KR20180131832A - 터치전극을 포함하는 센싱부 및 그를 이용한 표시장치 - Google Patents

터치전극을 포함하는 센싱부 및 그를 이용한 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 실시예에 의하면, 제1전극과 제2전극에 의해 형성되는 정전용량에 대응하여 터치를 감지하는 터치패널에서, 제1전극은 제1구동전극패턴과 제1감지전극패턴을 포함하되, 제1감지전극패턴은 제1구동전극패턴 내에 배치되고, 제2전극은 제2터치전극패턴과 제2감지전극패턴을 포함하되, 제2터치전극패턴은 제2감지전극패턴 내에 배치되고, 제1터치전극은 제1감지전극에 대응하여 제1용량성결합이 형성되고, 제2터치전극과 제2감지전극에 대응하여 제2용량성결합이 형성되고, 제1터치전극과 제2감지전극에 대응하여 제3용량성 결합이 형성되는 센싱부를 제공하는 것이다.

Description

터치전극을 포함하는 센싱부 및 그를 이용한 표시장치{SENSING UNIT INCLUDING TOUCH ELECTRODE AND DISPLAY USING THE SAME}
본 실시예들은 터치전극을 포함하는 센싱부 및 그를 이용한 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Device), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 타입의 표시장치가 활용되고 있다.
또한, 표시장치는 키보드, 마우스 등의 다양한 입력장치를 통해 사용자의 명령을 입력받아 동작할 수 있는데, 표시장치의 화면을 터치하여 직관적이고 편리하게 사용자의 명령을 입력할 있게 하는 터치패널이 표시장치의 입력장치로 개발되고 있다. 일반적으로 터치패널은 표시장치의 화면 상에 배치되고 사용자가 표시장치의 화면의 특정 지점을 터치함으로써 표시장치는 사용자의 명령을 입력받을 수 있다.
또한, 터치패널은 정전용량방식, 저항막 방식, 초음파를 이용하는 방식, 적외선 방식 등이 있는데, 사용의 편리성 등의 이유로 정전용량 방식이 널리 사용되고 있다. 또한, 정전용량방식은 터치전극에 대응하여 감지된 정전용량을 이용하여 터치를 감지하는 것으로 상호정전용량방식과 셀프 정전용량방식 등으로 구분될 수 있다.
터치패널은 표시장치에 실장되는데, 터치패널에 의해 개구율이 저하되어 표시장치의 휘도가 떨어지게 되는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 터치전극을 패터닝하여 터치패널에서 빛이 투과되는 면적을 늘리게 되는데, 이러한 경우 정전용량의 크기가 감소하는 문제가 발생할 수 있어 터치감도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
본 실시예들의 목적은 터치감도가 저하되지 않는 터치전극을 포함하는 센싱부 및 그를 이용한 표시장치를 제공하는 것이다.
본 실시예들의 다른 목적은 터치신호가 왜곡되는 것을 방지하는 센싱부 및 그를 이용한 표시장치를 제공하는 것이다.
일측면에서, 본 실시예들은, 제1전극과 제2전극에 의해 형성되는 정전용량에 대응하여 터치를 감지하는 센싱부에서, 제1전극은 제1구동전극패턴과 제1감지전극패턴을 포함하되, 제1감지전극패턴은 제1구동전극패턴 내에 배치되고, 제2전극은 제2터치전극패턴과 제2감지전극패턴을 포함하되, 제2터치전극패턴은 제2감지전극패턴 내에 배치되고, 제1터치전극은 제1감지전극에 대응하여 제1용량성결합이 형성되고, 제2터치전극과 제2감지전극에 대응하여 제2용량성결합이 형성되고, 제1터치전극과 제2감지전극에 대응하여 제3용량성 결합이 형성되는 센싱부를 제공하는 것이다.
다른 일측면에서, 본 실시예들은, 제1내부전극과 제1외부전극을 포함하는 제1전극, 제2내부전극과 제2외부전극을 포함하는 제2전극, 제3내부전극과 제3외부전극을 포함하는 제3전극, 제4내부전극과 제4외부전극을 포함하는 제4전극을 포함하되, 제1내부전극과 제2내부전극과 제3외부전극과 제4외부전극이 제1연결부를 통해 연결되고, 제3내부전극과 제4내부전극과 제1외부전극과 제2외부전극이 제1연결부와 다른 층에 배치되어 있는 제2연결부를 통해 연결되는 센싱부를 제공하는 것이다.
다른 일측면에서, 본 실시예들은, 표시패널, 및 표시패널에 실장된 센싱부를 포함하는 표시장치에서, 센싱부는 제1터치전극과 제1감지전극을 포함하는 제1전극과, 제2터치전극과 제2감지전극을 포함하는 제2전극을 포함하되, 제1터치전극은 제1감지전극에 대응하여 제1용량성결합이 형성되고, 제2터치전극과 제2감지전극에 대응하여 제2용량성결합이 형성되고, 제1터치전극과 제2감지전극에 대응하여 제3용량성 결합이 형성되는 표시장치를 제공하는 것이다.
다른 일측면에서, 본 실시예들은, 표시패널; 및 상기 표시패널에 실장된 센싱부를 포함하는 표시장치에서, 센싱부는, 제1외부전극과 제1내부전극을 포함하는 제1전극, 제2외부전극과 제2내부전극을 포함하는 제2전극, 제3외부전극과 제3내부전극을 포함하는 제3전극, 제4외부전극과 제4내부전극을 포함하는 제4전극을 포함하되, 제1외부전극과 제3외부전극과 제2내부전극과 상기 제4내부전극이 제1연결부를 통해 연결되고, 제1내부전극과 제3내부전극과 제2외부전극과 제4외부전극이 제1연결부와 다른 층에 배치되어 있는 제2연결부를 통해 연결되는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 실시예들에 의하면, 터치감도가 저하되지 않는 터치전극을 포함하는 센싱부 및 그를 이용한 표시장치을 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 터치신호가 왜곡되는 것을 방지하는 센싱부 및 그를 이용한 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 센싱부를 포함하는 표시장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시장치에서 채용한 센싱부의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 제1전극과 제2전극을 포함하는 센싱부의 제1실시예를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 센싱부의 I-I`의 단면의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 6a는 도 4에 도시된 제1연결부의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 6b은 도 4에 도시된 센싱부에서 A부분을 확대한 평면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 표시장치에서 채용한 화소회로의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 센싱부를 포함하는 표시장치의 제1실시예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 실시예에 따른 센싱부를 포함하는 표시장치의 제2실시예를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 센싱부를 포함하는 표시장치의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는 제1기판(110)과, 제1기판(110) 상에 증착되어 빛을 발광하는 유기막(130)과, 제1기판(110) 상에 증착되어 있는 유기막(130)을 보호하는 제2기판(120)을 포함할 수 있다. 제2기판(120)은 실링재(미도시)에 의해 제1기판(120)과 합착되어 유기막(130)을 실링할 수 있어 실링기판이라고 칭할 수 있다.
제1기판(110)은 복수의 화소회로(미도시)와 화소회로와 연결되어 있는 유기막을 포함하며, 각 화소회로는 복수의 트랜지스터(미도시), 캐패시터(미도시) 등의 소자가 형성되고 선택적으로 전류를 유기막(130)으로 전달하여 유기막(130)에서 빛을 발광할 수 있게 할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 제1기판(110) 상에 복수의 화소회로가 형성되어 있는 것일 수도 있다. 또한, 제1기판(110)은 절연재질 또는 금속재질로 이루어질 수 있다. 유기막(130)은 빛을 발광하는 발광영역에 대응하여 형성될 수 있다.
제2기판(120)은 제1기판(110)과 대향하고 합착되어 수분 또는 이물질로부터 유기막(130)을 보호할 수 있다. 제2기판(120)의 두께는 5㎛ 이상일 수 있으며 절연재질로 이루어질 수 있다. 제2기판(120)의 상부에는 터치위치를 감지하는 센싱부(140)가 배치될 수 있다. 여기서, 센싱부(140)는 별도의 표시장치와 구분되는 별도의 터치패널을 포함할 수 있다. 또한, 센싱부(140)는 제2기판(120) 상에 형성된 터치전극을 포함할 수 있다. 즉, 센싱부(140)는 터치를 감지하기 위한 별도의 터치패널이 제2기판(120)의 상에 형성되는 것뿐만 아니라 제2기판(120)상에 터치전극을 형성하여 유기발광표시장치(100)에 터치전극이 실장되는 것을 포함할 수 있다. 이로 인해, 유기발광표시장치(100)의 두께를 얇게 구현할 수 있다. 하지만, 터치전극의 위치는 이에 한정되는 것은 아니다.
유기막(130)은 각 화소회로로부터 구동전류를 공급받아 구동전류를 전달받아 빛을 발광할 수 있다. 유기막(130)은 각 화소 별로 독립적으로 형성될 수 있다. 그리고, 유기막에 의해 발광하는 복수의 발광영역이 제1기판(110) 상에 배치될 수 있다. 또한, 유기막(130)은 유기발광다이오드의 복수의 유기화합물층일 수 있다. 유기발광다이오드는 애도느 전극, 캐소드 전극과 이들 사이에 형성된 유기화합물층을 포함한다. 유기 화합물층은 정공주입층(hole Injection Layer, HIL), 정송수송층(Hole Transport Layer, HTL), 발광층(Emission Layer, EML), 전자수송층(Electron Transport Layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection Layer, EIL)을 포함할 수 있다. 그리고, 화소회로의 동작에 의해 애노드 전극과 캐소드 전극에 구동전압이 인가되면 전공수송층(HTL)을 통과한 정공과 전자수송층(ETL)을 통과한 전자가 발광층(EML)으로 이동하여 여기자를 형성하고 그 결과 발광층(EML)에서 가시광을 발생시킬 수 있게 된다.
여기서, 표시장치는 유기발광표시장치인 것으로 도시되어 있지만, 액정표시장치, PDP(Plasma Display Panel)일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 도 1에 도시된 표시장치에서 채용한 센싱부의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 센싱부(220)는 복수의 제1전극(TE1)과 복수의 제2전극(TE2)을 포함할 수 있다. 제1전극(TE1)는 연결부(222)에 의해 행방향으로 연결되는 복수의 전극행을 이루고 제2전극(TE2)는 연결부(222)에 의해 연결되어 종방향으로 연결되는 복수의 전극열을 포함할 수 있다. 복수의 전극이 여기서는 4×3 형태로 배치되어 있는 것을 도시하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
연결부(222)는 하나의 제1전극(TE1)이 같은 행에 있는 다른 제1전극들과 연결되도록 하고 제2전극(TE2)이 같은 열에 있는 다른 제2전극들과 연결되도록 할 수 있다. 또한, 복수의 전극은 터치구동신호를 전달하는 구동전극과 구동신호에 대응하는 감지신호를 전달하는 감지전극을 포함할 수 있다. 연결부(222)는 서로 교차하게 되는데 제1전극(TE1)과 제2전극(TE2)이 직접적으로 연결되지 않도록 하기 위해 제1전극들(TE1)을 연결하는 연결부는 제1전극(TE1) 및 제2전극(TE2)과 같은 층에 형성되어 제1전극들(TE1)이 직접적으로 연결되고 제2전극들(TE2)을 연결하는 연결부(222)는 제1전극(TE1) 및 제2전극(TE2)과 다른 층에 형성되고 비아를 통해 연결되어 제2전극들(TE2)이 비아홀을 통해 연결부(222)와 연결되어 간접적으로 연결되게 된다.
또한, 제1전극(TE1) 및 제2전극(TE2)은 도전성을 갖는 금속층을 패터닝하여 형성할 수 있다. 또한, 제1전극(TE1) 및 제2전극(TE2)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명물질로 형성될 수 있다. 또한, 패터닝된 제1전극(TE1) 및 제2전극(TE2)은 메쉬(Mesh) 형태로 형성된 복수의 전극패턴을 포함할 수 있고 복수의 전극패턴이 서로 교차하면서 제1전극(TE1) 및 제2전극(TE2)는 복수의 개구부를 포함할 수 있다. ITO 전극으로 이루어진 제1전극(TE1) 및 제2전극(TE2) 또는 제1전극(TE1) 및 제2전극(TE2)에 포함된 복수의 개구부를 통해 표시장치에서 방출된 빛이 제1전극(TE1) 및 제2전극(TE2)을 투과하거나 복수의 개구부를 통해 외부로 방출될 수 있다.
메쉬 형태로 형성된 제1전극(TE1) 및 제2전극(TE2)의 전극패턴들을 터치전극배선이라고 칭할 수 있다. 그리고, 제1전극(TE1)과 제2전극(TE2)은 구동하는 구동신호가 터치전극에 인가되도록 하는 구동라인(221a)과 터치전극에서 감지한 터치에 대응하여 생성되는 센싱신호가 전달되도록 하는 센싱라인(221b)과 연결될 수 있다. 구동라인(221a)와 센싱라인(21b)를 터치배선이라고 칭할 수 있다.
상기와 같이 구현되면 제1전극과 제2전극은 서로 직접적으로 연결되지 않아 하나의 제1전극과 하나의 제2전극은 서로 하나의 용량성결합을 갖게 된다. 하지만, 정전용량의 크기가 크지 않아 터치감도가 충분하지 않게 될 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 제1전극과 제2전극을 포함하는 센싱부의 제1실시예를 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 센싱부는 제1전극(341)과 제2전극(342)을 포함하고 제1전극(341)과 제2전극(342)에 의해 형성되는 정전용량에 대응하여 터치를 감지할 수 있다. 제1전극(341)은 제1구동전극패턴(341a)과 제1감지전극패턴(341b)을 포함하되, 제1감지전극패턴(341b)은 제1구동전극패턴(341a) 내에 배치될 수 있다. 제2전극(342)은 제2감지전극패턴(342a)과 제2터치전극패턴(342b)을 포함하되, 제2터치전극패턴(342b)은 제2감지전극패턴(342a) 내에 배치될 수 있다. 즉, 하나의 터치전극 패턴 내에 하나의 감지전극 패턴이 배치되고, 다른 하나의 감지전극패턴 내에 다른 하나의 터치전극 패턴이 배치될 수 있다. 여기서, 패턴 내부라 하는 것은 하나의 투영면 내에 하나의 전극 패턴이 다른 전극패턴의 내부에 배치되는 것을 의미한다. 따라서, 서로 다른층에 터치전극 패턴과 감지전극 패턴이 배치될 수도 있고 동일한 층에 터치전극 패턴과 감지전극 패턴이 배치될 수 있다. 다른층은 터치전극 패터과 감지전극 패턴 사이에 절연막이 배치되는 것을 의미한다.
도 2에 도시되어 있는 것과 같이 제1전극에 하나의 구동전극패턴이 형성되고 제2전극에 하나의 감지전극패턴이 형성되어 있다면, 제1전극과 제2전극간에 하나의 용량성 결합이 형성되어 용량성 결합은 하나의 경로에만 생성되게 된다.
하지만, 제1전극(341)이 제1구동전극패턴(341a)과 제1감지전극패턴(341b)을 포함하고 제2전극(342)이 제2구동전극패턴(342b)과 제2감지전극패턴(342a)을 포함하고 있기 때문에, 제1전극(341)과 제2전극(342) 간에 제1구동전극패턴(341a)은 제1감지전극패턴(341b)에 대응하여 제1용량성결합(CM1)이 형성되고, 제2터치전극패턴(342b)과 제2감지전극패턴(342a)에 대응하여 제2용량성결합(CM2)이 형성되고, 제1구동전극패턴(341a)과 제2감지전극패턴(342a)에 대응하여 제3용량성 결합(CM3)이 형성될 수 있다. 또한, 제1감지전극패턴(341b)과 제2터치전극패턴(342b)에 대응하여 제4용량성결합(CM4)이 형성될 수 있다.
즉, 제1전극(341)과 제2전극(342)이 각각 서로 이격된 터치구동전극과 터치감지전극을 포함하도록 형성하여 용량성 결합이 형성되는 경로가 더 많아지도록 하고 이로 인해 정전용량의 크기가 더 커지게 됨으로써 센싱부의 터치감도가 증가하게 될 수 있다.
또한, 제1구동전극패턴(341a)과 제2구동전극패턴(342b)은 제1연결부(미도시)를 통해 연결되고, 제1감지전극패턴(341b)과 제2감지전극패턴(342a)은 제1연결부와 다른층에 형성된 제2연결부(미도시)를 통해 연결될 수 있다. 여기서, 다른 층은 제1연결부와 제2연결부 사이에 절연막이 배치되어 절연막(미도시)의 위면과 아랫면에 각각 제1연결와 제2연결부가 배치되도록 하는 것일 수 있다. 절연막에 의해 제1연결부와 제2연결부는 서로 연결되지 않게 될 수 있다.
여기서, 센싱부는 제1전극과 제2전극을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 센싱부는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 복수의 전극이 배치되어 있고 전극에 구동신호를 전달하며 제1전극 또는 제2전극에 포함되는 제1구동전극패턴(341a)과 제1감지전극패턴(341b)에 연결된 구동신호라인과, 감지신호를 전달하며 제1전극 또는 제2전극에 포함되는 제2구동전극패턴(342b)과 제2감지전극패턴(342a)에 연결된 감지신호라인을 포함할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 제1전극과 제2전극을 포함하는 센싱부의 제2실시예를 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 센싱부(440)는 제1전극(441) 내지 제4전극(444)을 포함할 수 있다.
제1전극(441)은 제1외부전극(441a)과 제1내부전극(441b)을 포함할 수 있고, 제2전극(442)은 제2외부전극(442a)과 제2내부전극(442b)을 포함할 수 있고, 제3전극(443)은 제3외부전극(443a)과 제3내부전극(443b)을 포함할 수 있고, 제4전극(444)은 제4외부전극(444a)과 제4내부전극(444b)을 포함할 수 있다.
제1외부전극(441a)과 제3외부전극(443a)과 제2내부전극(442b)과 제4내부전극(444b)이 제1연결부(422a)를 통해 연결될 수 있고, 제1내부전극(441b)과 제3내부전극(443b)과 제2외부전극(442a)과 제4외부전극(444a)이 제1연결부(422a)와 다른 층에 배치되어 있는 제2연결부(422b)를 통해 연결될 수 있다. 따라서, 제1전극(441)과 제2전극(442) 간에는 제1외부전극(441a)과 제1내부전극(441b), 제2외부전극(442a)과 제2내부전극(442b), 제1외부전극(441a)과 제2외부전극(442a), 제1내부전극(441b)과 제2내부전극(442b)이 제1연결부(422a) 및 제2연결부(422b)를 통해 연결되어 있지 않아 각각 용량성 결합이 형성될 수 있다. 또한, 제1전극(441)과 제4전극(444) 간에는 제1외부전극(441a)과 제1내부전극(441b), 제4외부전극(444a)과 제4내부전극(444b), 제1외부전극(441a)과 제4외부전극(444a), 제1내부전극(441b)과 제4내부전극(444b)이 제1연결부(422a) 및 제2연결부(422b)를 통해 연결되어 있지 않아 각각 용량성 결합이 형성될 수 있다. 제2전극(442)과 제3전극(443), 제3전극(443)과 제4전극(444)도 각각 용량성 결합이 형성될 수 있다.
따라서, 센싱부(440) 내에서 용량성 결합이 형성되는 경로의 수가 증가하여 센싱부(440)의 터치감도가 높아질 수 있다.
그리고, 제1전극(441) 내지 제4전극(444)은 각각 전극패턴을 포함할 수 있다. 전극패턴에 의해 제1전극(441) 내지 제4전극(444)은 복수의 개구부를 갖게 될 수 있고, 개구부를 통해 빛이 발광될 수 있다. 또한, 제1전극(441) 내지 제4전극(444)의 전극패턴은 각각 플로팅패턴(441c 내지 444d)를 포함할 수 있다. 플로팅패턴(441c 내지 444d)은 전극패턴들 중 연결이 끊어져 있어 터치구동신호 또는 터치감지신호가 전달되지 않게 되는 패턴으로 전극패턴이 센싱부(440)의 하부에 배치되는 표시장치의 캐소드 전극, 공통전극 등과 용량성결합을 하게 되는 면적이 줄어들게 되어 캐소드 전극, 공통전극의 전압이 제1전극(441) 내지 제4전극(444)에 미치는 영향이 줄어들도록 할 수 있다.
또한, 제1연결부(442a)는 각각 제1외부전극(441a)과 제2내부전극(442b)과 제3외부전극(443a)이 연결되도록 하고 제1외부전극(441a)과 제4내부전극(444b)과 제3외부전극(443a)이 연결되도록 할 수 있다. 그리고, 제2연결부(422b)에 의해 제1내부전극(441b), 제2외부전극(442a), 제3내부전극(443b), 제4외부전극(442a)이 연장되어 서로 연결된다.
따라서, 제1연결부(442a)는 제2내부전극(442b) 및 제4내부전극(444b)으로 꺽여진 형상을 갖게 될 수 있다. 하지만, 제1연결부(442a)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 도 4에 도시된 센싱부의 I-I`의 단면의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 기판(520) 상에 제1금속층이 증착되고 패터닝되어 제1연결부(521)가 형성될 수 있다. 이때, 제1금속층은 기판(520) 상에 버퍼층(미도시)이 형성된 후 증착될 수 있다. 그리고, 제1연결부(521)가 형성된 기판(520) 상부에 제1절연막(521)이 증착될 수 있다. 또한, 제1절연막(521)의 일부에 비아홀(V1,V2)이 형성될 수 있다. 비아홀(V1,V2)는 제1연결부(521)의 상면에 도달할 수 있다. 그리고, 제1절연막(521)의 상부에 제2금속층이 증착되고 패터닝되어 제1전극패턴 내지 제3전극패턴(523a,523b,523c)이 형성될 수 있다. 이때, 제1전극패턴(523a)와 제3전극패턴(523c)는 각각 비아홀(V1,V2)를 통해 제1연결부(521)와 연결될 수 있다. 하지만, 제2전극패턴(523b)은 제1연결부(521)와 연결되지 않게 된다. 따라서, 제1연결부(521)는 제2전극패턴(523b)과 연결되지 않게 될 수 있다. 또한, 도 3에 도시되어 있는 제1구동전극패턴(341a)과 제2구동전극패턴(342b)은 제1연결부(521)를 통해 연결되고, 제1감지전극패턴(341b)과 제2감지전극패턴(342a)은 제1연결부(521)와 다른층에 형성된 제2전극패턴(523b)을 통해 연결될 수 있다. 다른층은 제1절연막(521)에 의해 구분되는 두개의 층일 수 있다. 또한, 제2전극패턴(523b)는 제2연결부에 대응할 수 있다.
도 6a는 도 4에 도시된 제1연결부의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 6a를 참조하면, 제1연결부(522b)의 몸체는 세개의 가로 방향 배선(1522b)과, 세개의 가로배선(1522b)이 연결되게 하는 네개의 세로 방향 배선(2522b)을 포함할 수 있고, 배선과 배선 사이에 복수의 개구부(h522b)가 형성될 수 있다. 제1연결부(522b)는 기판 상에 금속층을 형성하고 패터닝하여 도시된 것과 같은 형상을 갖게 될 수 있다. 이로 인해, 가로 방향 배선이 세로 방향 배선을 통해 연결되기 때문에 제1연결부(522b)의 전기 전도성이 더 높아지고 표시장치의 일정 면적을 커버할 수 있어 터치감도가 높아지게 될 수 있다. 여기서, 가로배선(1522b)과 세로배선(2522b)의 수는 각각 3개와 4개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1연결부(522b)는 일자인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 도 4에 도시된 제2연결부를 회피하기 위해 꺽어진 구성을 갖는 것도 가능하다.
도 6b는 도 4에 도시된 센싱부에서 A부분을 확대한 평면도이다.
도 6b를 참조하면, 전극들은 복수의 전극패턴(600)이 서로 교차하도록 하여 전극패턴(600)이 개구부(601)를 둘러 쌓도록 할 수 있다. 따라서, 전극패턴(600)은 메쉬형상이 포함될 수 있다. 표시장치에서 방출되는 빛이 개구부(601)를 통해 외부로 전달될 수 있다. 그리고, 전극패턴(600)은 영역에서 다른 전극패턴들과 끊어져 있는 플로팅전극패턴(610)을 포함할 수 있다.
전극패턴(600)은 센싱부의 하부에 배치되어 있는 표시장치 내의 캐소드 전극(미도시) 등과 용량성 결합을 할 수 있다. 캐소드 전극과 용량성 결합을 하게 되면 전극패턴(600)에 흐르는 신호에 의해 캐소드전극의 전압이 흔들리거나 캐소드 전극의 전압의 변화에 의해 전극패턴(600)에 흐르는 신호가 왜곡되는 문제가 발생할 수 있다. 하지만, 전극패턴(600)이 플로팅 전극패턴(610)을 포함하면, 플로팅전극패턴(610)에는 전압이 인가되어 있지 않기 때문에 전극패턴(610)이 플로팅전극패턴(610)에 의해 캐소드전극에 대응하는 면적이 감소하게 되어 전극패턴(600)과 캐소드 전극간의 용량성 결합의 크기가 매우 작아 터치오동작 또는 표시장치의 오동작이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 전극패턴에 플로팅패턴이 존재하지 않고 플로팅패턴이 형성된 영역을 빈공간이 되도록 센싱부의 각 전극을 형성하여 전극패턴과 표시장치 내의 데이터라인, 게이트라인, 전원라인 등간의 용량성 결합의 크기를 작게 것도 가능하다. 하지만, 전극패턴은 금속의 소재로 형성되고 이로 인해 플로팅 패턴이 형성되지 않은 영역에서는 전극패턴에서 반사되는 빛에 의한 얼룩이 보일 수 있다. 하지만, 플로팅 패턴이 형성되도록 하면 모든 영역에서 반사되는 빛이 균일하게 되어 전극패턴에서 반사된는 빛에 의한 얼룩이 나타나지 않게 된다.
도 7은 도 1에 도시된 유기발광표시장치에 채용된 화소의 구조를 나타내는 회로도이다.
도 7을 참조하면, 화소는 유기발광다이오드(OLED)와 화소회로(701)를 포함할 수 있다. 화소회로(101)는 제1 및 제2트랜지스터(M1, M2) 및 캐패시터(C1)를 구비하며 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 여기서, 제1트랜지스터(M1)는 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 전류를 구동하는 구동트랜지스터일 수 있다. 그리고, 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드전극에 전달되는 저전위전압(EVSS)은 접지일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1트랜지스터(M1)는 제1전극이 고전위전압(EVDD)가 전달되는 고전위전압선(VL)에 연결되고 제2전극이 유기발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 연결되고 게이트전극은 제1노드(N1)에 연결될 수 있다. 그리고, 제1트랜지스터(M11)는 제1전극과 게이트전극의 전압차에 대응하여 제1전극에서 제2전극 방향으로 구동전류가 구동되게 할 수 있다.
제2트랜지스터(M2)의 제1전극은 데이터신호에 대응하는 데이터전압(Vdata)이 전달되는 데이터라인(DL)에 연결되고 제2전극은 제1노드(N1)에 연결되며 게이트전극은 게이트라인(S)에 연결될 수 있다. 제2트랜지스터(M2)는 게이트라인(S)을 통해 전달되는 게이트신호의 전압에 대응하여 데이터라인(DL)을 통해 전달되는 데이터신호에 대응하는 데이터전압(Vdata)을 제1노드(N1)로 전달할 수 있다.
캐패시터(C1)는 제1노드(N1)와 제2노드(N2) 사이에 연결되고 제1노드(N1)과 제2노드(N2) 사이의 전압을 유지하여 제1트랜지스터(M1)의 게이트전극에 인가되는 전압이 유지되게 할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드전극에 전달되는 저전위전압(EVSS)가 흔들리면 제1노드와 제2노드 간의 전압차가 일정하게 유지되지 않게 되어 OLED에 흐르는 전류의 양에 변화가 발생하게 되는 문제점이 생길 수 있다.
상기의 제1트랜지스터(M1) 및 제2트랜지스터(M2)의 제1전극은 드레인전극이고 제2전극은 소스전극일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 트랜지스터는 N 모스 트랜지스터로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 P 모스 트랜지스터일 수도 있다. 또한, 여기에 도시된 화소회로는 예시적인 것일 뿐이여 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 본 실시예에 따른 센싱부를 포함하는 표시장치의 제1실시예를 나타내는 단면도이고, 도 9는 본 실시예에 따른 센싱부를 포함하는 표시장치의 제2실시예를 나타내는 단면도이다.
센싱부(TE)는 표시장치(800)에 실장될 수 있다. 여기서, 표시장치(800)는 유기발광다이오드를 이용한 유기발광표시장치일 수 있고, 센싱부(TE)가 표시장치(800)에 실장되는 경우 센싱부는 제2기판(ENCAP)과 디스플레이 커버(COVER) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 센싱부(TE)는 복수의 전극패턴으로 이루어진 다수의 전극들과 다수의 신호라인일 수 있다.
또한, 도 8에 도시되어 있는 것과 같이 센서부가 제2기판(ENCAP) 상에 배치되어 있는 것일 수 있고, 도 8에 도시되어 있는 것과 같이 센서부(TE)가 오버코트층(OC) 상에 배치될 수 있다. 즉, 센서부(TE)가 별도의 터치패널을 이용하지 않고 표시장치에 실장될 수 있다.
도 8을 참조하면, 센싱부(TSP)가 제2기판(ENCAP) 상에 형성되고 센싱부(TE) 상에 오버코트층(OC)이 형성될 수 있다. 그리고, 오버코트층(OC) 상에 센싱부의 전극패턴에 대응하는 위치에 블랙매트릭스(BM)가 배치되고 블랙매트릭스(BM) 상부에 컬러필터(CF)가 배치될 수 있다. 컬러필터(CF) 상에 디스플레이 커버(미도시)가 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2기판(ENCAP) 상에 터치전극들(TE)을 형성함으로써, 디스플레이 성능 및 디스플레이를 위한 층의 형성에 큰 영향을 주지 않고, 터치전극들(TE)을 형성할 수 있다.
한편, 상호정전용량방식의 터치 센싱 방식의 경우, 복수의 전극들(TE) 중 구동전극 간의 연결 및/또는 센싱전극 간의 연결을 위한 연결부가 존재할 수 있는데, 이러한 연결부는 터치전극들(TE)과는 절연층을 사이에 두고 다른 층에 존재할 수 있다.
도 8에서 설명의 편의를 위하여, 터치전극들(TE)과 연결부(BP) 사이의 절연층과, 연결부(BP)는 도시되어 있지 않다.
한편, 도 8을 참조하면, 제2기판(ENCAP) 아래에 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드(Cathode)가 존재할 수 있다.
제2기판(ENCAP)의 두께(T)는, 일 예로, 5 마이크로 미터 이상일 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2기판(ENCAP)의 두께를 5 마이크로 미터 이상으로 설계함으로써, 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드(Cathode)와 터치전극들(TE) 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스를 줄여줄 수 있다. 이에 따라, 기생 캐패시턴스에 의한 터치감도 저하를 방지할 수 있다.
한편, 터치전극(TE)이 오픈 영역들(OA)이 있는 메쉬 타입의 전극 메탈(EM)로 되어 있을 때, 수직 방향으로 보면, 각 오픈 영역들(OA) 각각의 위치는 하나 또는 둘 이상의 서브픽셀 또는 그 발광부의 위치와 대응될 수 있다.
따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 다수의 오픈 영역들(OA)은 다수의 컬러필터들(CF)과 대응될 수 있다.
전술한 바와 같이, 유기발광표시장치에서, 화이트 OLED를 이용하는 경우 등에 필요한 컬러필터들(CF)을 오픈 영역들(OA)에 대응시켜 배치함으로써, 우수한 발광성능을 갖는 표시장치(700)를 제공할 수 있다.
컬러필터들(CF)과 터치전극들(TE) 간의 수직 위치 관계를 살펴보면, 다음과 같다.
전술한 바에 따르면, 발광 성능 등의 디스플레이 성능과 터치 성능을 고려하여, 컬러필터들(CF)과 터치전극들(TE) 간의 최적의 위치 관계를 갖는 터치표시장치(100)를 제공할 수 있다.
한편, 터치표시장치(100)의 제작 편리성 향상 및 사이즈 축소 등을 위하여, 터치전극들(TE)로 이루어지는 터치패널(TSP)을 표시패널(110)에 내장하기 위한 시도들이 종래에도 이루어지고 있다.
하지만, 표시장치(700)에 센서부(TSP)를 내장하기 위해서는 상당한 어려움이나 많은 제약 사항들이 있다. 가령, 표시장치(800)의 제작 공정 시, 유기물로 인해, 일반적으로 금속 물질로 되어 있는 센서부(TE)를 패널 내부에 형성하기 위한 고온 공정이 자유롭지 못한 한계점이 있다. 따라서, 센서부(TE)를 오버코트층(OC) 상에 형성하면 고온공정에서 보다 자유로울 수 있다.
도 9를 참조하면, 센싱부(TSP)가 제2기판(ENCAP) 상에 블랙매트릭스가 형성되고 블랙매트릭스 상에 컬러필터(CF)가 배치될 수 있다. 컬러필터(CF) 상에 오버코트층(OC)이 형성될 수 있다. 그리고, 오버코트층(OC) 상에 센싱부(TSP)의 전극패턴이 블랙매트릭스(BM)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 컬러필터(CF) 상에 디스플레이 커버(미도시)가 배치될 수 있다.
한편, 상호정전용량 방식의 터치 센싱 방식의 경우, 복수의 전극들(TE) 중 구동전극 간의 연결 및/또는 센싱전극 간의 연결을 위한 연결부가 존재할 수 있는데, 이러한 연결부는 터치전극들(TE)과는 절연층을 사이에 두고 다른 층에 존재할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
440: 센서부
441: 제1전극
441a: 제1외부전극
441b: 제1내부전극
442: 제2전극
442a: 제2외부전극
442b: 제2내부전극
443: 제3전극
443a: 제3외부전극
443b: 제3내부전극
444: 제4전극
444a: 제4외부전극
444b: 제4내부전극

Claims (14)

  1. 제1전극과 제2전극에 의해 형성되는 정전용량에 대응하여 터치를 감지하는 센싱부에서,
    상기 제1전극은 제1구동전극패턴과 제1감지전극패턴을 포함하되, 상기 제1감지전극패턴은 상기 제1구동전극패턴 내에 배치되고,
    상기 제2전극은 제2터치전극패턴과 제2감지전극패턴을 포함하되, 상기 제2터치전극패턴은 제2감지전극패턴 내에 배치되고,
    상기 제1구동전극패턴은 상기 제1감지전극패턴에 대응하여 제1용량성결합이 형성되고, 상기 제2터치전극패턴과 상기 제2감지전극패턴에 대응하여 제2용량성결합이 형성되고, 상기 제1구동전극패턴과 상기 제2감지전극패턴에 대응하여 제3용량성 결합이 형성되는 센싱부.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1구동전극패턴과 상기 제2구동전극패턴은 제1연결부를 통해 연결되고, 상기 제1감지전극패턴과 상기 제2감지전극패턴은 상기 제1연결부와 다른층에 형성된 제2연결부를 통해 연결되는 센싱부.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1구동전극패턴과 상기 제2터치전극패턴은 각각 복수의 전극패턴을 포함하는 메쉬형상을 갖는 센싱부.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 전극패턴은 플로팅전극패턴을 더 포함하는 센싱부.
  5. 제1외부전극과 제1내부전극을 포함하는 제1전극;
    제2외부전극과 제2내부전극을 포함하는 제2전극;
    제3외부전극과 제3내부전극을 포함하는 제3전극;
    제4외부전극과 제4내부전극을 포함하는 제4전극을 포함하되,
    상기 제1외부전극과 상기 제3외부전극과 상기 제2내부전극과 상기 제4내부전극이 제1연결부를 통해 연결되고,
    상기 제1내부전극과 상기 제3내부전극과 상기 제2외부전극과 상기 제4외부전극이 상기 제1연결부와 다른 층에 배치되어 있는 제2연결부를 통해 연결되는 센싱부.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1전극 내지 제4전극은 각각 복수의 전극패턴을 포함하는 메쉬형상을 갖는 센싱부.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 전극패턴은 플로팅전극패턴을 더 포함하는 센싱부.
  8. 표시패널; 및
    상기 표시패널에 실장된 센싱부를 포함하는 표시장치에서,
    상기 센싱부는,
    상기 제1전극은 제1구동전극패턴과 제1감지전극패턴을 포함하되, 상기 제1감지전극패턴은 상기 제1구동전극패턴 내에 배치되고,
    상기 제2전극은 제2터치전극패턴과 제2감지전극패턴을 포함하되, 상기 제2터치전극패턴은 제2감지전극패턴 내에 배치되고,
    상기 제1구동전극패턴은 상기 제1감지전극패턴에 대응하여 제1용량성결합이 형성되고, 상기 제2터치전극패턴과 상기 제2감지전극패턴에 대응하여 제2용량성결합이 형성되고, 상기 제1구동전극패턴과 상기 제2감지전극패턴에 대응하여 제3용량성 결합이 형성되는 표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1터치전극과 상기 제2터치전극은 제1연결부를 통해 연결되고, 상기 제1감지전극과 상기 제2감지전극은 상기 제1연결부와 다른 층에 형성된 제2연결부를 통해 연결되는 표시장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 터치전극과 상기 제2터치전극은 복수의 전극패턴을 포함하는 메쉬형상을 갖는 표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 전극패턴은 플로팅전극패턴을 더 포함하는 표시장치.
  12. 표시패널; 및
    상기 표시패널에 실장된 센싱부를 포함하는 표시장치에서,
    상기 센싱부는,
    제1외부전극과 제1내부전극을 포함하는 제1전극;
    제2외부전극과 제2내부전극을 포함하는 제2전극;
    제3외부전극과 제3내부전극을 포함하는 제3전극;
    제4외부전극과 제4내부전극을 포함하는 제4전극을 포함하되,
    상기 제1외부전극과 상기 제3외부전극과 상기 제2내부전극과 상기 제4내부전극이 제1연결부를 통해 연결되고,
    상기 제1내부전극과 상기 제3내부전극과 상기 제2외부전극과 상기 제4외부전극이 상기 제1연결부와 다른 층에 배치되어 있는 제2연결부를 통해 연결되는 표시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1전극 내지 제4전극은 각각 복수의 전극패턴을 포함하는 메쉬형상을 갖는 표시장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전극패턴은 플로팅전극패턴을 더 포함하는 표시장치.
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