(PNL)에서 반사되는 것을 방지할 수 있다.
상기 압력 센서(PSC)는 표시 패널(PNL)의 양 면 중 일면, 예를 들면, 광 출사 방향의 면 상에 제공될 수 있다.
상기 압력 센서(PSC)는 제1 기판(SUB1), 제2 기판(SUB2), 및 스페이서(SPC)를 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(SUB1)은 베이스 기판(BS), 및 상기 베이스 기판(BS) 상에 제공되는 수신 전극들(Rx)을 포함할 수 있다. 상기 베이스 기판(BS)은 상기 수신 전극들(Rx)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 베이스 기판(BS)은 도 2 및 도 3에 도시된 제1 베이스 기판(BS1)일 수 있다.
상기 제2 기판(SUB2)은 윈도우(WIN), 상기 윈도우(WIN)의 상기 제1 기판(SUB1)에 마주하는 면 상에 제공되는 구동 전극들(Tx), 및 상기 구동 전극들(Tx) 상에 제공되는 가변 저항층(VRL)을 포함할 수 있다.
상기 윈도우(WIN)는 상기 구동 전극들(Tx)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 윈도우(WIN)는 도 2 및 도 3에 도시된 제2 베이스 기판(BS2)일 수 있다. 또한, 상기 윈도우(WIN)는 투명 절연 물질을 포함하여 광의 투과가 가능하다. 상기 윈도우(WIN)는 상기 표시 패널(PNL)의 표면을 보호할 수 있다.
상기 스페이서(SPC)는 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 광 차폐막(LSL)은 상기 표시 패널(PNL)을 투과한 외부 광 또는 상기 표시 패널(PNL)에서 생성된 광이 상기 압력 센서(PSC) 방향으로 진행하는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 압력 센서(PSC)에서 상기 제2 기판(SUB2)의 상기 윈도우(WIN)는 상기 구동 전극들(Tx)을 지지하는 베이스 기판의 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 구동 전극들(Tx)을 지지하기 위한 별도의 기판을 사용하는 표시 장치에 비하여, 상기 압력 센서(PSC)를 포함하는 표시 장치의 두께가 감소될 수 있다.
도 12는 도 1 내지 도 4에 도시된 압력 센서를 구비하는 표시 장치의 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12를 참조하면, 상기 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널(PNL), 상기 표시 패널(PNL)의 양 면 중 일면 상에 제공되는 압력 센서(PSC), 및 상기 표시 패널(PNL)의 양면 중 타면 상에 제공되는 광 차폐막(LSL)을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)의 표시 영역에는 복수의 화소들이 제공될 수 있다. 또한, 상기 표시 영역에는 복수의 게이트 라인들(미도시), 상기 게이트 라인들과 교차하는 복수의 데이터 라인들(미도시)이 제공될 수 있다. 상기 화소들 각각은 상기 게이트 라인들 중 하나와 상기 데이터 라인들 중 하나에 접속하는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(도 7의 TFT 참조), 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 접속되는 표시 소자(도 7의 OLED 참조)를 포함할 수 있다.
상기 압력 센서(PSC)는 표시 패널(PNL)의 양 면 중 일면, 예를 들면, 광 출사 방향의 면 상에 제공될 수 있다.
상기 압력 센서(PSC)는 제1 기판(SUB1), 제2 기판(SUB2), 및 스페이서(SPC)를 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(SUB1)은 편광층(POL), 및 상기 편광층(POL) 상에 제공되는 수신 전극들(Rx)을 포함할 수 있다. 상기 편광층(POL)은 상기 수신 전극들(Rx)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 편광층(POL)은 도 2 및 도 3에 도시된 제1 베이스 기판(BS1)일 수 있다.
상기 제2 기판(SUB2)은 윈도우(WIN), 상기 윈도우(WIN)의 상기 제1 기판(SUB1)에 마주하는 면 상에 제공되는 구동 전극들(Tx), 및 상기 구동 전극들(Tx) 상에 제공되는 가변 저항층(VRL)을 포함할 수 있다.
상기 윈도우(WIN)는 상기 구동 전극들(Tx)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 윈도우(WIN)는 도 2 및 도 3에 도시된 제2 베이스 기판(BS2)일 수 있다. 또한, 상기 윈도우(WIN)는 투명 절연 물질을 포함하여 광의 투과가 가능하다. 상기 윈도우(WIN)는 상기 표시 패널(PNL)의 표면을 보호할 수 있다.
상기 스페이서(SPC)는 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2)의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 광 차폐막(LSL)은 상기 표시 패널(PNL)을 투과한 외부 광 또는 상기 표시 패널(PNL)에서 생성된 광이 상기 압력 센서(PSC) 방향으로 진행하는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 압력 센서(PSC)에서 상기 윈도우(WIN) 및 상기 편광층(POL)이 상기 상기 구동 전극들(Tx) 및 상기 수신 전극들(Rx)을 지지하는 베이스 기판의 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 구동 전극들(Tx) 및 상기 수신 전극들(Rx)을 지지하기 위한 별도의 기판을 사용하는 표시 장치에 비하여, 상기 압력 센서(PSC)를 포함하는 표시 장치의 두께가 감소될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
PSC: 압력 센서
PNL: 표시 패널
WIN: 윈도우 POL: 편광층
Tx: 구동 전극 Rx: 수신 전극
SPC: 스페이서 GAP: 갭
LSL: 광 차폐막 FML, FML1, FML2: 쿠션층
WIN: 윈도우 POL: 편광층
Tx: 구동 전극 Rx: 수신 전극
SPC: 스페이서 GAP: 갭
LSL: 광 차폐막 FML, FML1, FML2: 쿠션층
Claims (20)
- 표시 패널; 및
상기 표시 패널의 일면 상에 제공되는 압력 센서를 포함하고,
상기 압력 센서는
제1 베이스 기판, 및 상기 제1 베이스 기판 상에 제공되고 일방향으로 연장되는 수신 전극들을 포함하는 제1 기판;
제2 베이스 기판, 및 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 기판에 마주하는 면 상에 제공되고 상기 수신 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 구동 전극들을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 표시 패널 사이에 제공되는 제2 기판; 및
상기 구동 전극들 및 상기 수신 전극들 중 하나의 표면 상에 제공되는 가변 저항층을 포함하고,
상기 제2 베이스 기판은 광을 차단 또는 흡수하는 물질을 포함하는 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 가변 저항층은 고분자 수지, 및 상기 고분자 수지 내에 분산된 압전 물질 또는 도전 물질을 포함하는 표시 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 가변 저항층은 압력이 증가함에 따라 저항이 감소하는 표시 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 압력 센서는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서를 더 포함하는 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 베이스 기판의 외부면 상에 제공되고 탄성 변형 가능한 물질을 포함하는 쿠션층을 더 포함하는 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 압력 센서는 상기 표시 패널의 양 면 중 광이 출사되는 반대 방향의 면 상에 제공되는 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 표시 패널의 광이 출사되는 방향의 면 상에 제공되는 윈도우를 더 포함하는 표시 장치. - 표시 패널; 및
상기 표시 패널의 일면 상에 제공되는 압력 센서를 포함하고,
상기 압력 센서는
제1 베이스 기판, 및 상기 제1 베이스 기판 상에 제공되고 일방향으로 연장되는 수신 전극들을 포함하는 제1 기판;
제2 베이스 기판, 및 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 기판에 마주하는 면 상에 제공되고 상기 수신 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 구동 전극들을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 표시 패널 사이에 제공되는 제2 기판; 및
상기 구동 전극들 및 상기 수신 전극들 중 하나의 표면 상에 제공되는 가변 저항층을 포함하고,
상기 제2 베이스 기판은 탄성 변형 가능한 물질을 포함하는 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 가변 저항층은 고분자 수지, 및 상기 고분자 수지 내에 분산된 압전 물질 또는 도전 물질을 포함하는 표시 장치. - 제9 항에 있어서,
상기 가변 저항층은 압력이 증가함에 따라 저항이 감소하는 표시 장치. - 제9 항에 있어서,
상기 압력 센서는 상기 표시 패널의 양 면 중 광이 출사되는 반대 방향의 면 상에 제공되는 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 표시 패널 및 상기 압력 센서 사이에 제공되고, 광을 차단 또는 흡수하는 물질을 포함하는 광 차폐막을 더 포함하는 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 베이스 기판의 외부면 상에 제공되고 탄성 변형 가능한 물질을 포함하는 쿠션층을 더 포함하는 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 표시 패널의 광이 출사되는 방향의 면 상에 제공되는 윈도우를 더 포함하는 표시 장치. - 표시 패널; 및
상기 표시 패널의 양 면 중 광이 출사되는 면 상에 제공되는 압력 센서를 포함하고,
상기 압력 센서는
제1 베이스 기판, 및 상기 제1 베이스 기판 상에 제공되고 일방향으로 연장되는 수신 전극들을 포함하는 제1 기판;
제2 베이스 기판, 및 상기 제2 베이스 기판의 상기 제1 기판에 마주하는 면 상에 제공되고 상기 수신 전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 구동 전극들을 포함하는 제2 기판; 및
상기 구동 전극들 및 상기 수신 전극들 중 하나의 표면 상에 제공되는 가변 저항층을 포함하고,
상기 제1 기판은 상기 표시 패널과 상기 제2 기판 사이에 제공되며,
상기 제2 베이스 기판은 광을 투과시킬 수 있는 물질을 포함하는 표시 장치. - 제15 항에 있어서,
상기 가변 저항층은 고분자 수지, 및 상기 고분자 수지 내에 분산된 압전 물질 또는 도전 물질을 포함하는 표시 장치. - 제16 항에 있어서,
상기 가변 저항층은 압력이 증가함에 따라 저항이 감소하는 표시 장치. - 제16 항에 있어서,
상기 표시 패널과 상기 제1 기판 사이에 제공되는 편광층을 더 포함하는 표시 장치. - 제16 항에 있어서,
상기 제1 베이스 기판은 편광층인 표시 장치. - 제15 항에 있어서,
상기 표시 패널의 타면 상에 제공되고, 광을 차단 또는 흡수하는 물질을 포함하는 광 차폐막을 더 포함하는 표시 장치.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170015615A KR102718155B1 (ko) | 2017-02-03 | 표시 장치 | |
| US15/838,341 US10613667B2 (en) | 2017-02-03 | 2017-12-11 | Display device |
| CN201810104160.9A CN108388369B (zh) | 2017-02-03 | 2018-02-02 | 显示装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170015615A KR102718155B1 (ko) | 2017-02-03 | 표시 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180090922A true KR20180090922A (ko) | 2018-08-14 |
| KR102718155B1 KR102718155B1 (ko) | 2024-10-18 |
Family
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11079870B2 (en) | 2018-12-20 | 2021-08-03 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11079870B2 (en) | 2018-12-20 | 2021-08-03 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US20180224992A1 (en) | 2018-08-09 |
| CN108388369A (zh) | 2018-08-10 |
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| US10613667B2 (en) | 2020-04-07 |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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