KR20190002827A - 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치 - Google Patents

터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 출원은 터치 전극들에 대한 패턴 검사 공정과 리페어 공정이 용이하게 수행될 수 있는 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치를 제공하는 것으로, 본 출원에 따른 터치 스크린 패널은 제 1 터치 전극들, 제 1 터치 전극들과 이격된 제 2 터치 전극들, 제 2 터치 전극들 사이를 전기적으로 연결하는 브리지 전극들, 및 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들 각각의 외곽부에 배치된 식별 패턴들을 포함할 수 있다.

Description

터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치{TOUCH SCREEN PANEL AND DISPLAY APPARATUS WITH INTEGRATED TOUCH SCREEN}
본 출원은 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 표시 장치에 설치되어 사용자가 디스플레이 화면을 보면서 손가락이나 펜 등으로 화면을 터치하여 정보를 입력하는 입력 장치의 한 종류이다.
최근, 유기 발광 표시 장치는 사용자의 터치를 인식할 수 있는 터치 스크린 패널을 포함하는 터치 스크린 일체형 표시 장치로 형성됨에 따라 터치 스크린 장치로도 기능하게 된다.
터치 스크린 일체형 표시 장치에서, 터치 스크린 패널은 제 1 터치 전극들, 제 2 터치 전극들, 및 제 1 터치 전극들 또는 제 2 터치 전극들을 서로 연결하기 위한 브리지 전극(bridge electrode)들을 포함한다. 여기서, 제 1 터치 전극들은 구동 전극일 수 있고, 제 2 터치 전극들은 수신 전극일 수 있다. 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들은 동일한 층에 형성되고, 브리지 전극들은 제 1 터치 전극들 및 제 2 터치 전극들과 다른 층에 형성된다. 이러한 터치 스크린 패널은 제 1 터치 전극과 제 2 터치 전극 사이의 정전 용량 변화에 기초하여 터치 정보를 생성할 수 있다.
정전 용량 방식의 터치 스크린 패널은 표시 패널 상에 위치하므로, 터치 전극으로서 ITO(Indium tin oxide)와 같은 투명 전극 물질을 사용하고 있다. 그러나, 투명 전극 물질은 상대적으로 높은 면저항을 가지기 때문에 터치 감도를 저하시킨다. 이에 따라, 최근에는 투명 전극 물질 대신에 메탈 메쉬(metal mesh) 구조를 갖는 터치 전극이 제안되고 있다.
메탈 메쉬 구조의 터치 전극들은 메쉬 형태를 가지므로 인접한 터치 전극들 간의 쇼트(short) 등과 같은 패턴 불량이 발생될 수 있고, 패턴 불량시 검사 및 리페어 검사를 통해 불량 여부를 확인하여 리페어하게 된다. 그러나, 검사 및 리페어 검사 공정시, 메탈 메쉬 구조의 터치 전극들이 동일한 물질로 형성될 뿐만 아니라 메쉬 구조의 복잡성으로 인하여 불량 위치를 찾는데 많은 시간이 소요됨에 따라 생산성이 낮다는 문제점이 있다.
본 출원은 터치 전극들에 대한 패턴 검사 공정과 리페어 공정이 용이하게 수행될 수 있는 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 출원에 따른 터치 스크린 패널은 제 1 터치 전극들, 제 1 터치 전극들과 이격된 제 2 터치 전극들, 제 2 터치 전극들 사이를 전기적으로 연결하는 브리지 전극들, 및 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들 각각의 외곽부에 배치된 식별 패턴들을 포함할 수 있다.
본 출원에 따른 식별 패턴들은 브리지 전극들과 동일층에 배치될 수 있다.
본 출원에 따른 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들 각각은 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조를 갖는 메탈 라인들을 포함하며, 식별 패턴들은 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들 각각의 외곽부에 배치된 메탈 라인의 일측면에 형성된 적어도 하나의 돌출부 또는 적어도 하나의 오목부일 수 있다.
본 출원에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치는 기판 상의 박막 트랜지스터층에 연결된 제 1 전극과 제 1 전극 상에 형성된 발광층 및 발광층 상에 형성되된 제 2 전극을 갖는 발광 소자층, 발광 소자층을 둘러싸는 봉지층, 및 봉지층 상에 마련된 터치 전극층을 포함하며, 터치 전극층은 제 1 터치 전극들, 제 1 터치 전극들과 이격된 제 2 터치 전극들, 제 2 터치 전극들 사이를 전기적으로 연결하는 브리지 전극들, 및 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들 각각의 외곽부에 배치된 식별 패턴들을 포함할 수 있다.
본 출원에 따른 발광 소자층은 제 1 전극의 가장자리를 덮어 제 1 전극 상의 개구 영역을 정의하는 뱅크를 더 포함하고, 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들은 뱅크와 중첩되며, 식별 패턴들의 일부는 개구 영역과 중첩될 수 있다.
본 출원에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치는 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들 각각과 중첩되고, 브리지 전극과 동일층에 마련된 더미 패턴들을 더 포함할 수 있다. 여기서, 더미 패턴들은 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조를 갖는 메탈 라인들을 포함할 수 있다.
본 출원에 따른 브리지 전극들과 식별 패턴들 및 더미 패턴들은 티타늄/알루미늄/티타늄 또는 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴의 3층 구조를 가질 수 있다.
본 출원은 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들 각각의 외곽부에 식별 패턴들을 배치함으로써 터치 전극들에 대한 패턴 검사 공정과 리페어 공정이 용이하게 수행될 수 있는 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치를 제공할 수 있다.
위에서 언급된 본 출원의 효과 외에도, 본 출원의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치에서, 터치 전극층의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.
도 4는 도 3의 선 I-I'의 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 A 부분의 다른 확대도이다.
도 6은 도 2에 도시된 A 부분의 또 다른 확대도이다.
도 7은 도 6에 도시된 선 II-II'의 단면도이다.
본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 출원은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 출원의 일 예들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 본 출원의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 출원의 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 출원의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 출원이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 출원의 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 출원의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 출원의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 본 출원에 따른 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치는 제 1 기판(110), 박막 트랜지스터층(120), 발광 소자층(130), 봉지층(140), 터치 전극층(150), 접착층(160), 및 제 2 기판(170)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 기판(110)은 베이스 기판으로서, 플라스틱 재질 또는 유리 재질을 포함한다. 여기서, 제 1 기판(110)이 플라스틱 재질을 포함하는 경우, 제 1 기판(110)은 불투명 또는 유색 폴리이미드(polyimide) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리이미드 재질의 기판(110)은 상대적으로 두꺼운 캐리어 기판에 마련되어 있는 릴리즈층의 전면(前面)에 일정 두께로 코팅된 폴리이미드 수지가 경화된 것일 수 있다. 이때, 캐리어 유리 기판은 레이저 릴리즈 공정을 이용한 릴리즈층의 릴리즈에 의해 기판(110)으로부터 분리된다.
추가적으로, 제 1 기판(110)이 플라스틱 재질을 포함하는 경우, 본 예에 따른 표시 장치는 제 1 기판(110)의 두께 방향(Z축 방향)을 기준으로, 제 1 기판(110)의 후면에 결합된 백 플레이트를 더 포함한다. 상기 백 플레이트는 제 1 기판(110)을 평면 상태로 유지시킨다. 일 예에 따른 백 플레이트는 플라스틱 재질, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 재질을 포함할 수 있다. 이러한 백 플레이트는 캐리어 유리 기판으로부터 분리된 제 1 기판(110)의 후면에 라미네이팅될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터층(120)은 제 1 기판(110) 상에 마련되는 것으로, 스캔 라인들, 데이터 라인들, 및 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터들 각각은 게이트 전극, 반도체층, 소스 및 드레인 전극들을 포함한다. 이러한 박막 트랜지스터층(120)에 대한 자세한 설명은 도 4를 결부하여 후술하기로 한다.
추가적으로, 본 예에 따른 표시 장치는 제 1 기판(110)의 비표시 영역에 마련된 스캔 구동 회로를 더 포함할 수 있다. 스캔 구동 회로는 스캔 제어 신호에 따라 스캔 펄스를 생성하고, 설정된 순서에 해당하는 스캔 라인에 공급한다. 일 예에 따른 스캔 구동 회로는 박막 트랜지스터와 함께 제 1 기판(110)의 비표시 영역에 형성될 수 있다.
상기 발광 소자층(130)은 박막 트랜지스터층(120) 상에 형성된다. 일 예에 따른 발광 소자층(130)은 제 1 전극, 발광층, 제 2 전극, 및 뱅크를 포함한다. 발광 소자층(130)이 형성된 영역에는 화소들이 마련되므로, 발광 소자층(130)이 형성된 영역은 표시 영역으로 정의될 수 있다. 표시 영역의 주변 영역은 비표시 영역으로 정의될 수 있다. 이러한 발광 소자층(130)은 제 1 전극을 통해 박막 트랜지스터층(10)의 박막 트랜지스터로부터 공급되는 데이터 신호에 따라 발광한다. 이때, 발광 소자층(130)에서 발생된 광은 제 2 기판(180) 쪽으로 추출될 수 있다. 발광 소자층(130)에 대한 자세한 설명은 도 4를 결부하여 후술하기로 한다.
일 예에 따른 화소들은 표시 영역 상에 스트라이프(stripe) 구조로 형성될 수 있다. 이때, 하나의 화소는 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소를 포함할 수 있으며, 나아가 백색 서브 화소를 더 포함할 수 있다.
다른 예에 따른 화소들은 표시 영역 상에 펜타일(pentile) 구조로 형성될 수 있다. 이때, 하나의 화소는 평면적으로 다각 형태로 배치된 하나의 적색 서브 화소, 2개의 녹색 서브 화소, 및 하나의 청색 서브 화소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펜타일 구조를 갖는 화소들은 하나의 적색 서브 화소, 2개의 녹색 서브 화소, 및 하나의 청색 서브 화소들이 평면적으로 팔각 형태를 가지도록 배치될 수 있고, 이 경우 청색의 서브 화소가 가장 큰 크기를 가지며 녹색 서브 화소가 가장 작은 크기를 가질 수 있다.
상기 봉지층(140)은 발광 소자층(130)을 둘러싸도록 제 1 기판(110) 상에 형성된다. 봉지층(140)은 외부 충격으로부터 발광 소자층(130) 등을 보호하고, 산소 또는 수분이 발광 소자층(130)으로 침투하는 것을 방지한다. 봉지층(140)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다.
상기 터치 전극층(150)은 봉지층(140) 상에 형성된다. 일 예에 따른 터치 전극층(150)은 표시 장치에 대한 터치 객체의 터치 위치를 센싱하기 위한 제 1 및 제 2 터치 전극들과 브리지 전극들, 및 식별 패턴들을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 터치 전극들과 브리지 전극들 각각은 메탈 메쉬 구조를 갖는다. 그리고, 식별 패턴은 제 1 및 제 2 터치 전극들 각각의 외곽부에 마련되고 인접한 제 1 터치 전극과 제 2 터치 전극 사이의 갭 공간에 노출된다. 이러한 터치 전극층(150)에 대한 자세한 설명은 도 4를 결부하여 후술하기로 한다.
상기 접착층(160)은 터치 전극층(150) 상에 형성된다. 접착층(160)은 박막 트랜지스터층(120), 발광 소자층(130), 봉지층(140), 및 터치 전극층(150)이 마련된 제 1 기판(110)의 전면(前面)과 제 2 기판(170)을 접착한다. 접착층(160)은 투명한 접착 레진층(optically clear resin layer, OCR) 또는 투명한 접착 레진 필름(optically clear adhesive film, OCA)일 수 있다.
상기 제 2 기판(170)은 제 1 기판(110)을 덮는 커버(cover) 기판 또는 커버 윈도우(cover window)와 같은 역할을 한다. 제 2 기판(170)은 플라스틱 필름, 유리 기판, 또는 봉지 필름(보호 필름)일 수 있다.
이와 같은, 본 출원의 일 예는 터치 객체의 터치 위치를 센싱하기 위한 터치 전극층(150)을 봉지층(140)의 전면(前面)에 직접 형성함으로써 접착 부재를 이용해 터치 스크린 패널을 표시 장치의 화면에 별도로 부착할 필요가 없는 장점이 있다. 또한, 본 출원의 일 예는 터치 전극층(150)에 식별 패턴을 형성함으로써 검사 및 리페어 검사 공정시, 식별 패턴을 통해 메탈 메쉬 구조의 제 1 터치 전극과 제 2 터치 전극 사이의 센싱 영역을 쉽게 확인할 수 있도록 하여 검사 및 리페어 검사 공정을 용이하게 할 수 있고, 이를 통해 생산성을 증가시킬 수 있다.
도 2는 본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치에서, 터치 전극층의 구조를 설명하기 위한 평면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 출원에 따른 터치 전극층(150)은 제 1 터치 전극들(TE1), 제 2 터치 전극들(TE2), 브리지 전극들(BE), 및 식별 패턴들(IP)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 터치 전극들(TE1)은 제 1 방향(X축 방향)을 따라 일정한 간격으로 배열된다. 제 1 터치 전극들(TE1)은 메탈 메쉬 구조를 갖는다.
상기 제 2 터치 전극들(TE2)은 제 2 터치 전극들(TE2) 사이에 인접하도록 제 2 방향(Y축 방향)을 따라 일정한 간격으로 배열된다. 제 2 터치 전극들(TE2)은 메탈 메쉬 구조를 갖는다.
제 1 터치 전극들(TE1) 및 제 2 터치 전극들(TE2)은 매우 얇은 선폭을 갖는 메탈 라인들(ML)이 서로 교차하여 이루어진 메쉬 패턴(mesh pattern)을 포함한다. 일 예에 따른 메쉬 패턴은 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 티타늄/알루미늄/티타늄(Ti/Al/Ti), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 메탈 물질로 이루어진 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제 1 방향은 박막 트랜지스터층(120)에 형성된 스캔 라인들과 나란한 방향이고, 상기 제 2 방향은 박막 트랜지스터층(120)에 형성된 데이터 라인들과 나란한 방향일 수 있다. 반대로, 제 1 방향은 데이터 라인들과 나란한 방향이고, 제 2 방향은 스캔 라인들과 나란한 방향일 수 있다.
제 1 터치 전극들(TE1) 및 제 2 터치 전극들(TE2)은 봉지층(130) 상에 서로 교차하는 메쉬 형태의 메탈 라인들(ML)을 형성하는 공정, 및 봉지층(130) 상에 미리 설정된 제 1 및 제 2 터치 전극 영역들(EA1, EA2) 사이의 센싱 영역(SA) 상에 형성된 메탈 라인들(ML)을 컷팅하여 메탈 라인들(ML)을 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2)로 분리하는 컷팅 공정을 통해서 동시에 형성될 수 있다.
제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 각각은 메쉬 패턴 구조를 가지되, 전체적인 형상은 다각 형태, 예를 들어, 마름모 형태를 가질 수 있으며, 이 경우, 터치 전극층(150)의 모서리 부분에 배열된 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 각각은 삼각 형태를 가질 수 있다.
본 출원은 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 간의 상호 정전 용량(mutual capacitance)을 이용해 터치를 센싱하는데, 상호 정전 용량은 센싱 영역(SA)에 인접한 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 각각의 외곽부에서 대부분 형성된다. 이에 따라, 본 출원은 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 각각의 외곽부에 위치한 메탈 라인들(ML)의 컷팅부를 돌기 형태로 형성함으로써 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 각각의 외곽부 면적(또는 길이)을 증가시켜 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 사이의 센싱 영역(SA)에 형성되는 상호 정전 용량을 증가시킬 수 있고, 이로 인하여 터치의 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.
제 1 방향으로 배열된 제 1 터치 전극들(TE1)은 전기적으로 분리되지 않고 적어도 하나의 중심부 메탈 라인(ML)을 통해 서로 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 터치 전극들(TE1)의 중심부 메탈 라인(ML)은 제 1 터치 전극 연결 라인(TCL)으로 정의될 수 있다. 이때, 제 1 방향으로 서로 연결된 제 1 터치 전극들(TE1)은 제 2 방향으로 이웃하는 제 1 터치 전극들(TE1)과 이격되어 전기적으로 분리(또는 절연)된다.
제 2 방향으로 배열된 제 2 터치 전극들(TE2)은 제 1 터치 전극들(TE1)의 제 1 터치 전극 연결 라인 부근에서 전기적으로 분리된다. 이때, 제 2 방향으로 연결된 제 2 터치 전극들(TE2)은 제 1 방향으로 이웃하는 제 2 터치 전극들(TE2)과 이격되어 전기적으로 분리된다.
제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2)이 그 교차 영역에서 서로 쇼트되는 것을 방지하기 위해, 제 2 방향으로 서로 인접한 제 2 터치 전극들(TE2)은 브리지 전극(BE)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 브리지 전극(BE)은 교차 영역에서 브리지 컨택홀(BCH)을 통해 서로 인접한 제 2 터치 전극들(TE2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 브리지 전극(BE)은 제 1 터치 전극들(TE1)의 제 1 터치 전극 연결 라인(TCL)과 교차한다. 브리지 전극(BE)은 직선 형태로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않고 제 2 방향으로 서로 인접한 제 2 터치 전극들(TE2)을 서로 연결시킬 수 있는 곡선 형태, 꺾쇠 형태, 또는 메쉬 형태 등의 다양한 형태를 가질 수 있다.
제 1 방향으로 서로 연결된 제 1 터치 전극들(TE1) 중 일측에 배치된 제 1 터치 전극들(TE1)은 제 1 터치 라우팅 라인(RL1)과 연결되고, 제 1 터치 라우팅 라인(RL1)은 터치 패드부의 제 1 패드(TP1)를 통해 터치 구동부에 연결될 수 있다. 따라서, 제 1 방향으로 서로 연결된 제 1 터치 전극들(TE1)은 제 1 터치 라우팅 라인(RL1)을 통해 터치 구동부로부터 터치 구동 신호를 입력받을 수 있다.
브리지 전극들(BE)을 통해 제 2 방향으로 서로 연결된 제 2 터치 전극들(TE2) 중 일측에 배치된 제 2 터치 전극들(TE2)은 제 2 터치 라우팅 라인(RL2)과 연결되고, 제 2 터치 라우팅 라인(RL2)은 터치 패드부의 제 2 패드(TP2)를 통해 터치 동부에 연결될 수 있다. 따라서, 터치 구동부는 제 2 방향으로 서로 연결된 제 2 터치 전극들(TE2)을 통해서 센싱 영역의 정전 용량 변화에 따른 신호를 수신하고, 수신된 정전 용량 변화에 대응되는 터치 로우 데이터를 생성해 터치 제어부에 제공할 수 있다. 그리고, 터치 제어부는 터치 로우 데이터를 기반으로 터치 좌표 데이터를 생성해 호스트 시스템에 제공하고, 호스트 시스템은 터치 좌표 데이터에 대응되는 터치 좌표와 연계된 응용 프로그램(application program)을 실행한다.
상기 브리지 전극(BE)은 절연층을 사이에 두고 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2)의 하부 또는 상부에 형성될 수 있다. 일 예로서, 터치 전극층(150)은 브리지 전극(BE)을 갖는 제 1 전극층, 제 1 전극층 상의 절연층, 및 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2)을 갖는 제 2 전극층을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 터치 전극층(150)은 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2)을 갖는 제 1 전극층, 제 1 전극층 상의 절연층, 및 브리지 전극(BE)을 갖는 제 2 전극층을 포함할 수 있다.
제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 및 브리지 전극(BE) 각각은 불투명 메탈 라인(ML)으로 이루어기 때문에 화소로부터 제 2 기판 쪽으로 방출되는 광이 메탈 라인(ML)에 의해 차단될 수 있다. 이에 따라, 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 및 브리지 전극(BE) 각각의 메탈 라인(ML)은 화소에 표시되는 영상의 휘도가 저하되지 않도록 화소의 개구 영역과 중첩되지 않도록 형성된다. 예를 들어, 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 및 브리지 전극(BE) 각각의 메탈 라인(ML)은 표시 영역에 마련된 뱅크(133)와 중첩되도록 형성된다.
상기 식별 패턴들(IP)은 터치 전극층(150)에 마련된 검사용 기준 가이드 패턴의 역할을 한다. 즉, 식별 패턴들(IP)은 메탈 메쉬 구조를 갖는 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 각각의 경계부가 명확히 구분시킴으로써 터치 전극층(150)에 대한 검사 및 리페어 검사 공정시, 복잡한 메탈 메쉬 구조를 갖는 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 각각의 경계부와 센싱 영역(SA)이 쉽게 찾거나 식별될 수 있도록 한다.
일 예에 따른 식별 패턴들(IP)은 센싱 영역(SA)에 인접한 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 각각의 외곽부에 마련된다. 이때, 식별 패턴들(IP)은 불투명 금속 물질로 이루어지고, 센싱 영역(SA)은 화소의 개구 영역과 중첩되기 때문에 화소로부터 센싱 영역(SA) 상으로 진행하는 광이 식별 패턴들(IP)에 의해 차단될 수 있다. 이에 따라, 일 예에 따른 식별 패턴들(IP)은 센싱 영역(SA)과의 중첩 영역이 최소화되도록 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 각각의 외곽부에 최대한 근접하도록 뱅크(133) 상에 형성되고, 식별 패턴들(IP)의 일부 영역은 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각의 외곽부에서 메탈 라인(ML)과 중첩되거나 교차할 수 있다. 그리고, 식별 패턴들(IP)의 일부는 터치 전극층(150)에 대한 검사 및 리페어 검사 공정시 식별될 수 있도록 개구 영역과 중첩된다.
식별 패턴들(IP)은 센싱 영역(SA)에 인접한 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각의 외곽부를 따라 라인 형태 또는 계단 형태로 형성될 수 있다. 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각에 인접하도록 형성된 식별 패턴들(IP)은 센싱 영역(SA)을 사이에 두고 서로 대칭 구조를 가질 수 있다. 식별 패턴들(IP)의 선폭은 센싱 영역(SA)과의 중첩 영역이 최소화되도록 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각의 메탈 라인(ML)과 좁을 수 있다.
식별 패턴들(IP)은 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2)과 브리지 전극(BE) 각각과 전기적으로 절연될 수 있다. 이러한 식별 패턴들(IP)은 브리지 전극(BE)과 전기적으로 절연되면서 브리지 전극(BE)과 동일층에 형성될 수 있다. 즉, 식별 패턴들(IP)은 브리지 전극(BE)과 동일한 물질로 이루어져 브리지 전극(BE)과 함께 형성된다. 이에 따라, 본 출원은 브리지 전극(BE)과 식별 패턴들(IP)이 동일한 물질과 동일한 공정에 의해 동시에 형성되기 때문에 식별 패턴들(IP)을 형성하기 위한 별도의 추가 공정 없이, 브리지 전극(BE)을 형성하기 위한 마스크의 구조 변경만으로 식별 패턴들(IP)을 형성할 수 있다. 이러한 식별 패턴들(IP)은 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2)과 브리지 전극(BE) 각각과 전기적으로 연결되지 않는 것으로, 전기적으로 플로팅(floating) 상태일 수 있다.
추가적으로, 본 출원에 따른 식별 패턴들(IP)은 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각의 외곽부를 따라 형성되는 라인 형태에 한정되지 않고, 검사 장치를 통해 센싱 영역(SA)에서 식별 가능하도록 센싱 영역(SA)에 일부가 노출되는 점선 형태 또는 곡선 형태 등의 다양한 형태를 가질 수 있다. 여기서, 점선 형태의 식별 패턴들(IP)은 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각의 외곽부에 배치된 메탈 라인(ML)가 중첩되거나 교차하지 않도록 형성될 수 있다. 또한, 도 3에서는 식별 패턴들(IP)이 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각의 메탈 라인(ML)으로부터 이격되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 식별 패턴들(IP)은 그 일부가 검사 장치를 통해 센싱 영역(SA)에서 식별 가능하도록 센싱 영역(SA)에 노출되고, 나머지 부분은 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각의 메탈 라인(ML)과 중첩되도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 식별 패턴들(IP)의 선폭은 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각의 메탈 라인(ML)과 동일하거나 넓을 수 있다.
이와 같은 본 출원의 예는 센싱 영역(SA)에 인접한 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각의 외곽부에 식별 패턴들(IP)을 형성함으로써 복잡한 메탈 메쉬 구조를 갖는 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 각각의 경계부와 센싱 영역(SA)의 구분을 용이하게 할 수 있다. 이때, 터치 전극층(150)의 검사 및 리페어 검사 공정은 촬상 장치를 통해 취득된 검사 영상에서 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2)의 색상과 명확히 구별되는 식별 패턴들(IP)의 색상을 인식하여 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 각각의 경계부와 센싱 영역(SA)의 위치를 파악한 후, 식별 패턴들(IP)의 색상을 따라 가면서 센싱 영역(SA) 상의 쇼트 불량을 검사하고, 쇼트 불량이 발생된 부분을 리페어할 수 있다. 이러한 터치 전극층(150)의 검사 및 리페어 검사 공정은 식별 패턴들(IP)의 색상을 통해 센싱 영역(SA)의 위치가 바로 찾을 수 있기 때문에 공정 시간이 현저하게 감소할 수 있다. 예를 들어, 검사 영상에서, 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2)의 색상은 백색(white)일 수 있고, 식별 패턴들(IP)의 색상은 검정색(black) 또는 회색(gray)일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 이들의 색상은 터치 전극층(150)의 층 구조, 및 터치 전극들과 식별 패턴들의 재질에 따라 달라질 수 있다.
이와 같은, 본 출원의 일 예는 터치 객체의 터치 위치를 센싱하기 위한 터치 전극층(150)을 봉지층(140)의 전면(前面)에 직접 형성함으로써 접착 부재를 이용해 터치 스크린 패널을 표시 장치의 화면에 별도로 부착할 필요가 없는 장점이 있다. 또한, 본 출원의 일 예는 터치 전극층(150)에 식별 패턴들(IP)을 형성함으로써 검사 및 리페어 검사 공정시, 식별 패턴들(IP)을 통해 복잡한 메탈 메쉬 구조의 터치 전극들에 대한 패턴 검사 및 리페어 공정을 용이하게 할 수 있다.
도 4는 본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치의 단면도로서, 이는 도 3의 선 I-I'의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치는 제 1 기판(110), 박막 트랜지스터층(120), 발광 소자층(130), 봉지층(140), 터치 전극층(150), 접착층(160), 및 제 2 기판(170)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 기판(110)의 일면 상에는 버퍼막이 형성될 수 있다. 버퍼막은 투습에 취약한 제 1 기판(110)을 통해 박막 트랜지스터층(120)과 발광 소자층(130)으로 침투하는 것을 차단하기 위하여, 제 1 기판(110)의 일면 상에 형성된다. 제 1 기판(110)의 일면은 제 2 기판(170)과 마주보는 면일 수 있다. 일 예에 따른 버퍼막은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 및 실리콘산질화막(SiON) 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막은 생략될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터층(120)은 박막 트랜지스터(121)들, 게이트 절연막(123), 층간 절연막(125), 보호막(127), 및 평탄화막(129)을 포함한다. 여기서, 도 4에 도시된 박막 트랜지스터(121)는 발광 소자층(130)에 연결된 구동 박막 트랜지스터일 수 있다.
상기 박막 트랜지스터(121)는 제 1 기판(110) 또는 버퍼막 상에 형성된 액티브층(ACL), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다. 도 4에서는 박막 트랜지스터(121)가 게이트 전극(GE)이 액티브층(ACL)의 상부에 위치하는 상부 게이트(탑 게이트, top gate) 구조를 도시하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 박막 트랜지스터(121)들은 게이트 전극(GE)이 액티브층(ACL)의 하부에 위치하는 하부 게이트(보텀 게이트, bottom gate) 구조 또는 게이트 전극(GE)이 액티브층(ACL)의 상부와 하부에 모두 위치하는 더블 게이트(double gate) 구조를 가질 수 있다.
상기 액티브층(ACL)은 제 1 기판(110) 또는 버퍼막 상에 형성될 수 있다. 액티브층(ACL)은 실리콘계 반도체 물질 또는 산화물계 반도체 물질로 형성될 수 있다. 버퍼막과 액티브층(ACL) 사이에는 액티브층(ACL)으로 입사되는 외부광을 차단하기 위한 차광층이 추가로 형성될 수 있다.
상기 게이트 절연막(123)은 액티브층(ACL)을 덮도록 형성될 수 있다. 게이트 절연막(123)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
상기 게이트 전극(GE)은 액티브층(ACL)과 중첩되도록 게이트 절연막(123) 상에 형성될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(123) 상에 형성되는 스캔 라인으로부터 액티브층(ACL)과 중첩되도록 돌출될 수 있다. 게이트 전극(GE)과 스캔 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(125)은 게이트 전극(GE)과 스캔 라인 상에 형성될 수 있다. 층간 절연막(125)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
상기 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 게이트 전극(GE)을 사이에 두고 액티브층(ACL)과 중첩되도록 층간 절연막(125) 상에 형성될 수 있다. 층간 절연막(125) 상에는 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)과 함께 데이터 라인이 형성된다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 각각은 게이트 절연막(125)과 층간 절연막(123)을 관통하는 컨택홀을 통해 액티브층(ACL)에 접속될 수 있다. 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 및 데이터 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
상기 보호막(127)은 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 데이터 라인을 덮도록 형성될 수 있다. 이러한 보호막(127)은 박막 트랜지스터(121)를 절연한다. 보호막(127)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
상기 평탄화막(129)은 보호막(127)을 덮도록 형성된다. 평탄화막(129)은 박막 트랜지스터(121)로 인한 보호막(127)의 상면 단차를 평탄하게 한다. 평탄화막(129)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 또는 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
상기 발광 소자층(130)은 박막 트랜지스터층(120) 상에 형성된다. 발광 소자층(130)은 발광 소자(131)와 뱅크(133)를 포함한다.
상기 발광 소자(131)와 뱅크(133)는 평탄화막(129) 상에 형성된다.
일 예에 따른 발광 소자(131)는 발광 소자(131)는 박막 트랜지스터층(120)의 구동 박막 트랜지스터(121)로부터 공급되는 데이터 신호에 따른 발광층(EL)의 발광에 의해 광을 방출한다. 발광 소자(131)는 제 1 전극(E1), 발광층(EL), 및 제 2 전극(E2)을 포함한다. 제 1 전극(E1)은 애노드 전극이고, 제 2 전극(E2)은 캐소드 전극일 수 있다.
상기 제 1 전극(E1)은 평탄화막(129) 상에 형성될 수 있다. 제 1 전극(E1)은 평탄화막(129)과 보호막(127)을 관통하는 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(121)의 소스 전극(SE)에 접속된다. 제 1 전극(E1)은 반사율이 높은 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(E1)은 알루미늄(Al)과 티타늄(Ti)의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄(Al)과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC(Ag/Pd/Cu) 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)과 같은 다층 구조로 형성되거나, 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 또는 바륨(Ba) 중에서 선택된 어느 하나의 물질 또는 2 이상의 합금 물질로 이루어진 단층 구조를 포함할 수 있다.
상기 뱅크(133)는 제 1 전극(E1)의 가장자리를 덮도록 평탄화막(250) 상에 형성되어 제 1 전극(E1) 상에 개구 영역(OA)을 마련한다. 이러한 뱅크(133)는 인접한 화소(P)의 제 1 전극(E1) 사이에 배치되어 화소들(P)의 개구 영역(OA)을 정의하는 화소 정의막으로 역할을 한다.
상기 발광층(EL)은 제 1 전극(E1)과 뱅크(133)를 덮도록 형성되는 것으로, 각 화소(P)들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 발광층(EL)은 유기 발광층, 무기 발광층, 및 양자점 발광층 중 어느 하나를 포함하거나, 유기 발광층(또는 무기 발광층)과 양자점 발광층의 적층 또는 혼합 구조를 포함할 수 있다.
일 예에 따른 발광층(EL)은 백색 광을 방출하기 위한 2 이상의 발광부를 포함한다. 예를 들어, 발광층(EL)은 제 1 광과 제 2 광의 혼합에 의해 백색 광을 방출하기 위한 제 1 발광부와 제 2 발광부를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 발광부는 제 1 광을 방출하는 것으로 청색 발광부, 녹색 발광부, 적색 발광부, 황색 발광부, 및 황록색 발광부 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 제 2 발광부는 청색 발광부, 녹색 발광부, 적색 발광부, 황색 발광부, 및 황록색 중 제 1 광의 보색 관계를 갖는 광을 방출하는 발광부를 포함할 수 있다.
제 2 전극(E2)은 발광층(EL) 상에 형성된다. 제 2 전극(E2)은 발광층(EL)을 덮도록 형성될 수 있다. 제 2 전극(E2)은 화소(P)들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 일 예에 따른 제 2 전극(E2)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 제 2 전극(E2)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 발광 소자(131)에서 발광된 광의 출광 효율이 높아질 수 있다. 제 2 전극(E2) 상에는 캡핑층(capping layer)이 형성될 수 있다.
상기 봉지층(140)은 발광 소자층(130)을 둘러싸도록 형성된다. 봉지층(140)은 발광층(EL)과 제 2 전극(E2)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 일 예에 따른 봉지층(140)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 또는 티타늄 산화물로 형성될 수 있다.
선택적으로, 봉지층(140)은 적어도 하나의 유기막을 더 포함할 수 있다. 유기막은 이물들(particles)이 봉지층(140)을 뚫고 발광층(EL)과 제 2 전극(E2)에 투입되는 것을 방지하기 위해 충분한 두께로 형성될 수 있다.
상기 터치 전극층(150)은 봉지층(140) 상에 형성된다. 일 예에 따른 터치 전극층(150)은 브리지 전극들(BE), 식별 패턴들(IP), 절연막(151), 제 1 터치 전극들(TE1), 및 제 2 터치 전극들(TE2)을 포함한다.
상기 브리지 전극들(BE)과 상기 식별 패턴들(IP)은 봉지층(140) 상에 형성된다. 즉, 브리지 전극들(BE)과 식별 패턴들(IP)은 동일한 층에 형성될 수 있다. 브리지 전극들(BE)과 식별 패턴들(IP)은 서로 이격되어 있으며, 서로 전기적으로 절연된다. 이때, 식별 패턴들(IP)은 전기적으로 플로팅(floating) 상태일 수 있다.
상기 브리지 전극들(BE)은 제 2 방향으로 인접한 제 2 터치 전극 영역(EA2) 사이의 영역에 형성될 수 있다. 상기 식별 패턴들(IP)은 센싱 영역(SA)에 인접한 제 1 터치 전극들(TE1)과 제 2 터치 전극들(TE2) 각각의 외곽부(또는 가장자리)와 중첩되는 영역에 형성되고, 전체 또는 일부가 센싱 영역(SA)에 직접적으로 노출(또는 중첩)된다.
브리지 전극들(BE)과 식별 패턴들(IP)은 메탈 물질의 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 브리지 전극들(BE)과 식별 패턴들(IP)은 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 티타늄/알루미늄/티타늄(Ti/Al/Ti), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 메탈 물질로 이루어진 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 이러한 브리지 전극들(BE)과 식별 패턴들(IP)은 화소(P)의 개구 영역(OA)이 줄어드는 것을 방지하기 위해 뱅크(133)와 중첩되게 배치될 수 있다. 다만, 식별 패턴들(IP)의 일부(IPa)는 터치 전극층(150)에 대한 검사 및 리페어 검사 공정시 식별될 수 있도록 개구 영역(OA)과 중첩된다.
상기 절연막(151)은 브리지 전극들(BE)과 식별 패턴들(IP)을 둘러싸도록 봉지층(140) 상에 형성된다. 브리지 전극들(BE)의 양 가장자리와 중첩되는 절연막(151)에는 브리지 컨택홀(BCH)이 형성된다. 일 예에 따른 절연막(151)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2)은 미리 설정된 제 1 및 제 2 터치 전극 영역(EA1, EA2)과 중첩되는 절연막(151) 상에 형성된다. 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2)은 동일한 층에 배치될 수 있다. 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2)은 센싱 영역(SA)을 사이에 두고 서로 이격되어 있으며, 서로 전기적으로 절연된다. 제 2 방향으로 이격된 제 2 터치 전극들(TE2)은 브리지 컨택홀(BCH)을 통해 브리지 전극(BE)에 전기적으로 접속된다. 이로 인하여 제 2 방향으로 이격된 제 2 터치 전극들(TE2)은 브리지 전극(BE)을 통해 서로 연결됨으로써 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2)의 교차 영역에서 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2)은 서로 쇼트되지 않고 절연된다.
이와 같은, 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2)은, 전술한 바와 같이, 매우 얇은 선폭을 갖는 메탈 라인들(ML)이 서로 교차하여 이루어진 메쉬 패턴을 포함한다.
선택적으로, 본 출원에 따른 터치 전극층(150)은 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2)을 덮는 오버 코트층(153)을 더 포함할 수 있다.
상기 오버 코트층(153)은 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2)과 절연막(151)을 덮으면서 평탄면을 가지도록 상대적으로 두꺼운 두께를 가지도록 형성됨으로써 터치 전극층(150)의 전극들로 인한 단차를 평탄화시킨다.
본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치는 터치 전극층(150) 상에 마련된 블랙 매트릭스 및 파장 변환층을 더 포함할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스는 각 화소(P)의 개구 영역을 정의하는 것으로, 뱅크(270)와 중첩되게 배치되도록 오버 코트층(153) 상에 형성될 수 있다.
상기 파장 변환층은 블랙 매트릭스에 의해 정의되는 오버 코트층(153) 상의 개구 영역에 형성된다.
일 예에 따른 파장 변환층는 각 화소(P)의 발광 소자(131)로부터 입사되는 백색 광 중 화소에 설정된 색상의 파장만을 투과시키는 컬러필터를 포함한다. 예를 들어, 파장 변환층은 적색, 녹색, 또는 청색의 파장만을 투과시킬 수 있다.
다른 예에 따른 파장 변환층(150)는 각 화소(P)의 발광 소자(131)로부터 입사되는 백색 광에 따라 재발광하여 화소에 설정된 색상의 광을 방출하는 크기를 갖는 양자점을 포함할 수 있다. 여기서, 양자점은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, GaAs, GaP, GaAs-P, Ga-Sb, InAs, InP, InSb, AlAs, AlP, 또는 AlSb 등에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 CdSe 또는 InP의 양자점은 적색 광을 방출할 수 있고, CdZnSeS의 양자점은 녹색 광을 방출할 수 있으며, ZnSe의 양자점은 청색 광을 방출할 수 있다. 이와 같이, 파장 변환층이 양자점을 포함하는 경우, 색재현율이 높아질 수 있다.
또 다른 예에 따른 파장 변환층은 양자점을 함유하는 컬러필터로 이루어질 수도 있다.
이와 같은 파장 변환층을 포함하는 본 예는 발광 소자층(130)을 각 화소(P)들에 공통적으로 형성함으로써 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
한편, 발광 소자(131)의 발광층(EL)이 적색, 녹색, 및 청색 광을 발광하는 발광층을 포함하는 경우, 파장 변환층은 생략될 수 있다.
그리고, 블랙 매트릭스 및 파장 변환층은 봉지층(140)과 터치 전극층(150) 사이에 배치될 수도 있다.
상기 접착층(160)은 박막 트랜지스터층(120), 발광 소자층(130), 봉지층(140), 및 터치 전극층(150)이 마련된 제 1 기판(110) 상에 제 2 기판(170)을 접착한다. 즉, 접착층(160)은 터치 전극층(150)(또는 블랙 매트릭스 및 파장 변환층) 상에 형성되어 제 2 기판(170)과 접착된다. 일 예에 따른 접착층(160)은 투명한 접착 레진층(optically clear resin layer, OCR) 또는 투명한 접착 레진 필름(optically clear adhesive film, OCA)일 수 있다.
상기 제 2 기판(170)은 접착층(160)을 매개로 하여 제 1 기판(110)에 접착됨으로써 제 1 기판(110)에 마련된 구조물을 보호한다. 제 2 기판(170)은 제 1 기판(110)을 덮는 커버(cover) 기판 또는 커버 윈도우(cover window)와 같은 역할을 하는 것으로, 플라스틱 필름, 유리 기판, 또는 봉지 필름(보호 필름)일 수 있다.
이와 같은 본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치는 센싱 영역(SA)에 인접한 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각의 외곽부에 형성되어 전체 또는 일부가 센싱 영역(SA)에 노출되는 식별 패턴들(IP)을 포함함으로써 복잡한 메탈 메쉬 구조의 터치 전극들에 대한 패턴 검사 및 리페어 공정이 신속하게 수행될 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 A 부분의 다른 확대도로서, 이는 도 1 및 도 2에 도시된 터치 전극층에 추가로 구성된 더미 전극을 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 출원에 따른 더미 패턴들(DP)은 브리지 전극들(BE)과 식별 패턴들(IP)과 동일층에 형성된다. 즉, 더미 패턴들(DP)은 브리지 전극들(BE)과 식별 패턴들(IP)과 함께 봉지층(140) 상에 직접 형성된다.
더미 패턴들(DP)과 브리지 전극들(BE) 및 식별 패턴들(IP)은 서로 이격되어 서로 전기적으로 절연된다. 이때, 더미 패턴들(DP)은 터치 전극층(150)에 마련된 어떠한 전극과 전기적으로 연결되지 않는 것으로, 전기적으로 플로팅 상태일 수 있다.
더미 패턴들(DP)은 브리지 전극들(BE) 및 식별 패턴들(IP)과 함께 형성되므로, 브리지 전극들(BE) 및 식별 패턴들(IP)과 동일한 물질로 이루어진다. 특히, 더미 패턴들(DP)은 제 1 터치 전극들(TE1) 및 제 2 터치 전극들(TE2) 각각과 중첩될 수 있다. 즉, 더미 패턴들(DP)은 제 1 터치 전극들(TE1) 및 제 2 터치 전극들(TE2) 각각과 동일하게, 매우 얇은 선폭을 갖는 메탈 라인들(ML)이 서로 교차하여 이루어진 메탈 메쉬 구조를 가질 수 있다. 이때, 더미 패턴들(DP)의 메탈 라인(ML)은 제 1 및 제 2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각을 구성하는 메탈 라인(ML)과 동일하거나 작을 수 있다.
이와 같은, 본 예에 따른 더미 패턴들(DP)은 브리지 전극들(BE)의 패터닝 공정시 브리지 전극들(BE)이 과식각되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 더미 패턴들(DP)이 티타늄(Ti)/알루미늄(Al)/티타늄(Ti)의 3층 구조로 형성될 경우, 더미 패턴들(DP)의 패터닝 공정에서 식각 가스 또는 식각 액에 의한 알루미늄(Al) 층의 식각률은 티타늄(Ti) 층의 식각률에 비해 높기 때문에 알루미늄(Al) 층이 티타늄(Ti) 층에 비해 과식각될 수 있으며, 알루미늄(Al) 층의 과식각 영역은 역테이퍼 형태로 형성될 수 있다. 특히, 도 3과 같이 봉지층(140) 상에 브리지 전극들(BE)만이 형성될 경우, 티타늄(Ti) 층의 측면이 쉽게 식각될 수 있다. 이에 따라, 브리지 전극들(BE) 상에 절연막(151)을 형성하더라도 과식각 영역에서 공극이 형성될 수 있으며, 이로 인하여 절연막(151) 상에 형성되는 브리지 전극(BE)과 교차하는 제 1 터치 전극들(TE1)이 공극을 통해 브리지 전극(BE)과 쇼트되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 예에 따른 더미 패턴들(DP)은 브리지 전극들(BE)의 패터닝 공정시 브리지 전극들(BE)이 과식각되는 것을 방지하기 위하여, 제 1 터치 전극들(TE1) 및 제 2 터치 전극들(TE2) 각각과 중첩되면서 동일한 메탈 메쉬 구조를 가지도록 브리지 전극들(BE)에 인접하게 형성된다. 이로 인해, 본 예는 브리지 전극들(BE)이 식각 공정시 사용되는 식각 물질에 대해 서로 다른 식각률을 갖는 서로 다른 금속 물질이 적층된 복수의 전극층으로 형성되는 경우, 복수의 전극층 중 어느 한 전극층의 측면이 다른 전극층에 비해 과식각되어 역테이퍼 형태로 형성되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 예는 브리지 전극들(BE)의 전극층들 중 과식각되는 전극층으로 인하여 절연막(151)에 의해 덮이지 않는 공극이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 절연막(151) 상에 형성되는 브리지 전극(BE)과 교차하는 제 1 터치 전극들(TE1)이 공극을 통해 브리지 전극(BE)과 쇼트되는 것을 방지할 수 있다.
본 예에서, 식별 패턴들(IP)은 더미 패턴들(DP)과 서로 연결될 수도 있다. 즉, 더미 패턴들(DP)이 제 1 터치 전극들(TE1) 및 제 2 터치 전극들(TE2) 각각과 중첩되도록 형성되고, 센싱 영역(SA)과 중첩되는 식별 패턴들(IP)의 일부(IPa)를 제외한 식별 패턴들(IP)의 나머지 부분이 제 1 터치 전극들(TE1) 및 제 2 터치 전극들(TE2) 각각과 중첩되도록 형성될 경우, 더미 패턴들(DP)의 일부가 센싱 영역(SA)과 중첩될 수 있으며, 이 경우, 식별 패턴들(IP)은 센싱 영역(SA)과 중첩되는 더미 패턴들(DP)의 일부일 수 있다. 다시 말하여, 식별 패턴들(IP)과 더미 패턴들(DP)은 동일한 공정에 의해 동시에 형성되기 때문에 더미 패턴들(DP)의 일부는 제 1 터치 전극들(TE1) 및 제 2 터치 전극들(TE2) 각각의 외곽부를 따라 센싱 영역(SA)에 노출될 수 있고, 이렇게 센싱 영역(SA)에 노출되는 더미 패턴들(DP)의 일부는 브리지 전극(BE)의 과식각을 방지하면서 식별 패턴들(IP)의 역할을 할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 A 부분의 또 다른 확대도이고, 도 7은 도 6에 도시된 선 II-II'의 단면도로서, 이들은 식별 패턴들을 변경하여 구성한 것이다. 이에 따라, 이하에서는 식별 패턴들 및 이와 관련된 구성들에 대해서만 설명하기로 하고, 나머지 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략하거나 간단히 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 예에 따른 식별 패턴들(IP)은 센싱 영역(SA)에 인접한 제 1 터치 전극들(TE1) 및 제 2 터치 전극들(TE2) 각각의 외곽부(또는 가장자리)에 위치한 메탈 라인(ML)으로부터 돌출될 수 있다.
일 예로서, 메탈 라인(ML)으로부터 돌출된 식별 패턴들(IP)의 일부(IPa)는 센싱 영역(SA)에 노출(또는 중첩)될 수 있다. 일 예에 따른 식별 패턴들(IP)은 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 각각의 메쉬 패턴 구조와 명확히 구별될 수 있도록 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 각각을 구성하는 메탈 라인(ML)의 끝단 형상과 다른 형태를 가지도록 돌출된다.
일 예로, 식별 패턴들(IP)은 센싱 영역(SA)에 접한 메탈 라인(ML)의 일측면으로부터 반원 형태 또는 반타원 형태 등의 곡선 형태 또는 삼각 형태를 가지도록 볼록하게 돌출되는 적어도 하나의 돌출부일 수 있다. 다른 예로, 식별 패턴들(IP)은 센싱 영역(SA)에 접한 메탈 라인(ML)의 일측면으로부터 반원 형태 또는 반타원 형태 등의 곡선 형태 또는 삼각 형태를 가지도록 오목하게 형성되는 적어도 하나의 오목부일 수 있다.
따라서, 터치 전극들에 대한 패턴 검사 및 리페어 공정은 센싱 영역(SA)에 노출되는 식별 패턴들(IP)의 색상이 아닌 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 각각의 메쉬 패턴 구조의 형상과 대비되는 식별 패턴들(IP)만의 특별한 형상을 식별하여 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 간의 경계부 또는 센싱 영역(SA)을 검출함으로써 복잡한 메탈 메쉬 구조의 터치 전극들에 대한 패턴 검사 및 리페어 공정을 신속하게 수행할 수 있다.
특히, 본 예는 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 각각을 구성하는 메탈 라인(ML)의 일측면을 센싱 영역(SA) 쪽으로 돌출시켜 식별 패턴들(IP)을 형성함으로써 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 각각의 외곽부 면적(또는 길이)을 더욱 증가시킬 수 있고, 이를 통해 제 1 터치 전극(TE1)과 제 2 터치 전극(TE2) 사이의 센싱 영역(SA)에 형성되는 상호 정전 용량을 더욱 증가시킬 수 있고, 이로 인하여 터치의 센싱 감도를 더욱 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 본 예에서, 메탈 라인(ML)으로부터 돌출된 식별 패턴들(IP)의 일부(IPa)는 센싱 영역(SA)에 노출(또는 중첩)되지 않고 뱅크(133)에만 중첩되도록 형성될 수 있다. 이 경우, 식별 패턴들(IP)은 메탈 라인(ML)과 다른 형상을 가지며, 터치 전극들에 대한 패턴 검사 및 리페어 공정에서는 식별 패턴들(IP)의 색상이 아닌 메탈 라인(ML)의 형상과 대비되는 식별 패턴들(IP)만의 특별한 형상을 식별하기 때문에 식별 패턴들(IP)이 반드시 센싱 영역(SA)에 노출(또는 중첩)될 필요는 없다.
추가적으로, 본 예는 도 5에 도시된 더미 패턴(DP)을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 이 경우, 절연막(151) 상에 형성되는 브리지 전극(BE)과 교차하는 제 1 터치 전극들(TE1)이 공극을 통해 브리지 전극(BE)과 쇼트되는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같은, 본 출원은 복잡한 메탈 메쉬 구조의 터치 전극들에 대한 패턴 검사 및 리페어 공정을 용이한 터치 스크린 일체형 표시 장치를 제공할 수 있다. 이러한 본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치는 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC), 모바일 폰, 스마트 폰(smart phone), 스마트 와치(smart watch), 태블릿 PC(Personal Computer), 와치 폰(watch phone), 및 이동 통신 단말기 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라 텔레비전, 노트북, 모니터, 냉장고, 전자 레인지, 세탁기, 카메라 등의 다양한 제품의 표시 장치로 사용될 수 있다.
한편, 본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치에서, 도 1 내지 도 7 중 어느 하나에 도시된 터치 전극층은 별도의 터치 스크린 패널로 구성될 수 있다. 이 경우, 터치 스크린 패널은 제 1 투명 베이스 부재, 및 제 1 투명 베이스 부재에 마련된 터치 전극층, 및 접착층을 매개로 하여 터치 전극층에 부착된 제 2 베이스 필름을 포함할 수 있다. 이와 같은, 본 출원의 터치 전극층을 포함하는 터치 스크린 패널은 접착 부재를 매개로 하여 봉지층(140) 또는 표시 패널의 화면에 부착될 수 있다.
상기 제 1 베이스 부재 및 제 2 베이스 부재 각각은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리이미드(polyimide), 폴리노보넨(polynorbornene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 및 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate) 중 어느 하나의 물질로 이루어진 필름일 수 있다. 상기 접착층 및 상기 접착 부재 각각은 투명한 접착 레진층(optically clear resin layer, OCR) 또는 투명한 접착 레진 필름(optically clear adhesive film, OCA)일 수 있다.
이와 같은 본 출원의 일 예에 따른 터치 스크린 패널은 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC), 모바일 폰, 스마트 폰(smart phone), 스마트 와치(smart watch), 태블릿 PC(Personal Computer), 와치 폰(watch phone), 및 이동 통신 단말기 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라 텔레비전, 노트북, 모니터, 냉장고, 전자 레인지, 세탁기, 카메라 등의 다양한 제품의 입력 장치로 사용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 제 1 기판 120: 박막 트랜지스터층
130: 발광 소자층 140: 봉지층
150: 터치 전극층 160: 접착층
170: 제 2 기판 BE: 브리지 전극
IP: 식별 패턴 ML: 메탈 라인
TE1: 제 1 터치 전극 TE2: 제 2 터치 전극

Claims (16)

  1. 제 1 터치 전극들;
    상기 제 1 터치 전극들과 이격된 제 2 터치 전극들;
    상기 제 2 터치 전극들 사이를 전기적으로 연결하는 브리지 전극들; 및
    상기 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들 각각의 외곽부에 배치된 식별 패턴들을 포함하는, 터치 스크린 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별 패턴들은 상기 브리지 전극들과 동일층에 배치된, 터치 스크린 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들 각각은 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조를 갖는 메탈 라인들을 포함하며,
    상기 식별 패턴들의 일부는 상기 제 1 터치 전극들과 제 2 터치 전극들 각각의 외곽부에 배치된 메탈 라인과 중첩된, 터치 스크린 패널.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 식별 패턴들은 라인 형태, 계단 형태, 점선 형태, 또는 곡선 형태를 갖는, 터치 스크린 패널.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 식별 패턴들의 선폭은 상기 메탈 라인보다 좁은, 터치 스크린 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 전극들과 상기 제 2 터치 전극들 각각은 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조를 갖는 메탈 라인들을 포함하며,
    상기 식별 패턴들은 상기 제 1 터치 전극들과 상기 제 2 터치 전극들 각각의 외곽부에 배치된 메탈 라인의 일측면에 형성된 적어도 하나의 돌출부 또는 적어도 하나의 오목부인, 터치 스크린 패널.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 메탈 라인의 일측면으로부터 곡선 형태 또는 삼각 형태를 가지도록 볼록하게 돌출되고,
    상기 적어도 하나의 오목부는 상기 메탈 라인의 일측면으로부터 곡선 형태 또는 삼각 형태를 가지도록 오목하게 형성된, 터치 스크린 패널.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 전극들과 상기 제 2 터치 전극들 각각과 중첩되고, 상기 브리지 전극과 동일층에 마련된 더미 패턴들을 더 포함하는, 터치 스크린 패널.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 더미 패턴들은 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조를 갖는 메탈 라인들을 포함하는, 터치 스크린 패널.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 브리지 전극들과 상기 식별 패턴들 및 상기 더미 패턴들은 티타늄/알루미늄/티타늄 또는 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴의 3층 구조를 갖는, 터치 스크린 패널.
  11. 기판 상에 마련된 박막 트랜지스터층;
    상기 박막 트랜지스터층에 연결된 제 1 전극과 상기 제 1 전극 상에 형성된 발광층 및 상기 발광층 상에 형성되된 제 2 전극을 갖는 발광 소자층;
    상기 발광 소자층을 둘러싸는 봉지층; 및
    상기 봉지층 상에 마련된 터치 전극층을 포함하며,
    상기 터치 전극층은 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 항에 따른 터치 스크린 패널을 갖는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광 소자층은 상기 제 1 전극의 가장자리를 덮어 제 1 전극 상의 개구 영역을 정의하는 뱅크를 더 포함하고,
    상기 제 1 터치 전극들과 상기 제 2 터치 전극들은 상기 뱅크와 중첩되며,
    상기 식별 패턴들의 일부는 상기 개구 영역과 중첩된, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 개구 영역과 중첩되는 파장 변환층을 더 포함하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 터치 전극들과 상기 제 2 터치 전극들 각각과 중첩되고, 상기 브리지 전극과 동일층에 마련된 더미 패턴들을 더 포함하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 더미 패턴들은 서로 교차하는 메쉬 패턴 구조를 갖는 메탈 라인들을 포함하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 브리지 전극들과 상기 식별 패턴들 및 상기 더미 패턴들은 티타늄/알루미늄/티타늄 또는 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴의 3층 구조를 갖는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
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