KR20190016174A - 입력 감지 유닛 및 이를 구비한 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 정전 용량성 감지 전극; 및 상기 복수의 감지 전극 중 적어도 일부의 상기 감지 전극상에 제공된 도전층을 포함하고, 상기 도전층은 상기 감지 전극의 적어도 일부 영역과 평면상에서 중첩되도록 배치되고, 상기 도전층은 서로 이격된 복수 개의 도전 패턴을 포함하는 입력 감지 유닛이 제공된다.

Description

입력 감지 유닛 및 이를 구비한 표시 장치{INPUT SENSING UNIT AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 입력 감지 유닛 및 이를 구비하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근의 표시 장치는 영상 표시 기능과 더불어 정보 입력 기능을 구비하는 방향으로 개발되고 있다. 상기 표시 장치의 정보 입력 기능은 일반적으로 사용자의 터치를 입력받기 위한 입력 감지 유닛으로 구현될 수 있다. 일반적으로, 상기 입력 감지 유닛은 터치 전극들 및 상기 터치 전극들에 연결된 센싱 라인들을 구비하여 감지 영역 내에서 발생되는 터치 이벤트를 입력 신호로서 인식할 수 있다.
본 발명은 터치 감도가 향상된 입력 감지 유닛 및 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 정전 용량성 감지 전극; 및
상기 복수의 감지 전극 중 적어도 일부의 상기 감지 전극상에 제공된 도전층을 포함하고, 상기 도전층은 상기 감지 전극의 적어도 일부 영역과 평면상에서 중첩되도록 배치되고, 상기 도전층은 서로 이격된 복수 개의 도전 패턴을 포함하는 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 서로 다른 감지 전극 상에 배치된 상기 도전 패턴은 서로 이격되는 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도전 패턴간 거리는 상기 감지 전극간 거리보다 큰 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감지 전극이 제공되는 제1 영역, 상기 감지 전극이 제공되지 않는 제2 영역을 포함하고, 상기 도전 패턴은 상기 제1 영역상에만 제공되는 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도전 패턴은 메쉬(Mesh) 형상을 갖는 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도전 패턴은 도전성 금속 산화물을 포함하고, 상기 도전성 금속 산화물은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide) 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 적어도 하나인 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도전 패턴과 상기 감지 전극 사이에 제공되는 절연 부재를 더 포함하는 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감지 전극은 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 감지 전극들을 포함하는 제1 감지 전극열; 및 상기 제1 방향으로 배열되고 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 제2 감지 전극들을 포함하는 제2 감지 전극열을 포함하고, 상기 제1 감지 전극열 및 상기 제2 감지 전극열은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 인접하여 배치되고, 하나의 상기 제1 감지 전극은 복수 개의 상기 제2 감지 전극들에 대응하고, 서로 인접하는 제1 감지 전극들 중 하나에 대응하는 제2 감지 전극들은 다른 하나에 대응하는 제2 감지 전극들에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 제1 감지 전극상에 제공된 상기 도전 패턴과 상기 제2 감지 전극상에 제공된 상기 도전 패턴은 서로 이격된 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 감지 전극상에 제공된 상기 도전 패턴과 상기 제2 감지 전극상에 제공된 상기 도전 패턴은 서로 이격된 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감지 전극은 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 감지 전극을 포함하는 제1 감지 전극열; 및 상기 제1 방향으로 배열되고 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 제2 감지 전극을 포함하는 제2 감지 전극열을 포함하고, 상기 제1 감지 전극열 및 상기 제2 감지 전극열은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 인접하여 배치되고, 하나의 상기 제1 감지 전극은 복수 개의 상기 제2 감지 전극과 정전 용량을 형성하고, 상기 제1 감지 전극상에 제공된 상기 도전 패턴과 상기 제2 감지 전극상에 제공된 상기 도전 패턴은 서로 이격된 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감지 전극은 메쉬(Mesh) 형상을 이루는 도전 세선(細線)을 포함하고, 상기 도전 패턴은 상기 도전 세선이 교차하여 형성하는 메쉬홀(Mesh hole) 및 상기 도전 세선 상에 제공되는 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감지 전극은 메쉬(Mesh) 형상을 이루는 도전 세선(細線)을 포함하고, 하나의 상기 감지 전극 상에 복수 개의 상기 도전 패턴이 제공되고, 복수의 상기 도전 패턴은 평면상에서 상기 도전 세선을 사이에 두고 서로 이격된 형태로 배치되는 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도전 패턴은 메쉬(Mesh) 형상을 갖는 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 입력 감지 유닛은 가요성(Flexibility)을 갖는 입력 감지 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판; 상기 기판상에 제공된 표시부;
상기 표시부상에 제공된 입력 감지 유닛을 포함하고, 상기 입력 감지 유닛은 복수의 정전 용량성 감지 전극; 및 상기 복수의 감지 전극 중 적어도 일부의 감지 전극상에 제공된 도전층을 갖고, 상기 도전층은 상기 감지 전극의 적어도 일부 영역과 평면상에서 중첩되도록 배치되고, 상기 도전층은 서로 이격된 복수 개의 도전 패턴을 포함하고, 서로 다른 감지 전극 상에 배치된 상기 도전 패턴은 서로 이격되는 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시부는 복수의 화소부를 갖고, 상기 감지 전극은 메쉬(Mesh) 형상을 이루는 도전 세선을 포함하고, 각각의 상기 화소부는 상기 도전 세선이 교차하여 형성하는 메쉬홀(Mesh hole) 내에 제공되는 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도전 패턴은 서로 이격된 형태로 복수 개 제공되고, 상기 복수의 도전 패턴과 상기 복수의 화소부는 1대1 대응하는 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각의 상기 화소부는 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 제공된 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 제공된 발광층을 포함하고, 상기 제2 전극과 상기 감지 전극 사이에는 적어도 하나의 봉지층이 제공되는 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 입력 감지 유닛은 상기 봉지층상에 직접 배치되고, 상기 감지 전극과 상기 봉지층 사이에는 적어도 하나의 절연층이 제공되는 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 봉지층은 복층으로 제공되며, 복층의 상기 봉지층 중 적어도 한 층은 무기 물질을 포함하는 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 감도가 향상된 입력 감지 유닛 및 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 감지 유닛을 나타낸 평면도이다.
도 4a는 도 3의 P1 영역을 확대 도시한 평면도이다. 도 4b는 도 4a의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면을 도시한 단면도이다. 도 4c는 도 4a의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면을 도시한 단면도이다.
도 5a는 도 3의 P1 영역을 확대 도시한 평면도로서, 도 4a와 다른 실시예에 따른 입력 감지 유닛을 나타낸 것이다. 도 5b는 도 5a의 P2 영역을 확대 도시한 평면도이다. 도 5c는 도 5b의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면을 도시한 단면도이다.
도 6a는 도 3의 P1 영역을 확대 도시한 평면도로서, 도 3 및 도4a와 다른 실시예에 따른 입력 감지 유닛을 나타낸 것이다. 도 6b는 도 6a의 P3 영역을 확대 도시한 평면도이다. 도 6c는 도 6b의 Ⅴ-Ⅴ'선에 따른 단면을 도시한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 감지 전극과 도전층을 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 감지 유닛을 나타낸 평면도이다.
도 9a 내지 도 9b는 비교예에 따른 표시 장치에 있어서 터치를 감지하는 원리를 개념적으로 나타낸 단면도이다. 도 9c는 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 터치를 감지하는 원리를 개념적으로 나타낸 단면도이다.
도 10a 내지 도 10b는 비교예에 따른 표시 장치에 있어서 터치 감도를 나타낸 그래프이다. 도 10c는 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 터치 감도를 나타낸 그래프이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 어느 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상(on)에 형성되었다고 할 경우, 상기 형성된 방향은 상부 방향만 한정되지 않으며 측면이나 하부 방향으로 형성된 것을 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 표시 장치의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 표시 장치(DD)는 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 화소들을 포함할 수 있으며, 표시 영역(DA)에서는 영상이 출력될 수 있다. 표시 영역(DA)은 표시부(DP)의 형상에 대응하는 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 표시 영역(DA)은 표시부(DP)의 형상과 마찬가지로 직선의 변을 포함하는 닫친 형태의 다각형, 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원, 타원 등, 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 반원, 반타원 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 표시 영역(DA)은 둥근 모서리를 갖는 직사각 형상으로 제공될 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 일측에 배치될 수 있다. 도 1에 따르면, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 위쪽 및 아래쪽에만 배치되나, 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)의 배치 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 필요에 따라서는 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)의 배치를 달리 구성할 수 있다.
표시 장치(DD)는 기판(SUB), 표시부(DP), 입력 감지 유닛(TSP)이 순차적으로 적층된 형태를 가질 수 있다.
표시 장치(DD)는 도 2에 도시된 것과 같이 양측 모서리에 곡면을 포함하는 단면을 가질 수 있다. 그러나, 표시 장치(DD)의 형상은 이에 한정되는 것이 아니며, 양측 모서리에 곡면을 포함하지 않는 형상을 가질 수 있으며, 일측 모서리에만 곡면을 포함하는 형상을 가질 수도 있다. 곡면의 곡률 또한 자유롭게 조절될 수 있다. 표시 장치(DD)가 양측 모서리에 곡면을 포함하는 단면을 갖는 경우, 표시부(DP) 및 입력 감지 유닛(TSP)이 곡면 모서리까지 연장될 수 있다. 이에 따라, 곡면의 모서리에서도 화면이 출력될 수 있으며, 모서리 영역에 대한 사용자의 터치도 인식될 수 있다.
기판(SUB)의 형상 및 재료에는 특별한 한정이 없다. 기판(SUB)은 경성(Rigid) 기판 또는 가요성(Flexible) 기판일 수 있다. 경성 기판은 유리 기판, 석영 기판, 유리 세라믹 기판 및 결정질 유리 기판을 포함할 수 있다. 가요성 기판은 고분자 유기물을 포함하는 필름 기판 및 플라스틱 기판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 가요성 기판은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(PPS, polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(PAR, polyarylate), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(TAC, triacetate cellulose), 및 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(CAP, cellulose acetate propionate) 중 하나를 포함할 수 있다. 또한, 가요성 기판은 유리 섬유 강화플라스틱(FRP, fiber glass reinforced plastic)을 포함할 수도 있다.
기판(SUB)은 표시 장치(DD)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 기판(SUB)은 직선의 변을 포함하는 닫친 형태의 다각형, 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원, 타원 등, 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 반원, 반타원 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
기판(SUB)상에는 표시부(DP)가 제공된다. 표시부(DP)는 상술한 바와 같이 복수의 화소를 포함할 수 있으며, 화소를 구동하기 위한 구동부를 더 포함할 수 있다.
표시부(DP)상에는 입력 감지 유닛(TSP)이 제공된다. 입력 감지 유닛(TSP)은 패널 형태로 제작되어 표시부(DP)상에 배치되거나, 층(layer) 형태로 표시부(DP)상에 제공될 수 있다. 입력 감지 유닛(TSP)이 패널 형태로 제작되는 경우, 입력 감지 유닛(TSP)은 표시 장치(DD) 제작 공정과 별개의 공정에서 제작된 후, 표시부(DP) 상에 부착될 수 있다. 이 때, 표시부(DP)와 입력 감지 유닛(TSP)을 부착하기 위하여 접착제 등이 이용될 수도 있다. 아울러, 입력 감지 유닛(TSP)이 패널 형태인 경우, 입력 감지 유닛(TSP)은 감지 전극 등이 제공되는 베이스 기판을 포함할 수 있다. 베이스 기판은 표시부(DP)로부터 출사되는 광을 투과시키기 위하여 광학적으로 투명할 수 있다.
입력 감지 유닛(TSP)이 층 형태로 표시부(DP)상에 제공되는 경우, 입력 감지 유닛(TSP)은 베이스 기판을 포함하지 않을 수 있다. 따라서, 입력 감지 유닛(TSP)은 표시부(DP)상에 직접 배치될 수 있다. 이때 '직접 배치된다'는 것은 입력 감지 유닛(TSP)이 별개의 공정에서 제작되어 표시부(DP)상에 부착되는 것이 아니라, 표시부(DP) 제작 공정에 이어서 연속적으로 표시부(DP)상에 바로 형성되는 것을 의미할 수 있다.
층 형태의 입력 감지 유닛(TSP)은 베이스 기판을 포함하지 않는 바, 표시 장치(DD)의 전체 두께에서 베이스 기판이 차지하는 두께만큼을 줄일 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(DD)의 두께가 상대적으로 얇아질 수 있다. 층 형태의 입력 감지 유닛(TSP) 경우 베이스 기판을 생략하는 대신 표시부(DP)의 봉지층(미도시)이 베이스 기판과 같이 기능할 수 있다. 예컨대, 입력 감지 유닛(TSP) 내 포함되는 감지 전극 등은 표시부(DP)의 봉지층 상에 형성될 수 있다. 입력 감지 유닛(TSP)을 봉지층상에 형성하기 위하여, 봉지층은 상대적으로 경도가 높은 무기물층을 포함할 수 있다. 따라서, 봉지층이 복층으로 제공되는 경우, 복층의 봉지층 중 적어도 한 층은 무기 물질을 포함할 수 있다.
봉지층이 복 층으로 이루어지는 경우, 일 실시예에 따르면 봉지층은 순차적으로 적층된 3개의 층으로 이루어질 수 있다. 이때 각각의 층은 유기 물질 및/또는 무기 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 최외각에 위치한 층의 경우 상술한 바와 같이 무기 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유기 물질로는 폴리아크릴계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 테프론과 같은 불소계 탄소 화합물, 벤조시클로부텐 화합물 등과 같은 유기 절연 물질이 이용될 수 있다. 또한, 상기 무기 물질로는 폴리실록산, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘산질화물 등이 이용될 수 있다.
봉지층은 표시부(DP)상에 입력 감지 유닛(TSP)을 제공하기 위한 베이스 기판으로 기능하는 것 외에도 표시부(DP) 내부로 수분이나 산소가 침투하는 것을 막을 수 있다.
봉지층은 표시 영역(DA)을 덮으며, 표시 영역(DA)의 외측까지 연장될 수 있다. 아울러, 봉지층의 단부에서는 무기 물질로 이루어진 층만이 제공될 수 있다. 유기 물질로 이루어진 층의 경우, 유기 물질을 통해 수분이나 산소가 침투할 수 있기 때문이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 감지 유닛을 나타낸 평면도이다. 도 4a는 도 3의 P1 영역을 확대 도시한 평면도이다. 도 4b는 도 4a의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면을 도시한 단면도이다. 도 4c는 도 4a의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면을 도시한 단면도이다.
도 3에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 감지 유닛(TSP)은 터치 활성 영역(TA) 및 터치 비활성 영역(NTA)을 포함한다. 터치 활성 영역(TA)은 사용자의 터치를 감지할 수 있는 영역을 의미한다. 사용자의 터치를 감지하기 위하여 터치 활성 영역(TA)에는 적어도 하나의 감지 전극(TS1, TS2)이 제공될 수 있다. 터치 비활성 영역(NTA)에는 감지 전극(TS1, TS2)과 패드부(PAD)를 연결하는 연결 라인(SL1, SL2)이 제공될 수 있다. 경우에 따라 입력 감지 유닛(TSP)의 터치 활성 영역(TA)은 표시부의 표시 영역과 대응될 수 있으며, 터치 비활성 영역(NTA)은 비표시 영역과 대응될 수 있다. 이때 대응된다는 것은 각 영역이 정확히 일치하는 경우를 의미하는 것만은 아니다. 따라서, 터치 활성 영역(TA)과 표시 영역이 대응되는 경우에도 두 영역의 넓이는 서로 다를 수 있다. 예컨대, 터치 활성 영역(TA)은 표시 영역보다 넓을 수 있다. 이 경우 터치 활성 영역(TA)은 화소부가 제공되지 않는 비표시 영역까지 확장되어, 표시 장치 제어를 위한 조작부로 활용될 수 있다.
도 3에 개시된 실시예에 따르면, 입력 감지 유닛(TSP)은 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)을 포함한다. 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)은 각각 복수 개 제공될 수 있다. 제1, 제2 감지 전극(TS1, TS2)은 정전용량 방식으로서 상호 정전 용량 방식 및/또는 자기 정전 용량 방식으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 입력 감지 유닛(TSP)에는 제어부(미도시)가 제공될 수 있다. 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2) 중 어느 하나는 제어부로부터 구동 신호를 인가 받는 구동 전극일 수 있다. 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2) 중 나머지 하나는 사용자의 터치 등의 외부 감지 신호를 제어부로 전송하는 수신 전극일 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 전극(TS1)은 구동 전극일 수 있으며, 제2 가지 전극(TS2)은 수신 전극일 수 있다. 또는 반대로, 제1 감지 전극(TS1)은 수신 전극일 수 있으며, 제2 감지 전극(TS2)은 구동 전극일 수 있다. 제어부는 수신 전극으로부터 수신된 감지 신호를 인식함으로써 터치 여부를 인식한다.
제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)은 각각 제1 연결 라인(SL1)과 제2 연결 라인(SL2)을 통해 패드부(PAD)와 연결된다. 제1 연결 라인(SL1) 및 제2 연결 라인(SL2) 중 적어도 하나는 서로 연결된 일련의 감지 전극(TS1, TS2)의 양단에 연결될 수 있다. 예컨대, 도 3을 참고하면, 제1 감지 전극(TS1)의 양단은 각각 제1 연결 라인(SL1)과 연결된다. 그러나, 연결 라인과 감지 전극의 연결 형태는 상기 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 따라서, 경우에 따라 입력 감지 유닛(TSP)은 제1 감지 전극(TS1)은 일단만이 제1 연결 라인(SL1)과 연결되고, 제2 감지 전극(TS2)은 양단이 모두 제2 연결 라인(SL2)과 연결되는 형태를 가질 수도 있다.
제1 연결 라인(SL1) 및 제2 연결 라인(SL2)의 단부에는 패드부(PAD)가 연결될 수 있다. 여기서, 제1 연결 라인(SL1)과 제2 연결 라인(SL2)은 각각 그 단부에 패드부(PAD)가 연결된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 연결 라인(SL1)과 제2 연결 라인(SL2)은 터치 비활성 영역(NTA) 내에서 서로 연결될 수 있다.
입력 감지 유닛(TSP)에 제공된 복수의 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)은 서로 인접한 전극끼리 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 복수의 제1 감지 전극(TS1)은 제1 방향(DR1)으로 서로 인접한 감지 전극끼리 연결될 수 있다. 아울러, 이 경우 복수의 제2 감지 전극(TS2)은 제2 방향(DR2)으로 서로 인접한 감지 전극끼리 연결될 수 있다. 이때, 제1 연결 라인(SL1)은 제1 방향(DR1) 말단에 위치한 제1 감지 전극(TS1)과 연결될 수 있으며, 제2 연결 라인(SL2)은 제2 방향(DR2) 말단에 위치한 제2 감지 전극(TS2)과 연결될 수 있다.
제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)의 연결 형태는 도 4a 내지 도 4c에 보다 자세히 나타나있다.
먼저, 도 4a를 참고하면, 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2)은 이격된 형태로 제공되며, 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2) 사이에 정전 용량이 형성될 수 있다. 사용자에 의한 터치가 있을 때, 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2) 사이에 형성된 정전 용량이 변화하며, 이를 제어부가 인식하여 터치 위치를 감지할 수 있다.
제1 방향(DR1)으로 서로 인접한 제1 감지 전극(TS1)은 제1 연결부(BR1)에 의해 연결된다. 아울러, 제2 방향(DR2)으로 서로 인접한 제2 감지 전극(TS2)은 제2 연결부(BR2)에 의해 연결된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2)은 동일 층에 제공되며, 제1 연결부(BR1) 및 제2 연결부(BR2) 중 어느 하나는 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)과 동일 층에 제공된다. 아울러, 이때 제1 연결부(BR1) 및 제2 연결부(BR2) 중 다른 하나는 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)과 다른 층에 제공된다.
도 4a 내지 도 4c를 참고하면, 제1 연결부(BR1)는 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)과 다른 층에 제공된다. 아울러, 제2 연결부(BR2)는 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)과 같은 층에 제공된다. 이때 제2 연결부(BR2)는 제2 감지 전극(TS2)과 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 공정 내 단일 단계에서 제1 감지 전극(TS1), 제2 감지 전극(TS2), 및 제2 연결부(BR2)가 동시에 형성될 수 있다. 그러나, 제2 연결부(BR2)가 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)과 동일 층에 형성되어 있다고 해서 상기 구성요소들이 반드시 공정 내 단일 단계에서 형성되는 것은 아니다. 경우에 따라, 제2 연결부(BR2)는 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)과 다른 재료를 이용하여 다른 단계에서 형성될 수도 있다. 또한, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 것은 예시적인 것에 불과하며, 도시된 실시예와 달리 제1 연결부(BR1)가 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)과 동일 층에 제공될 수도 있다.
제1 감지 전극(TS1), 제2 감지 전극(TS2), 제1 연결부(BR1), 및 제2 연결부(BR2)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 구성 요소들은 단층 또는 복층으로 구성될 수 있다.
제1 감지 전극(TS1), 제2 감지 전극(TS2)은 각각 도전성 재료를 포함한다. 도전성 재료로는 도전성 고분자, 도전성 금속 산화물 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 도전성 고분자로는 폴리티오펜계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리페닐렌계 화합물 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있으며, 특히 폴리티오펜계 중에서도 PEDOT:PSS 화합물을 사용할 수 있다. 도전성 금속 산화물로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide) 등을 들 수 있다.
제1 연결부(BR1) 및 제2 연결부(BR2)는 상술한 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2)의 재료를 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 실시예에서, 제1 연결부(BR1)는 제1, 제2 감지 전극(TS1, TS2) 및 제2 연결부(BR2)가 제공된 층보다 아래에 제공될 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 제1 연결부(BR1)가 제1, 제2 감지 전극(TS1, TS2) 및 제2 연결부(BR2)가 제공된 층보다 위에 제공될 수도 있다. 제1 연결부(BR1)과 제1 감지 전극(TS1)은 컨택홀에 의하여 전기적으로 연결된다.
제1 연결부(BR1)와 제2 연결부(BR2) 사이에는 제2 절연층(IL2)이 제공될 수 있다. 따라서, 제1 연결부(BR1)와 제2 연결부(BR2)는 제2 절연층(IL2)을 사이에 두고 교차할 수 있다. 도 4b 내지 도 4c에는 제2 절연층(IL2)이 전면적으로 형성되는 구조가 개시되어 있으나, 실시예에 따라 제2 절연층(IL2)은 제1 연결부(BR1) 및 제2 연결부(BR2)의 교차부마다 국부적으로 패터닝된 섬(island) 형상일 수도 있다.
제1 연결부(BR1)와 표시부 사이에는 제1 절연층(IL1)이 제공될 수 있다. 다만, 경우에 따라, 제1 절연층(IL1)이 생략되고, 제1 연결부(BR1)는 봉지층상에 바로 형성될 수도 있다.
제1 절연층(IL1)과 제2 절연층(IL2) 중 적어도 하나는 유기 물질을 포함할 수 있다. 유기 물질은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 페릴렌계 수지, 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
아울러, 제1 절연층(IL1)과 제2 절연층(IL2) 중 어느 하나는 무기 물질을 포함할 수 도 있다. 이때 무기물질은 무기막은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 하프늄 옥사이드, 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2) 상에는 도전층이 제공된다. 도전층은 복수 개의 도전 패턴(CL)을 포함한다. 도전 패턴(CL)은 감지 전극(TS1, TS2)의 적어도 일부 영역과 평면상에서 중첩되도록 배치된다. 따라서, 도전 패턴(CL)의 면적 및 형태가 감지 전극(TS1, TS2)의 면적 및 형태와 반드시 일치하는 것은 아니다. 구체적으로, 도 4a에 도시된 것과 같이 도전 패턴(CL)은 감지 전극(TS1, TS2)과 유사한 형태를 갖지만 감지 전극(TS1, TS2)보다 작은 면적을 가질 수도 있다. 이 경우, 감지 전극(TS1, TS2)의 일부 영역은 도전 패턴(CL)과 중첩하지 않는다.
감지 전극(TS1, TS2)이 제1 영역에 제공되고, 감지 전극(TS1, TS2)이 제공되지 않는 영역을 제2 영역이라고 지칭하였을 때, 도전 패턴(CL)은 제1 영역상에만 제공될 수 있다. 따라서, 도전 패턴(CL)은 연결부(BR1, BR2) 또는 연결 라인(SL1, SL2)과 중첩되지 않을 수 있다.
도 4a에 도시된 것과 달리, 감지 전극(TS1, TS2)과 도전 패턴(CL)이 다른 형상을 가질 수도 있다. 예컨대, 감지 전극(TS1, TS2)은 마름모 형태를 갖고, 감지 전극(TS1, TS2)상에 제공된 도전 패턴(CL)은 원형일 수도 있다. 감지 전극(TS1, TS2) 및 도전 패턴(CL)의 형상에는 제한이 없다.
서로 다른 감지 전극(TS1, TS2)상에 제공되는 둘 이상의 도전 패턴(CL)은 서로 이격되어 있다. 이때, 서로 다른 감지 전극이라는 것은 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2), 어느 하나의 제1 감지 전극(TS1)과 다른 제1 감지 전극(TS1), 어느 하나의 제2 감지 전극(TS2)과 다른 제2 감지 전극(TS2) 모두를 포함하는 의미다.
서로 다른 감지 전극(TS1, TS2)상에 제공되는 도전 패턴(CL)간 이격된 거리는 감지 전극(TS1, TS2)간의 거리보다 클 수 있다. 예컨대, 도 4a를 참고하면, 도전 패턴(CL)은 감지 전극(TS1, TS2)보다 작은 넓이를 갖고 도전 패턴(CL)간 거리는 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2) 사이의 거리보다 큰 것을 확인할 수 있다. 아울러, 도 4b를 참고하면, 서로 인접한 두 제1 감지 전극(TS1) 사이의 거리보다 제1 감지 전극(TS1)상에 제공된 도전 패턴(CL)간 거리가 더 큰 것을 확인할 수 있다. 따라서, 도전 패턴(CL)간 거리가 감지 전극간 거리보다 크다는 것은 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2)과 같이 서로 다른 감지 전극에 대한 경우뿐만 아니라, 서로 인접한 동종의 감지 전극에 대한 경우도 포함하는 것이다. 또한, 이때 '거리'라는 것은 두 구성 요소간의 평균 거리를 의미하는 것으로 해석할 수 있다.
도전 패턴(CL)간 거리는 3㎛ 내지 15㎛일 수 있다. 후술하는 바와 같이, 감지 전극상의 도전 패턴(CL)에 의한 간섭 캐패시턴스를 제거하기 위하여 도전 패턴(CL)간 거리는 3㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 도전 패턴(CL)이 사용자에게 시인되는 것을 방지하기 위하여 도전 패턴(CL)간 거리는 15㎛ 이하인 것이 바람직하다.
도전 패턴(CL) 재료로는 도전성 금속 산화물 등이 사용될 수 있다. 도전성 금속 산화물로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide) 등을 들 수 있다.
그러나, 도전 패턴(CL)을 이루는 재료는 이에 한정되는 것은 아니며, 상술한 물성을 만족시킬 수 있는 것이라면 다른 도전성 재료가 사용될 수도 있다.
예컨대, 도전 패턴(CL)은 도전성 고분자를 포함할 수 있다. 도전성 고분자는 폴리티오펜계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리페닐렌계 화합물 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히 도전성 고분자는 폴리티오펜계 중에서도 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate) 화합물을 사용할 수 있다. 도전성 고분자는 습식 코팅으로 용이하게 제조될 수 있다. 선택적으로 도전성 고분자는 롤-투-롤 방식으로 제조될 수도 있다. 도전성 고분자는 가요성이 높기 때문에 벤딩 시 크랙의 가능성이 감소될 수 있다. PEDOT:PSS 화합물의 경우, 상대적으로 낮은 저항과 상대적으로 높은 광투과율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 도전 패턴(CL)은 104 Ω/sq 이하의 표면 저항을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 도전 패턴(CL)은 100옹스트롬 이하의 두께를 가질 수 있다. 도전 패턴(CL)이 100옹스트롬 이하의 두께를 가짐으로써 도전 패턴(CL)에 의한 투과율 저하 및 반사율 증가를 막을 수 있다. 이에 따라, 도전 패턴(CL)이 평면상에서 화소부와 중첩되는 경우에도 화소부에서 출사되는 광의 왜곡 또는 광의 휘도 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 도전 패턴(CL)은 80% 이상의 투명도를 가질 수 있으며, 다른 실시예에서는 90% 이상의 투명도를 가질 수 있다.
도전 패턴(CL)과 감지 전극(TS1, TS2) 사이에는 제3 절연층(IL3)이 제공될 수 있다. 제3 절연층(IL3)에 의해 감지 전극(TS1, TS2)과 도전 패턴(CL)은 절연될 수 있다.
제3 절연층(IL3)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 유기 물질은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 페릴렌계 수지, 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따라 제3 절연층(IL3)은 무기 물질을 포함할 수도 있다. 무기물질은 무기막은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 하프늄 옥사이드, 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
제3 절연층(IL3)은 0.5㎛ 내지 1.5㎛의 두께를 가질 수 있다. 제3 절연층(IL3)이 상기 범위의 두께를 가짐으로써 표시 장치 또는 입력 감지 유닛의 터치 감도가 향상될 수 있다.
도 5a는 도 3의 P1 영역을 확대 도시한 평면도로서, 도 4a와 다른 실시예에 따른 입력 감지 유닛을 나타낸 것이다. 도 5b는 도 5a의 P2 영역을 확대 도시한 평면도이다. 도 5c는 도 5b의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면을 도시한 단면도이다.
또한, 도 6a는 도 3의 P1 영역을 확대 도시한 평면도로서, 도 3 및 도4a와 다른 실시예에 따른 입력 감지 유닛을 나타낸 것이다. 도 6b는 도 6a의 P3 영역을 확대 도시한 평면도이다. 도 6c는 도 6b의 Ⅴ-Ⅴ'선에 따른 단면을 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c에 따르면, 감지 전극(TS1, TS2)의 적어도 일부는 메쉬(Mesh) 형상을 이루는 도전 세선(CFL)을 포함한다. 도전 세선(CFL)은 금속층을 포함할 수 있다. 금속층은 상술한 바와 같이, 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 주석(Sn), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 철(Fe), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 타이타늄(Ti), 비스머스(Bi), 안티몬(Sb), 납(Pb) 등을 포함할 수 있다. 다만, 도전 세선(CFL)의 재질이 금속으로 제한되는 것은 아니며, 도전 세선(CFL) 역시 도전성 고분자를 이용하여 제작할 수 있다.
도전 세선(CFL)은 단층 또는 복층 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 도전 세선(CFL)은 티타늄(Ti)/알루미늄(Al)/티타늄(Ti)의 3층 구조를 가질 수 있다.
도전 세선(CFL)이 저온 공정이 가능한 은, 알루미늄, 구리, 크롬, 니켈, 티타늄 등을 포함하는 경우, 연속 공정으로 표시부상에 입력 감지 유닛(TSP)을 형성할 수 있다. 저온 공정에서는 표시부에 포함된 유기 물질이 변형될 우려가 없기 때문이다.
감지 전극(TS1, TS2)이 메쉬(Mesh) 형상을 이루는 도전 세선(CFL)을 포함하는 경우, 감지 전극(TS1, TS2) 및 이를 포함하는 입력 감지 유닛(TSP)의 가요성(Flexibility)이 향상될 수 있다.
아울러, 감지 전극(TS1, TS2) 내 도전 세선(CFL)이 금속층을 포함하는 경우, 도전 세선(CFL)은 메쉬 형상을 갖기 때문에 사용자에게 시인되지 않는다.
도전 세선(CFL)은 약 2㎛ 내지 약 4㎛의 두께를 가질 수 있으며, 도전 세선(CFL)이 교차하여 형성하는 메쉬홀(CFH)의 한 변은 약 25㎛ 내지 35㎛의 길이를 가질 수 있다. 메쉬홀(CFH) 및 도전 세선(CFL)이 상기 크기를 가짐으로써, 도전 세선(CFL)이 광학적으로 투명하지 않은 금속층을 포함하는 경우에도, 감지 전극(TS1, TS2)은 사용자에게 시인되지 않을 수 있다.
표시부가 복수의 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)를 포함하는 때, 도전 세선(CFL)이 교차하여 형성하는 메쉬홀(CFH)과 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)는 1대1 대응할 수 있다. 이때 1대1 대응이라는 것은 하나의 메쉬홀(CFH)에 대하여 하나의 화소부만 평면상에서 중첩한다는 것을 의미한다. 다만, 메쉬홀(CFH)과 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)의 크기 및 형상에 따라, 하나의 메쉬홀(CFH)은 복수의 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)와 평면상에서 중첩될 수도 있다.
감지 전극(TS1, TS2)이 메쉬 형상의 도전 세선(CFL)을 포함하는 때, 도전 패턴(CL)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
먼저, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 실시예를 참고하면, 도전 패턴(CL)은 복수의 메쉬홀(CFH)을 커버하는 형태로 제공될 수 있다. 이 경우 도전 패턴(CL)은 도전 세선(CFL)과 평면상에서 중첩될 수 있다. 구체적으로, 도 5c를 참고하면, 도전 세선(CFL)은 제1 화소부(PXL1) 및 제2 화소부(PXL2)와 평면상에서 중첩되지 않는 형태로 배치되며, 도전 패턴(CL)은 전면적으로 형성되는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 이때에도 서로 다른 감지 전극(TS1, TS2)상에 배치된 둘 이상의 도전 패턴(CL)은 이격된다.
다음으로, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 실시예를 참고하면, 도전 패턴(CL)은 메쉬 형태의 도전 세선(CFL)이 교차하여 형성하는 메쉬홀(CFH)상에 제공될 수 있다. 특히, 본 실시예에 따르면 하나의 감지 전극(TS1, TS2)상에 복수 개의 도전 패턴(CL)이 제공되며, 각 도전 패턴(CL)은 도전 세선(CFL)_과 평면상에서 중첩되지 않는 형태로 배치된다. 즉, 복수의 도전 패턴(CL)은 평면상에서 도전 세선(CFL)을 사이에 두고 서로 이격된 형태로 배치될 수 있다.
도 6b에 따르면, 메쉬홀(CFH)과 도전 패턴(CL)은 1대1 대응한다. 즉, 하나의 도전 패턴(CL)은 하나의 메쉬홀(CFH)의 경계를 넘지 않도록 배치된다. 또한, 도 6b에 개시된 실시예에 따르면 하나의 메쉬홀(CFH) 내에 하나의 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)이 제공되는 바, 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)와 도전 패턴(CL)도 1대1 대응을 하게 된다. 상술한 바와 같이, 도전 패턴(CL)은 광 투과성이 우수한 바 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)와 평면상에서 중첩하더라도 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)로부터 출사되는 광을 왜곡하거나 휘도 저하를 유발하지 않는다.
제1 전극(EL1) 하부에는 표시부의 구동부(DVP)가 제공된다. 도면에 도시되어 있지 않지만, 구동부(DVP)는 화소부(PXL1, PXL2)를 구동하기 위한 구성 요소를 포함하고 있다. 예를 들어, 구동부(DVP)에는 박막 트랜지스터가 포함될 수 있다. 박막 트랜지스터 액티브 패턴, 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 구동부(DVP)는 기판(SUB)상에 제공되는 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
버퍼층은 기판(SUB)으로부터 금속 원자들이나 불순물들이 확산(예를 들어, 아웃 개싱)되는 현상을 방지할 수 있으며, 액티브 패턴을 형성하기 위한 결정화 공정 동안 열의 전달 속도를 조절하여 실질적으로 균일한 액티브 패턴을 수득하게 할 수 있다. 또한, 버퍼층은 기판(SUB)의 표면이 균일하지 않을 경우, 기판(SUB)의 표면의 평탄도를 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. 기판(SUB)의 유형에 따라 기판(SUB) 상에 두 개 이상의 버퍼층이 제공될 수 있거나 버퍼층이 배치되지 않을 수 있다.
버퍼층상에는 액티브 패턴이 제공된다.
액티브 패턴은 산화물 반도체, 무기물 반도체(예를 들면, 아몰퍼스 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(poly silicon)) 또는 유기물 반도체 등을 포함할 수 있다.
액티브 패턴상에는 게이트 절연막이 배치될 수 있다. 게이트 절연막은 액티브 패턴을 커버한다. 게이트 절연막은 기판상에서 전 체적으로 배치될 수 있다. 게이트 절연막은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 산화물 등 다양한 절연 물질로 형성될 수 있다.
게이트 전극은 게이트 절연막 중에서 하부에 액티브 패턴이 위치하는 부분 상에 배치될 수 있다. 게이트 전극은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등으로 구성될 수 있다.
게이트 전극상에는 층간 절연막이 배치될 수 있다. 층간 절연막은 발광 영역에서 게이트 전극을 커버할 수 있으며, 기판(SUB) 상에서 일 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 층간 절연막은 기판(SUB) 상에서 전체적으로 배치될 수 있다. 층간 절연막은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다.
층간 절연막상에는 소스 전극 및 드레인 전극이 배치될 수 있다. 소스 전극 및 드레인 전극은 게이트 절연막 및 층간 절연막의 일부를 관통하여 액티브 패턴의 일측 및 타측에 각각 접속될 수 있다. 소스 전극 및 드레인 전극은 각기 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다.
소스 전극 및 드레인 전극상에는 패시베이션막이 배치될 수 있다. 패시베이션막은 발광 영역에서 소스 전극 및 드레인 전극을 커버할 수 있으며 기판(SUB) 상에서 일 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 패시베이션막은 기판(SUB) 상에서 전체적으로 배치될 수 있다. 패시베이션막은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다.
제1 전극(EL1)은 패시베이션막상에 배치될수 있다. 제1 전극(EL1)은 패시베이션막의 일부들을 관통하여 드레인 전극에 접속될 수 있다. 제1 전극(EL1)은 높은 일함수를 갖는 애노드일 수 있으며, 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 제1 전극(EL1)의 일부들을 노출시키면서 패시베이션막상에 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 유기 물질 또는 무기 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 화소 정의막(PDL)에 의해 적어도 일부가 노출된 제1 전극(EL1) 상에 발광층(EML)이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 전극(EL1) 상에 발광층(EML)만 형성된 것을 개시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 기능을 하는 유기층, 예를 들어, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등이 더 형성될 수 있다. 또한, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층은 본 실시예에서와 같이 모두 형성될 수도 있으나, 그 중 한 층, 또는 두 층은 생략될 수도 있다. 발광층은 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)의 종류에 따라 다양한 컬러의 광을 출사할 수 있다. 발광층은 예를 들어, 적색, 청색, 및 적색 중 어느 하나의 광을 출사할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 컬러의 광을 출사할 수 있다.
제2 전극(EL2)은 화소 정의막(PDL) 및 발광층(EML) 상에 배치될 수 있다. 제2 전극(EL2)은 화소 정의막(PDL) 및 발광층(EML)을 커버할 수 있으며 기판(SUB) 상에서 일 방향을 따라 연장될 수 있다. 상기 제2 전극(EL2)는 캐소드일 수 있으며 낮은 일함수를 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 제2 전극(EL2)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등으로 구성될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
제1 전극(EL1), 제2 전극(EL2), 및 발광층(EML)을 구비하는 화소부(PXL1, PXL2)에 있어서, 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2)에 각각 전압이 인가됨에 따라 제1 전극(EL1)으로부터 주입된 정공(hole)은 발광층(EML)으로 이동되고, 상기 제2 전극(EL2) 전극으로부터 주입된 전자가 발광층(EML)으로 이동된다. 상기 전자와 상기 정공은 발광층(EML)에서 재결합하여 여기자(exciton)을 생성하며, 상기 여기자가 여기 상태에서 바닥 상태로 떨어지면서 발광하게 된다.
복수의 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)는 서로 다른 파장의 광을 출사할 수 있다. 예컨대, 제1 화소부(PXL1)는 녹색광, 제2 화소부(PXL2)는 청색광, 제3 화소부(PXL3)는 적색광을 출사할 수 있다. 다만, 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)에서 출사되는 광은 상기 열거한 예시 외에도 마젠타색 광, 황색광, 시안색 광, 백색광 등일 수 있다.
화소부(PXL1, PXL2, PXL3)은 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)로부터 출사되는 광의 파장 대역에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 도 5b를 참고하면, 제1 화소부(PXL1)의 크기는 제2 화소부(PXL2) 또는 제3 화소부(PXL3)의 크기보다 작다. 다만, 화소부(PXL1, PXL2, PXL3)의 형태는 도 5b에 도시된 것과 달리 원형, 직사각형, 마름모 등으로 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 입력 감지 유닛(TSP)은 가요성(Flexibility)을 가질 수 있다. 입력 감지 유닛(TSP)은 특히, 감지 전극(TS1, TS2) 및 도전 패턴(CL)이 전도성 고분자를 포함하고, 제1 절연층 내지 제3 절연층(IL1, IL2, IL3)이 절연성 고분자를 포함하는 때, 우수한 가요성을 나타낼 수 있다. 특히, 도전 패턴(CL), 감지 전극(TS1, TS2), 및 절연층(IL1, IL2, IL3)이 모두 고분자 화합물을 포함하는 경우, 동일한 챔버 내에서 연속 증착 공정에 의해 입력 감지 유닛(TSP)을 제작할 수 있다. 이에 따라, 공정 설비를 절약할 수 있으며, 공정 시간 역시 감축할 수 있다.
감지 전극(TS1, TS2)이 도 5a 또는 도 6a에 도시된 것과 같이 메쉬 형상의 도전 세선(CFL)을 포함하는 경우, 감지 전극(TS1, TS2) 및 입력 감지 유닛(TSP)은 가요성을 갖는다. 특히, 메쉬 형상의 도전 세선(CFL)이 연성(ductility)이 큰 금속을 포함하는 경우, 감지 전극(TS1, TS2) 및 입력 감지 유닛(TSP)의 가요성이 향상될 수 있다.
가요성을 갖는 입력 감지 유닛(TSP)은 가요성을 갖는 표시부(PP) 및 기판(SUB)상에 제공될 수 있다. 이에 따라, 표시 장치 전체가 가요성을 가질 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 감지 전극과 도전 패턴을 나타낸 평면도이다.
도 7a 내지 도 7d에서 확인할 수 있듯이, 도전 패턴(CL)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
먼저, 도 7a 내지 도 7c를 참고하면, 하나의 감지 전극(TS)상에는 서로 이격된 복수 개의 도전 패턴(CL)이 제공될 수 있다. 이때 하나의 감지 전극(TS)이라는 것은 수신 전극 또는 구동 전극 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 감지 전극(TS)상에 제공되는 도전 패턴(CL)의 개수에는 특별한 제한은 없다. 아울러, 하나의 감지 전극(TS)상에 복수 개의 도전 패턴(CL)이 제공되는 경우에, 각 도전 패턴(CL)의 크기는 모두 동일하거나 서로 다를 수 있다. 아울러, 각 도전 패턴(CL)의 형상 역시 모두 동일하거나 서로 다를 수 있다. 도전 패턴(CL)의 형상에는 제한이 없으며, 직선의 변을 포함하는 닫친 형태의 다각형, 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원, 타원 등, 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 반원, 반타원 등 다양한 형상일 수 있다.
또한, 도 7d를 참고하면, 도전 패턴(CL)은 메쉬 형상을 가질 수 있다. 메쉬 형상의 도전 패턴(CL)은 도 7d에 도시된 것과 같이 메쉬 형상의 도전 세선(CFL)과 교차하도록 배치될 수 있으나, 실시예에 따라서는 도전 세선(CFL)과 중첩되도록 배치될 수도 있다.
도전 패턴(CL)이 메쉬 형상을 갖는 때, 도전 패턴(CL)은 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 금속으로는 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 알루미늄, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오브, 탄탈, 타이타늄, 비스머스, 안티몬, 납 등을 들 수 있다.
도전 패턴(CL)의 형상이 감지 전극(TS)의 형상에 따라 변하는 것은 아니다. 따라서, 도 7a 내지 도 7d에 개시된 것 외에도 다양한 조합이 가능하다. 예컨대, 도 7d에는 감지 전극(TS) 및 도전 패턴(CL)이 모두 메쉬 형상을 갖는 경우가 개시되어 있으나, 감지 전극(TS)은 판(Plate) 형상을 갖고, 도전 패턴(CL)은 메쉬 형상을 가질 수도 있다. 다만, 이러한 경우에도, 메쉬 형상의 도전 패턴(CL)은 감지 전극(TS)의 경계를 넘어서까지 연장되지 않는다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 감지 유닛을 나타낸 평면도이다.
도 8을 참고하면, 입력 감지 유닛(TSP)에는 복수의 제1 감지 전극(TS1) 및 복수의 제2 감지 전극(TS2)이 제공된다.
복수 개의 제1 감지 전극(TS1)은 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 감지 전극열을 형성한다. 아울러, 제2 감지 전극(TS2) 역시 제1 방향으로 연장되는 제2 감지 전극열을 형성한다. 따라서, 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2)은 각각 제1 방향으로 늘어서는 형태로 배치될 수 있다. 상기 제1 감지 전극열과 상기 제2 감지 전극열은 입력 감지 유닛(TSP) 내에서 교번적으로 배치된다.
도 8을 참고하면, 하나의 제1 감지 전극열에 제1 감지 전극(TS1)은 3개 제공되고, 하나의 제2 감지 전극열에 제2 감지 전극(TS2)은 9개 제공된다. 다만, 상기 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)의 숫자는 예시적인 것에 불과하며, 입력 감지 유닛(TSP)의 크기에 따라 더 많거나 적은 수의 제1, 제2 감지 전극(TS1, TS2)이 제공될 수 있다. 감지 전극열의 개수 역시 도 8에 도시된 것보다 많거나 적을 수 있다.
제2 감지 전극(TS2)의 개수가 제1 감지 전극(TS1)의 개수보다 많기 때문에, 하나의 제1 감지 전극(TS1)은 복수 개의 제2 감지 전극(TS2)과 대응될 수 있다. 이때 대응된다는 것은 하나의 제1 감지 전극(TS1)이 복수 개의 제2 감지 전극(TS2)과 정전 용량을 형성한다는 것을 의미한다.
제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2) 중 어느 하나는 제어부로부터 구동 신호를 인가 받는 구동 전극일 수 있다. 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2) 중 나머지 하나는 사용자의 터치 등의 외부 감지 신호를 제어부로 전송하는 수신 전극일 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 전극(TS1)은 구동 전극일 수 있으며, 제2 가지 전극(TS2)은 수신 전극일 수 있다. 또는 반대로, 제1 감지 전극(TS1)은 수신 전극일 수 있으며, 제2 감지 전극(TS2)은 구동 전극일 수 있다. 제어부는 수신 전극으로부터 수신된 감지 신호를 인식함으로써 터치 여부를 인식한다.
제1 감지 전극(TS1)은 제1 연결 라인(SL1)을 통해 패드부(PAD)와 연결되며, 제2 감지 전극(TS2)은 제2 연결 라인(SL2)을 통해 패드부(PAD)와 연결된다. 특히, 제2 감지 전극(TS2)의 경우, 제2 연결 라인(SL2)을 통해 인접한 다른 제2 감지 전극(TS2)과 연결될 수 있다.
구체적으로, 하나의 제1 감지 전극(TS1)이 i개의 제2 감지 전극(TS2)과 대응되는 때, 어느 하나의 제1 감지 전극과 대응되는 j번째 제2 감지 전극(TS2)은 제1 방향으로 인접하여 배치된 다른 제1 감지 전극(TS1)과 대응되는 |i-j+1|번째 제2 감지 전극(TS2)과 제2 연결 라인(SL2)을 통해 연결된다.
도 8에 개시된 실시예를 참고로 하여 설명하면, 각 제1 감지 전극(TS1)은 3개의 제2 감지 전극(TS2)과 대응된다. 이때, 가장 상단에 위치한 첫 번째 제1 감지 전극(TS1)과 대응되는 제2 감지 전극(TS2) 중 1 번째 제2 감지 전극(TS2)은 두 번째 제1 감지 전극(TS1)과 대응되는 제2 감지 전극(TS2) 중 (3-1+1)번째, 즉 3번째 제2 감지 전극(TS2)과 전기적으로 연결된다.
제2 감지 전극(TS2)이 상술한 구조를 가짐으로써, 제2 감지 전극(TS2)과 패드부(PAD)를 연결하기 위한 제2 연결 라인(SL2)의 수를 대폭 줄일 수 있다. 구체적으로, 도 8에 개시된 실시예를 참고로 설명하면, 3개의 제2 연결 라인(SL2)만으로 9개의 제2 감지 전극(TS2)과 패드부를 연결할 수 있다. 이에 따라, 제2 연결 라인(SL2)이 차지하는 면적이 줄어들고, 동일한 면적에 더 많은 감지 전극을 형성할 수 있다. 감지 전극의 수가 늘어나면 입력 감지 유닛이 감지하는 터치 감도가 향상될 수 있다.
도 8에 개시된 실시예에 있어서, 제1 연결 라인(SL1) 및 제2 연결 라인(SL2)은 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)과 동일 층에 제공될 수 있다.
각각의 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)은 상술한 도 3 내지 도 6c에서와 마찬가지로, 도전성 고분자, 금속 등을 이용하여 형성할 수 있다. 아울러, 이들은 단층 또는 복층 구조를 가질 수 있다. 도 8에 있어서, 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)의 형상, 재질에 관한 사항은 도 3 내지 도 6c에서 서술한 내용과 동일할 수 있다.
아울러, 도 8의 경우에도, 각각의 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)은 메쉬 형상의 도전 세선을 포함할 수 있다.
도 8을 참고하면, 각각의 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2) 상에 도전 패턴(CL)이 배치되는 것을 확인할 수 있다. 제1 감지 전극(TS1)상에 배치된 도전 패턴(CL)과 제2 감지 전극(TS2)상에 배치된 도전 패턴(CL)은 서로 이격되어 있다. 도전 패턴(CL)은 감지 전극(TS1, TS2)의 적어도 일부 영역과 평면상에서 중첩하며, 감지 전극(TS1, TS2)의 경계를 넘도록 배치되지는 않는다.
제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2)의 크기가 다른 경우, 각각의 감지 전극(TS1, TS2)상에 배치된 도전 패턴(CL)의 크기 역시 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 전극(TS1)의 크기가 제2 감지 전극(TS2)의 크기보다 큰 경우, 제1 감지 전극(TS1)상에 배치된 도전 패턴(CL)의 크기는 제2 감지 전극(TS2)상에 배치된 도전 패턴(CL)의 크기보다 클 수 있다. 일반적으로 제1 감지 전극(TS1)의 개수가 제2 감지 전극(TS2)의 개수보다 적어서, 하나의 제1 감지 전극(TS1)이 여러 개의 제2 감지 전극(TS2)과 대응되는 때 제1 감지 전극(TS1)의 크기는 제2 감지 전극(TS2)의 크기보다 클 수 있다. 다만, 도전 패턴(CL)의 크기가 감지 전극의 크기와 반드시 비례하는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 감지 전극(TS1)이 제2 감지 전극(TS2)보다 크더라도, 제1 감지 전극(TS1)상에 배치된 도전 패턴(CL)의 크기와 제2 감지 전극(TS2)상에 배치된 도전 패턴(CL)의 크기가 동일하고, 대신에 제1 감지 전극(TS1)상에 여러 개의 도전 패턴(CL)이 이격된 형태로 배치될 수도 있다.
도 9a 내지 도 9b는 비교예에 따른 표시 장치에 있어서 터치를 감지하는 원리를 개념적으로 나타낸 단면도이다. 도 9c는 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 터치를 감지하는 원리를 개념적으로 나타낸 단면도이다.
또한, 도 10a 내지 도 10b는 도 9a 및 도 9b에 따른 표시 장치에 있어서 터치 감도를 나타낸 그래프이다. 도 10c는 도 9c에 따른 표시 장치에 있어서 터치 감도를 나타낸 그래프이다.
설명의 편의를 위하여, 도 9a 내지 9c에서 제1 감지 전극(TS1), 제2 감지 전극(TS2), 제2 전극(EL2), 및 도전 패턴(CL) 외 다른 구성 요소는 생략하였다.
도 9a에 있어서, 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2) 사이에 형성된 커패시터를 제1 커패시터(C1)라고 하고, 제2 전극(EL2)과 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2) 사이에 형성된 커패시터를 제2 커패시터(C2)라고 한다.
사용자의 터치가 없을 때, 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2) 사이에 제1 정전 용량을 갖는 제1 커패시터(C1)가 형성되고, 제2 전극(EL2)과 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2) 사이에 제2 정전 용량을 갖는 제2 커패시터(C2)가 형성된다.
제2 정전 용량은 제2 전극(EL2)과 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2) 사이의 값으로서, 제2 전극(EL2)의 각 부분에 인가되는 전압 및 저항에 따라 달라진다. 그런데, 표시 장치 제조 시 박형화가 진행되는 최근 추세상 제2 전극(EL2)과 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2) 사이의 간격이 매우 좁게 형성된다. 이에 따라, 제2 전극(EL2)에 전압을 인가하는 전압 인가부의 위치에 따라 제2 전극(EL2)이 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2)에 미치는 영향력이 달라진다. 전압 인가부가 제어부와 동일한 측에서 제공될 때, 제2 전극(EL2)은 전압 인가부로부터 거리가 멀어질수록 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2)에 미치는 영향력이 작아진다. 그 결과, 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2) 사이에 형성된 제1 커패시터(C1)의 제1 정전 용량은 터치 센서부(미도시)로부터 멀어질수록 큰 값을 갖는다. 예컨대, 터치 센서부로부터 상대적으로 가까운 부분의 제1 정전 용량은 작은 값을 가지며, 터치 센서부로부터 상대적으로 먼 부분의 제2 정전 용량은 큰 값을 갖는다.
윈도우(WD)면에 대한 사용자의 터치가 발생하는 경우, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)에 더해, 사용자의 손과 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2)과의 사이에도 정전 용량을 갖는 커패시터가 형성된다. 여기서, 사용자의 터치로 인한 커패시터의 형성으로 인해 제1 커패시터(C1)의 제1 정전 용량이 변한다.
이때, "사용자의 터치"는 사용자의 손가락뿐만 아니라, 다른 기구(예를 들어 스타일러스 펜 등)에 의한 터치를 포함한다.
사용자의 터치로 인한 제1 정전 용량의 변화량을 제1 정전 용량 변화량(ΔC1)이라고 하면, 터치 센서부는 변경된 제1 정전 용량 값을 수신하며, 이를 기초로 ΔC1/C1 값을 도출함으로써 사용자의 터치를 인식한다. 그런데, 터치 센서부로부터 상대적으로 가까운 부분의 제1 정전 용량은 작은 값을 가지며, 터치 센서부로부터 상대적으로 먼 부분의 제2 정전 용량은 큰 값을 가지기 때문에, 터치 센서부에 의해 연산된 ΔC1/C1 값은 터치 센서부로부터 멀어질수록 작은 값을 갖는다. 그 결과, 제1 정전 용량의 변화량을 통해 사용자의 터치 여부를 인지할 때, 터치 센서부로부터 멀어질수록 터치 감도가 떨어진다.
도 9b에 개시된 입력 감지 유닛은 터치 센서부와의 거리에 따라 터치 감도가 달라지는 이러한 문제를 어느 정도 해결한 것이다.
도 9b에 있어서, 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2) 사이에 형성된 커패시터를 제1 커패시터(C1')라고 하고, 제2 전극(EL2)과 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2) 사이에 형성된 커패시터를 제2 커패시터(C2')라고 하고, 도전 패턴(CL)과 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2) 사이에 형성된 커패시터를 제3 커패시터(C3')라고 한다.
사용자의 터치가 없을 때, 제1 감지 전극(TS1)과 제2 감지 전극(TS2) 사이에 제1 정전 용량을 갖는 제1 커패시터(C1')가 형성되고, 제2 전극(EL2)과 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2) 사이에 제2 정전 용량을 갖는 제2 커패시터(C2')가 형성된다. 여기서, 제3 커패시터(C3')는 도전 패턴(CL)과 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2)의 사이에 형성되며, 상기 제3 커패시터(C3')는 상기 제2 전극(EL2)과 상기 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2) 사이의 제2 커패시터(C2')에 잡혀있는 전하들의 적어도 일부를 릴리즈(release)한다. 그 전하들은 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2)과 도전 패턴(CL) 사이에 저장될 수 있으며, 이에 따라, 제2 정전 용량이 감소한다.
사용자의 터치가 발생하는 경우, 사용자의 터치는 도전 패턴(CL) 상에 이루어진다. 제2 커패시터(C2')에서 릴리즈된 전하들은 접지된 사용자의 손가락 등을 통해 외부로 빠질 수 있다. 여기서, 제2 커패시터(C2')의 제2 정전 용량이 감소함에 따라 제2 전극(EL2)이 제1 커패시터(C1')의 제1 정전 용량에 끼치는 영향력이 감소한다. 이에 따라, 전압 인가부가 제어부와 동일한 측에서 제공될 때, 제2 전극(EL2)에서의 위치와 상관 없이 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2)에 미치는 영향력이 비슷해지며, 그 결과, 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2) 사이에 형성된 제1 커패시터의 제1 정전 용량은 터치 센서부(미도시)로부터 멀어져도 큰 차이를 보이지 않는다. 예를 들어, 터치 센서부로부터 상대적으로 가까운 부분의 제1 정전 용량과 터치 센서부로부터 상대적으로 먼 부분의 제1 정전 용량이 유사한 값을 갖는다.
결과적으로, 센서 제어부에서 감지하는 감지 신호 ΔC1'/C1' 값은 위치에 크게 영향을 받지 않으며 상대적으로 균일한 수준으로 유지된다.
그러나, 도 9b와 같이 도전 패턴(CL)이 이격되지 않고 두 감지 전극(TS1, TS2)에 걸쳐 배치되는 경우, 도전 패턴(CL)에 의해 정전 용량 간섭이 발생할 수 있다는 문제가 있다. 구체적으로, 도전 패턴(CL)이 복수 개의 감지 전극(TS1, TS2)상을 커버하도록 전면적으로 배치되는 때, 도전 패턴(CL)과 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2)의 사이에 형성되는 제3 커패시터(C3')의 정전 용량이 지나치게 커질 수 있다.
제3 커패시터(C3')의 정전 용량은 센서 제어부에서 감지하는 감지 신호값에 영향을 미칠 수 있다. 구체적으로 제3 커패시터(C3')의 정전 용량이 증가함에 따라 센서부에서 감지하는 감지 신호 ΔC1'/C1'에서 C1'의 크기가 크게 증가할 수 있다. 이에 따라, 도전 패턴(CL)을 통한 전하 유도에 의한 ΔC1'이 증가하더라도, 감지 신호(ΔC1'/C1')의 크기는 오히려 줄어들 수 있다.
이런 현상은 특히, 도전 패턴(CL)과 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2)간 거리가 가까운 경우에 심화될 수 있다. 후술하는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치에 윈도우가 제공되지 않으며, 도전 패턴(CL)이 윈도우의 기능을 수행할 수 있다. 이 경우, 윈도우가 생략됨에 따라 제1 감지 전극(TS1) 및/또는 제2 감지 전극(TS2)과 도전 패턴(CL) 사이의 거리가 더 짧아지고, 제3 커패시터(C3')의 정전 용량이 더 커질 수 있다.
도 9c에 따른 입력 감지 유닛은 도 9a 및 도 9b에 따른 입력 감지 유닛에서 발생할 수 있는 문제를 해결한 것이다.
구체적으로, 도 9c를 참고하면, 제1 감지 전극(TS1) 및 제2 감지 전극(TS2)상에는 각각 이격된 형태의 제1 도전 패턴(CL1)과 제2 도전 패턴(CL2)이 배치된다.
제1 도전 패턴(CL1)과 제2 도전 패턴(CL2)은 제2 커패시터(C2'')에 잡혀있는 전하들을 릴리즈함으로써, 감지 신호(ΔC1''/C1'')에 대한 제2 전극(EL2)의 영향을 줄인다. 이에 따라, 입력 감지 유닛의 모든 영역에서 균일한 터치 감도를 얻을 수 있다.
아울러, 제1 도전 패턴(CL1)과 제2 도전 패턴(CL2)은 사용자에 의한 터치가 있을 때 상기 전하를 사용자의 손가락 등으로 유도함으로써, 사용자 터치에 의한 제1 커패시터 정전 용량 변화(ΔC1'')를 증대시킨다.
또한, 도 9c에 따르면, 제1 도전 패턴(CL1)과 제2 도전 패턴(CL2)이 이격되어 제공됨으로써, 도전 패턴에 의한 커패시터 간섭의 문제가 없다. 이에 따라, 제1 커패시터 정전 용량(C1'')이 지나치게 커지는 것을 막을 수 있다. 제1 커패시터 정전 용량 변화(ΔC1'')가 증가하고 제1 커패시터 정전 용량(C1'')은 크게 변하지 않음으로써 감지 신호(ΔC1''/C1'')의 크기가 커질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 서로 이격되어 제공되는 도전 패턴(CL1, CL2)을 포함함으로써, 입력 감지 유닛 전 영역에서 고른 터치 감도를 얻을 수 있는 동시에, 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 도 9a 내지 도 9c에 따른 터치 감지 유닛의 터치 감도를 보여주는 그래프이다.
그래프에서 Tx라고 표시된 축은 구동 전극 좌표를 의미하며, Rx라고 표시된 축은 수신 전극 좌표를 의미한다. Tx 및 Rx 축과 수직한 축은 터치 감도(ΔC1/ C1)를 의미한다.
그래프를 참고하면, 도전 패턴(CL)을 포함하지 않는 도 10a의 경우 터치 감도가 가장 작은 것을 확인할 수 있다. 이는 도전 패턴(CL)에 의한 전하 유도 효과가 발생하지 않기 때문이다.
도 10b의 경우, 도전 패턴(CL)을 포함함으로써 전하 유도 효과를 얻을 수 있으나, 도전 패턴(CL)이 복수의 감지 전극(TS1, TS2)에 걸쳐 전면적으로 형성됨에 따라 입력 신호 선별도가 떨어진다. 구체적으로, 도 10b를 참고하면, 사용자에 의한 터치가 있을 때 상대적으로 넓은 좌표에 걸쳐 감지 신호가 검출된다. 이렇게 넓은 좌표에 걸쳐 입력 신호가 검출되는 경우, 정확한 터치 좌표를 산출해내기가 어렵다. 이에 따라, 입력 감지 유닛을 이용하여 정밀한 작업을 수행하는데 한계가 있다.
도 10c의 경우, 이격된 형태의 도전 패턴(CL1, CL2)을 포함함에 따라, 터치 감도 및 입력 신호 선별도가 모두 우수하다. 따라서, 사용자에 의한 터치가 있을 때, 정확한 터치 좌표를 산출해낼 수 있다. 아울러, 이에 따라 입력 감지 유닛을 이용하여 더 정밀한 작업을 수행할 수 있다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 11 내지 도 14을 통하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 내 구성 요소의 적층 관계를 살펴볼 수 있다. 그러나, 도 11 내지 도 14는 예시적인 것에 불과하며, 여기에 개시된 것 외에도 다양한 형태의 변형이 가해질 수 있다.
도 11에 따르면, 기판(SUB), 표시부(DP), 감지 전극(TS), 제3 절연층(IL3), 및 도전 패턴(CL)이 순차적으로 제공된다. 각 구성요소에 관한 사항은 상술한 바와 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도전 패턴(CL)은 표시 장치의 윈도우로 기능할 수 있다. 따라서, 도전 패턴(CL)은 외부 환경으로부터 입력 감지 유닛 또는 표시부(DP)를 보호할 수 있다. 도전 패턴(CL)은 가요성을 가질 수 있는데, 도전 패턴(CL)이 도전성 고분자로 형성되는 경우 통상적으로 유리를 이용하여 제작되는 윈도우에 비하여 가요성이 우수하다. 따라서, 도전 패턴(CL)을 포함하는 본 발명에 따른 표시 장치는 가요성이 필요한 영역에 적용하기 적합하다.
도 12에 따르면, 감지 전극(TS)과 도전 패턴(CL) 사이에 복수의 제3 절연층(IL3a, IL3b)이 제공된다. 복수의 제3 절연층(IL3a, IL3b) 및 감지 전극(TS)의 사이에는 점착층(ADH)이 제공될 수 있다.
제3 절연층(IL3a, IL3b)을 복층 형태로 제공함으로써, 표시 장치의 가요성이 커질 수 있다. 각각의 제3 절연층(IL3a, IL3b)을 구성하는 물질을 상술한 바와 같으나, 복층으로 형성되는 경우, 특히 폴리이미드를 포함할 수 있다. 각각의 제3 절연층(IL3a, IL3b)은 약 50 μm 이하, 또는 약 30 μm 이하의 두께로 제공될 수 있다.
아울러, 복수의 제3 절연층(IL3a, IL3b) 및 감지 전극(TS)의 사이에는 점착층(ADH)이 제공됨에 따라, 점착층(ADH)에 의한 응력 완화 효과를 얻을 수 있다. 점착층(ADH)은 표시 장치가 굽거나 휘어졌을 때 인가되는 압축 응력 또는 인장 응력을 완충하는 기능을 수행함으로써 표시 장치의 가요성을 더 향상시킬 수 있다.
도 13에 따르면, 표시 장치에 있어서 제3 절연층이 생략되고 반사 방지층(ARL)이 제공될 수 있다. 반사 방지층(ARL)은 외부에서 유입된 빛을 상쇄하여 소멸시킴으로써 외광 반사를 억제하는 역할을 한다. 반사 방지층(ARL)은 편광자(Polarizer)로 구현될 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층(ARL)은 입사된 광을 원편광시키는 단일막으로 제공되거나, 1/4 파장 위상 지연층을 포함하는 다중막으로 제공될 수 있다.
반사 방지층(ARL)은 다양한 형태로 제공될 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 반사 방지층(ARL)이 편광자로 제공되는 경우, 연신된 고분자 필름의 형태로 제공될 수 있으며, 또는 와이어 그리드 편광자의 형태로 제공될 수 있다. 반사 방지층(ARL)은 소정의 방향으로 배향된 액정을 포함할 수도 있다.
반사 방지층(ARL)은 복수의 유전체층 및 복수의 금속함유층을 포함할 수 있다. 이때 금속함유층은 반사층으로 기능할 수 있으며, 유전체층은 상쇄 간섭의 조건을 제어할 수 있다. 금속 함유층과 유전체층은 교번적으로 배치될 수 있다. 반사 방지층(ARL)이 제1, 제2 금속 함유층과 제1, 제2 유전체층을 포함하는 경우, 외부로부터 표시 장치로 입사되는 광은 제1 금속 함유층 및 제2 금속 함유층에서 일부 반사된다. 제1 금속 함유층과 제2 금속 함유층 사이에 적층된 제1 유전체층은 제1 금속 함유층에서 반사된 반사광과 제2 금속 함유층에서 반사된 반사광의 위상이 약 180도 차이나도록 위상을 조절한다. 이에 따라, 제 금속 함유층에서 반사된 반사광과 제2 금속 함유층에서 반사된 반사광은 상쇄된다.
반사 방지층(ARL)은 다양한 두께로 제공될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사 방지층(ARL)은 약 150μm 이하, 또는 약 60 μm 이하, 또는 약 40 μm 이하의 두께를 가질 수 있다.
도 14를 참고하면, 반사 방지층은 감지 전극(TS) 하부에 제공된다. 이에 따라, 감지 전극(TS)과 도전 패턴(CL) 사이에는 제3 절연층(IL3)이 제공된다. 아울러, 이때 제3 절연층(IL3)은 입력 감지 유닛의 감지 전극을 제공하기 위한 베이스 필름으로 기능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 다양한 전자 기기에 채용될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치는 텔레비젼, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드(PD), 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), 내비게이션, 스마트 워치와 같은 각종 웨어러블 기기, 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DD: 표시 장치 DA: 표시 영역
NDA: 비표시 영역 TSP: 입력 감지 유닛
DP: 표시부 SUB: 기판
TA: 터치 활성 영역 NTA: 터치 비활성 영역
TS: 감지 전극 SL: 연결 라인
PAD: 패드부 CL: 도전 패턴
BR1, BR2: 제1, 제2 연결부 IL: 절연층
PXL: 화소부 CFL: 도전 세선
CFH: 메쉬홀 EL1: 제1 전극
EL2: 제2 전극 EML: 발광층

Claims (20)

  1. 복수의 정전 용량성 감지 전극들; 및
    상기 복수의 감지 전극들 중 적어도 일부의 상기 감지 전극들 상에 제공된 도전층을 포함하고,
    상기 도전층은 상기 감지 전극들의 적어도 일부 영역과 평면상에서 중첩되도록 배치되고,
    상기 도전층은 서로 이격된 복수 개의 도전 패턴들을 포함하는 입력 감지 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    서로 다른 감지 전극들 상에 배치된 상기 도전 패턴들은 서로 이격되는 입력 감지 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도전 패턴들 간 거리는 상기 감지 전극들 간 거리보다 큰 입력 감지 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전극들이 제공되는 제1 영역, 상기 감지 전극들이 제공되지 않는 제2 영역을 더 포함하고,
    상기 도전 패턴들은 상기 제1 영역 상에만 제공되는 입력 감지 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도전 패턴들은 메쉬(Mesh) 형상을 갖는 입력 감지 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도전 패턴들은 도전성 금속 산화물을 포함하고,
    상기 도전성 금속 산화물은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide) 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 적어도 하나인 입력 감지 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도전 패턴들과 상기 감지 전극들 사이에 제공되는 절연 부재를 더 포함하는 입력 감지 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 감지 전극들은 제1 감지 전극 및 상기 제1 감지 전극과 이격되며 상기 제1 감지 전극과 정전 용량을 형성하는 제2 감지 전극을 포함하고,
    상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극은 각각 복수 개 제공되며,
    서로 인접한 상기 제1 감지 전극들을 연결하는 제1 연결부; 및
    서로 인접한 상기 제2 감지 전극들을 연결하는 제2 연결부를 더 포함하고,
    상기 제1 감지 전극들과 상기 제2 감지 전극들은 동일 층에 제공되며,
    상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부 중 어느 하나는 상기 제1 감지 전극들 및 상기 제2 감지 전극들과 동일 층에 제공되는 입력 감지 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 감지 전극들 상에 제공된 상기 도전 패턴과 상기 제2 감지 전극들 상에 제공된 상기 도전 패턴은 서로 이격된 입력 감지 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전극은 제1 방향으로 배열되는 복수의 제1 감지 전극들을 포함하는 제1 감지 전극열; 및
    상기 제1 방향으로 배열되고 상기 제1 방향으로 연장되는 복수의 제2 감지 전극들을 포함하는 제2 감지 전극열을 포함하고,
    상기 제1 감지 전극열 및 상기 제2 감지 전극열은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 인접하여 배치되고,
    하나의 상기 제1 감지 전극은 복수 개의 상기 제2 감지 전극들에 대응하고,
    서로 인접하는 제1 감지 전극들 중 하나에 대응하는 제2 감지 전극들은 다른 하나에 대응하는 제2 감지 전극들에 각각 전기적으로 연결되며,
    상기 제1 감지 전극상에 제공된 상기 도전 패턴과 상기 제2 감지 전극상에 제공된 상기 도전 패턴은 서로 이격된 입력 감지 유닛.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전극은 메쉬(Mesh) 형상을 이루는 복수의 도전 세선(細線)들을 포함하고,
    상기 도전 패턴은 상기 도전 세선들이 서로 교차하여 형성하는 메쉬홀(Mesh hole) 및 상기 도전 세선 상에 제공되는 입력 감지 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도전 패턴은 메쉬(Mesh) 형상을 갖는 입력 감지 유닛.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전극은 메쉬(Mesh) 형상을 이루는 복수의 도전 세선(細線)들을 포함하고,
    하나의 상기 감지 전극 상에 복수 개의 상기 도전 패턴들이 제공되고,
    복수의 상기 도전 패턴들은 평면상에서 상기 도전 세선을 사이에 두고 서로 이격된 형태로 배치되는 입력 감지 유닛.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 감지 전극들 및 상기 도전층은 도전성 고분자를 포함하고,
    상기 감지 전극들과 상기 도전층 사이에는 절연성 고분자를 포함하는 절연층이 제공되는 것을 특징으로 하는 입력 감지 유닛.
  15. 기판;
    상기 기판상에 제공된 표시부;
    상기 표시부상에 제공된 입력 감지 유닛을 포함하고,
    상기 입력 감지 유닛은
    복수의 정전 용량성 감지 전극들; 및
    상기 복수의 감지 전극들 중 적어도 일부의 감지 전극 상에 제공된 도전층을 갖고,
    상기 도전층은 상기 감지 전극의 적어도 일부 영역과 평면상에서 중첩되도록 배치되고,
    상기 도전층은 서로 이격된 복수 개의 도전 패턴들을 포함하고,
    서로 다른 감지 전극 상에 배치된 상기 도전 패턴들은 서로 이격되는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 표시부는 복수의 화소부들을 갖고,
    상기 감지 전극은 메쉬(Mesh) 형상을 이루는 도전 세선을 포함하고,
    각각의 상기 화소부는 상기 도전 세선이 교차하여 형성하는 메쉬홀(Mesh hole) 내에 제공되는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 도전 패턴들은 서로 이격된 형태로 복수 개 제공되고,
    상기 복수의 도전 패턴들과 상기 복수의 화소부들은 1대1 대응하는 표시 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    각각의 상기 화소부는
    제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 제공된 제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 제공된 발광층을 포함하고,
    상기 제2 전극과 상기 감지 전극 사이에는 적어도 하나의 봉지층이 제공되는 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 입력 감지 유닛은 상기 봉지층 상에 직접 배치되고,
    상기 감지 전극과 상기 봉지층 사이에는 적어도 하나의 절연층이 제공되는 표시 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 봉지층은 복층으로 제공되며,
    복층의 상기 봉지층 중 적어도 한 층은 무기 물질을 포함하는 표시 장치.
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