KR20190048572A - 터치 센서를 가지는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시인성을 개선할 수 있는 터치 센서를 가지는 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 표시 장치에서는 발광 소자를 덮도록 배치된 봉지부 상에 흑화층을 포함하는 다층 구조의 터치 센서가 배치되며, 상기 봉지부에 의해 노출된 상기 기판 상에 배치되며, 부분 투명 도전층을 포함하는 다층 구조의 터치 패드가 배치된다. 이에 따라, 본 발명은 흑화층에 의해 외부광이 반사되는 것을 방지할 수 있어 시인성이 개선되며, 부분 투명 도전층에 의해 터치 패드의 면저항을 감소시킬 수 있어 터치 패드와 구동 집적 회로 간의 접촉 저항을 줄일 수 있다.

Description

터치 센서를 가지는 표시 장치{DISPLAY DEVICE HAVING A TOUCH SENSOR}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 시인성을 개선할 수 있는 터치 센서를 가지는 표시 장치에 관한 것이다.
터치 스크린은 표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 즉, 터치 스크린은 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환하며, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다. 이와 같은 터치 스크린은 키보드 및 마우스와 같이 표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
이와 같은 터치 스크린은 일반적으로 액정 표시 패널 또는 유기 전계 발광 표시 패널과 같은 표시 패널의 전면에 부착된다. 이 경우, 터치 스크린에 포함된 다수의 불투명 전극들이 외부광에 의해 반사되어 사용자에게 인식되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 시인성을 개선할 수 있는 터치 센서를 가지는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 표시 장치에서는 발광 소자를 덮도록 배치된 봉지부 상에 흑화층을 포함하는 다층 구조의 터치 센서가 배치되며, 상기 봉지부에 의해 노출된 상기 기판 상에 배치되며, 부분 투명 도전층을 포함하는 다층 구조의 터치 패드가 배치된다. 이에 따라, 본 발명은 흑화층에 의해 외부광이 반사되는 것을 방지할 수 있어 시인성이 개선되며, 부분 투명 도전층에 의해 터치 패드의 면저항을 감소시킬 수 있어 터치 패드와 구동 집적 회로 간의 접촉 저항을 줄일 수 있다.
본 발명에서는 다층 구조로 이루어진 제1 및 제2 터치 전극과 제2 브릿지 각각의 최상부에 흑화층이 배치된다. 이에 따라, 본 발명은 고가의 저반사 금속을 적용하지 않고도 흑화층에 의해 외부광이 반사되는 것을 방지할 수 있어 시인성이 개선된다. 또한, 본 발명에서는 다층 구조로 이루어진 터치패드의 최상부에 부분 투명 도전층이 배치된다. 이에 따라, 터치 패드의 면저항을 감소시킬 수 있어 터치 패드와 구동 집적 회로 간의 접촉 저항을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 종래 유기 발광 표시 장치는 접착제를 통해 터치 스크린이 유기 발광 표시 장치에 부착되는 반면에 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 봉지부 상에 터치 전극들이 배치됨으로써 별도의 접착 공정이 불필요해져 공정이 단순화되며 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에서 선 "Ⅰ-Ⅰ'"를 따라 절취한 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 라우팅 라인의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이며, 도 4b는 도 3에 도시된 제1 브릿지의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 2 및 도 3에 도시된 제2 터치 전극과 패드 커버 전극을 상세히 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 패드 커버 전극의 투명 도전층 및 흑화층 각각의 면저항을 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 도 7f는 도 3에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치의 브릿지의 다른 형태를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 평면도이며, 도 2는 도 1에서 선"Ⅰ-Ⅰ'"를 따라 절취한 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 터치 기간동안 도 2에 도시된 터치 전극들(152e,154e)을 통해 사용자의 터치에 의한 상호 정전 용량(mutual capacitance)(Cm; 터치 센서)의 변화량 감지하여 터치 유무 및 터치 위치를 센싱한다. 그리고, 도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 발광 소자(120)를 포함하는 단위 화소를 통해 영상을 표시한다. 단위 화소는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소(PXL)로 구성되거나, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브 화소(PXL)로 구성된다.
이를 위해, 도 1에 도시된 유기 발광 표시 장치는 플렉서블 재질 또는 유리 재질의 기판(111) 상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 서브 화소들(PXL)과, 다수의 서브 화소들(PXL) 상에 배치된 봉지부(140)와, 봉지부(140) 상에 배치된 상호 정전 용량(Cm)을 구비한다.
다수의 서브 화소들(PXL) 각각은 화소 구동 회로와, 화소 구동 회로와 접속되는 발광 소자(120)를 구비한다.
화소 구동 회로는 스위칭 트랜지터(T1), 구동 트랜지스터(T2) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 한편, 본 발명에서는 화소 구동 회로가 2개의 트랜지스터(T)와 1개의 커패시터(C)를 구비하는 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이를 한정하는 것은 아니다. 즉, 3개 이상의 트랜지스터(T)와 1개 이상의 커패시터(C)를 구비하는 3T1C구조 또는 3T2C구조의 화소 구동 회로를 이용할 수도 있다.
스위칭 트랜지스터(T1)는 스캔 라인(SL)에 스캔 펄스가 공급되면 턴-온되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호를 스토리지 캐패시터(Cst) 및 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극으로 공급한다.
구동 트랜지스터(T2)는 그 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 공급되는 데이터 신호에 응답하여 고전압(VDD) 공급 라인으로부터 발광 소자(120)로 공급되는 전류를 제어함으로써 발광 소자(120)의 발광량을 조절하게 된다. 그리고, 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴-오프되더라도 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전된 전압에 의해 구동 트랜지스터(T2,130)는 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 일정한 전류를 공급하여 발광 소자(120)가 발광을 유지하게 한다.
이러한 구동 박막트랜지스터(T2,130)는 도 3에 도시된 바와 같이 게이트 전극(132)과, 액티브층(134)과, 소스 및 드레인 전극(136,138)을 구비한다. 게이트 전극(132)은 게이트 절연막(118)을 사이에 두고 액티브층(134)과 중첩된다. 소스 및 드레인 전극(136,138)은 층간 절연막(114) 상에 형성되어 액티브층(134)과 접촉한다. 액티브층(134)은 버퍼층(112) 상에 비정질 반도체 물질, 다결정 반도체 물질 및 산화물 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성된다. 여기서, 버퍼층(112)은 액티브층(134)과 기판(111) 사이에 배치되어 기판(111)으로부터의 불순물이 액티브층(134)으로 유입되는 것을 차단한다. 층간 절연막(114)은 소스 및 드레인 전극(136,138)과, 게이트 전극(132) 사이에 배치되어 이들을 전기적으로 절연한다.
발광 소자(120)는 애노드 전극(122)과, 애노드 전극(122) 상에 형성되는 적어도 하나의 발광 스택(124)과, 발광 스택(124) 위에 형성된 캐소드 전극(126)을 구비한다.
애노드 전극(122)은 보호막(116)을 관통하는 화소 컨택홀을 통해 노출된 구동 박막트랜지스터(130)의 드레인 전극(138)과 전기적으로 접속된다. 여기서, 보호막(116)은 소스 및 드레인 전극(136,138)과, 발광 소자(120) 사이에 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질로 형성된다.
적어도 하나의 발광 스택(124)은 뱅크(128)에 의해 마련된 발광 영역의 애노드 전극(122) 상에 형성된다. 적어도 하나의 발광 스택(124)은 애노드 전극(122) 상에 정공 관련층, 유기 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 적층되어 형성된다. 이외에도 발광 스택(124)은 전하 생성층(Charge Generation Layer; CGL)을 사이에 두고 대향하는 제1 및 제2 발광 스택들을 구비할 수도 있다. 이 경우, 제1 및 제2 발광 스택 중 어느 하나의 유기 발광층은 청색광을 생성하고, 제1 및 제2 발광 스택 중 나머지 하나의 유기 발광층은 노란색-녹색광을 생성함으로써 제1 및 제2 발광 스택을 통해 백색광이 생성된다. 이 발광스택(124)에서 생성된 백색광은 발광 스택(124) 상부 또는 하부에 위치하는 컬러 필터(도시하지 않음)에 입사되므로 컬러 영상을 구현할 수 있다. 이외에도 별도의 컬러 필터 없이 각 발광 스택(124)에서 각 서브 화소에 해당하는 컬러광을 생성하여 컬러 영상을 구현할 수도 있다. 즉, 적색(R) 서브 화소의 발광 스택(124)은 적색광을, 녹색(G) 서브 화소의 발광 스택(124)은 녹색광을, 청색(B) 서브 화소의 발광 스택(124)은 청색광을 생성할 수도 있다.
캐소드 전극(126)은 발광 스택(124)을 사이에 두고 애노드 전극(122)과 대향하도록 형성되며 저전압(VSS) 공급 라인과 접속된다.
봉지부(140)는 외부의 수분이나 산소에 취약한 발광 소자(120)로 외부의 수분이나 산소가 침투되는 것을 차단한다. 이를 위해, 봉지부(140)는 다수의 무기 봉지층들(142,146)과, 다수의 무기 봉지층들(142,146) 사이에 배치되는 유기 봉지층(144)을 구비하며, 무기 봉지층(146)이 최상층에 배치되도록 한다. 이 때, 봉지부(140)는 적어도 2층의 무기 봉지층(142,146)과 적어도 1층의 유기 봉지층(144)을 구비한다. 본 발명에서는 제1 및 제2 무기 봉지층들(142,146) 사이에 유기 봉지층(144)이 배치되는 봉지부(140)의 구조를 예로 들어 설명하기로 한다.
제1 무기 봉지층(142)는 발광 소자(120)와 가장 인접하도록 캐소드 전극(126)이 형성된 기판(111) 상에 형성된다. 이러한 제1 무기 봉지층(142)은 질화실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)과 같은 저온 증착이 가능한 무기 절연 재질로 형성된다. 이에 따라, 제1 무기 봉지층(142)이 저온 분위기에서 증착되므로, 제1 무기 봉지층(142)의 증착 공정시 고온 분위기에 취약한 발광 스택(124)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
유기 봉지층(144)은 유기 발광 표시 장치의 휘어짐에 따른 각 층들 간의 응력을 완화시키는 완충역할을 하며, 평탄화 성능을 강화한다. 이 유기 봉지층(144)은 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 또는 실리콘옥시카본(SiOC)과 같은 유기 절연 재질로 형성된다.
제 2 무기 봉지층(146)은 유기 봉지층(144)의 상부면 및 측면과, 유기 봉지층(144)에 의해 노출된 제1 무기 봉지층(142)의 상부면을 덮도록 형성된다. 이에 따라, 제2 무기 봉지층(146)은 외부의 수분이나 산소가 제1 무기 봉지층(142) 및 유기 봉지층(144)으로 침투하는 것을 최소화하거나 차단한다. 이러한 제2 무기 봉지층(146)은 질화실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)과 같은 무기 절연 재질로 형성된다.
이러한 봉지부(140) 상에는 터치 버퍼막(148)이 배치된다. 이 터치 버퍼막(166)은 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 발광 소자(120)에 사이에 형성되어 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 캐소드 전극(126) 사이의 이격 거리가 최소 5㎛를 유지하도록 한다. 이에 따라, 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 캐소드 전극(126) 사이에 형성되는 기생커패시터의 용량값을 최소화할 수 있어 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 캐소드 전극(126) 간의 커플링(coupling)에 의한 상호 영향을 방지할 수 있다. 한편, 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 캐소드 전극(126) 사이의 이격 거리가 5㎛미만인 경우, 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 캐소드 전극(126) 간의 커플링(coupling)에 의한 상호 영향으로 터치 성능이 저하된다.
또한, 터치 버퍼막(148)은 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152)의 제조 공정시 이용되는 약액(현상액 또는 식각액 등등) 또는 외부로부터의 수분 등이 유기 발광층으로 침투되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 터치 버퍼막(148)은 약액 또는 수분에 취약한 유기 발광층의 손상을 방지할 수 있다.
터치 버퍼막(148)은 고온에 취약한 유기 발광층의 손상을 방지하기 위해 100도(℃) 이하의 저온에서 형성 가능하고 1~3의 저유전율을 가지는 유기 또는 무기 절연 재질로 형성된다. 예를 들어, 터치 버퍼막(148)은 아크릴 계열, 에폭시 계열 또는 실록산(Siloxan) 계열의 재질로 형성된다. 유기 절연 재질로 형성되는 터치 버퍼막(148)은 유기 발광 표시 장치의 휘어짐에 따른 봉지부(140) 내의 각 봉지층(142,144,146)의 손상 및 터치 버퍼막(148) 상에 형성되는 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152)의 깨짐 현상을 방지할 수 있다.
터치 버퍼막(148) 상에는 터치 절연막(156)을 사이에 두고 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152)이 교차되게 배치된다. 이 터치 센싱 라인(154)과 터치 구동 라인(152)의 교차부에는 상호 정전 용량(mutual capacitance)(Cm)이 형성된다. 이에 따라, 상호 정전 용량(Cm)은 터치 구동 라인(152)에 공급되는 터치 구동 펄스에 의해 전하를 충전하고, 충전된 전하를 터치 센싱 라인(154)으로 방전함으로써 터치 센서의 역할을 하게 된다.
터치 구동 라인(152)은 다수의 제1 터치 전극들(152e)과, 다수의 제1 터치 전극들(152e) 사이를 전기적으로 연결하는 제1 브릿지들(152b)을 구비한다.
다수의 제1 터치 전극들(152e)은 터치 절연막(156) 상에서 제1 방향인 X 방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다. 이러한 다수의 제1 터치 전극들(152e) 각각은 제1 브릿지(152b)를 통해 인접한 제1 터치 전극(152e)과 전기적으로 연결된다.
제1 브릿지(152b)는 터치 버퍼막(148)상에 형성되며 터치 절연막 (156)을 관통하는 터치 컨택홀(150)을 통해 노출되어 제1 터치 전극(152e)과 전기적으로 접속된다. 이 제1 브릿지(152b)는 뱅크(128)와 중첩되도록 배치되므로 제1 브릿지(152b)에 의해 개구율이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
터치 센싱 라인(154)은 다수의 제2 터치 전극들(154e)과, 다수의 제2 터치 전극들(154e) 사이를 전기적으로 연결하는 제2 브릿지들(154b)을 구비한다.
다수의 제2 터치 전극들(154e)은 터치 절연막(156) 상에서 제2 방향인 Y방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다. 이러한 다수의 제2 터치 전극들(154e) 각각은 제2 브릿지(154b)를 통해 인접한 제2 터치 전극(154e)과 전기적으로 연결된다.
제2 브릿지(154b)는 제2 터치 전극(154e)과 동일 평면인 터치 절연막(156) 상에 배치되어 별도의 컨택홀 없이 제2 터치 전극(154e)과 전기적으로 접속된다. 이 제2 브릿지(154b)는 뱅크(128)와 중첩되도록 배치되므로 제2 브릿지(154b)에 의해 개구율이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 본 발명에서는 제2 브릿지(154b)가 컨택홀없이 제2 터치 전극(154e)과 접속되는 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 제2 브릿지(154b)가 터치 컨택홀(150)을 통해 제2 터치 전극(154e)과 접속되고, 제1 브릿지(152b)가 컨택홀없이 제1 터치 전극(152e)과 접속될 수도 있다. 이 경우, 제2 브릿지(154b)는 봉지부(140) 또는 터치 버퍼막(148) 상에 배치되고, 제1 브릿지(152b)는 터치 절연막(156) 상에 배치된다.
이러한 터치 전극(152e,154e) 및 브릿지(152b,154b) 각각을 구비하는 터치 구동 라인(152) 및 터치 센싱 라인(154) 각각은 비액티브(베젤) 영역에 배치되는 라우팅 라인(160) 및 터치 패드(170)를 통해 터치 구동부(도시하지 않음)와 연결된다.
라우팅 라인(160)은 터치 구동부에서 생성된 터치 구동 펄스를 터치 패드(170)를 통해 터치 구동 라인(152)에 전송하고, 터치 센싱 라인(154)으로부터의 터치 신호를 터치 패드(170)에 전송한다.
라우팅 라인(160)은 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e) 각각과 터치 패드(170) 사이에서 이들(152e,154e,170)과 접속되도록 배치된다. 제1 터치 전극(152e)과 접속된 라우팅 라인(160)은 도 2에 도시된 바와 같이 액티브 영역의 좌측 및 우측 중 적어도 어느 한 측으로 신장되어 터치 패드(170)와 접속된다. 제2 터치 전극(154e)과 접속된 라우팅 라인(160)은 액티브 영역의 상측 및 하측 중 적어도 어느 한 측으로 신장되어 터치 패드(170)와 접속된다. 한편, 라우팅 라인(160)의 배치는 도 2의 구조에 한정되지 않고, 표시 장치의 설계사항에 따라 다양하게 변경 가능하다.
라우팅 라인(160)은 도 3에 도시된 바와 같이 터치 버퍼막(148) 또는 봉지부(140)의 측면과 접촉하면서 봉지부(140)의 측면을 덮도록 형성된다. 이러한 라우팅 라인(160)은 도 3에 도시된 바와 같이 다층 구조로 형성되거나, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 단층 구조로 형성된다.
도 3에 도시된 다층 구조의 라우팅 라인(160)은 예를 들어, 제1 브릿지(152b)와 동일 재질 또는 다른 재질로 이루어진 제1 라우팅 라인(162)과, 제2 브릿지(154b)와 동일 재질로 이루어진 제2 라우팅 라인(164)을 구비한다. 제2 라우팅 라인(164)은 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)으로부터 신장되어 형성되며, 터치 절연막(156)을 관통하는 라우팅 컨택홀(166)을 통해 노출된 제1 라우팅 라인(162)과 접속된다. 이 경우, 라우팅 라인(160)이 다층 구조로 형성되므로, 라우팅 라인(160)의 자체 저항을 줄일 수 있다. 또한, 제1 및 제2 라우팅 라인(162,164) 중 어느 하나의 라우팅 라인에 단선이 발생되더라도, 나머지 라우팅 라인을 통해 터치 구동 펄스 및 터치 신호 각각을 전송할 수 있어 신뢰성이 향상된다.
도 4a에 도시된 라우팅 라인(160)은 제1 브릿지(152b)와 동일 재질로 봉지부(140) 상부에 배치되며, 도 4b에 도시된 라우팅 라인(160)은 제1 브릿지(152b)와 다른 재질로 봉지부(140) 상에 배치된다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 라우팅 라인(160) 및 제1 브릿지(152b)와, 도 4b에 도시된 라우팅 라인(160)은 전도성이 좋은 Ti, Al, Mo, MoTi, Cu, 및 Ta 중 적어도 하나를 이용하여 단층 또는 복층 구조로 형성된다. 그리고, 도 4b에 도시된 제1 브릿지(152b)는 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)와 같은 투명 도전층으로 형성된다. 이러한 라우팅 라인(160)은 터치 절연막(156)을 관통하는 라우팅 컨택홀(166)을 통해 노출되어 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e) 각각과 접속된다.
터치 패드(170)는 외부로 노출되도록 형성됨으로써 터치 구동부(도시하지 않음)가 실장된 신호 전송 필름과 접속된다. 이 터치 패드(170)는 데이터 라인(DL), 스캔 라인(SL), 저전압(VSS) 공급 라인 및 고전압(VDD) 공급 라인 중 적어도 어느 하나와 접속된 표시 패드(도시하지 않음)와 함께 기판(111)의 일측 및 타측 영역 중 적어도 어느 한 영역에 배치되는 비액티브 영역에 배치되거나, 터치 패드(170) 및 표시 패드가 서로 다른 비액티브 영역에 배치될 수 있다. 한편, 터치 패드(170)는 도 2의 구조에 한정되지 않고, 표시 장치의 설계사항에 따라 다양하게 변경 가능하다.
이 터치 패드(170)는 봉지부(140)에 의해 노출된 기판(111) 상부에 배치된다. 즉, 터치 패드(170)는 기판(111)과 봉지부(140) 사이에 배치되는 버퍼층(104), 층간 절연막(114), 보호막(116) 중 적어도 어느 하나의 절연막 또는 터치 버퍼막(148) 상에 배치된다. 이러한 터치 패드(170)는 터치 패드 전극(172)과, 그 터치 패드 전극(172) 상부에 배치되는 패드 커버 전극(174)을 구비한다.
터치 패드 전극(172)은 제1 라우팅 라인(162)과 동일 재질을 이용하여 제1 라우팅 라인(162)과 동일 마스크 공정으로 형성된다. 이 터치 패드 전극(172)은 터치 버퍼막(148) 또는 보호막(116) 상에서 제1 라우팅 라인(162)으로부터 신장되므로 제1 라우팅 라인(160)과 직접 접속된다.
패드 커버 전극(174)은 터치 전극(152e,154e)과 동일 재질을 이용하여 터치 전극(152e,154e)과 동일 마스크 공정으로 형성된다. 이 패드 커버 전극(174)은 터치 절연막(156)을 관통하는 패드 컨택홀(176)을 통해 노출된 터치 패드 전극(172)과 전기적으로 접속된다.
이와 같은, 본 발명의 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과, 제2 브릿지(154b) 및 제2 라우팅 라인(164)각각은 불투명 도전층(161)과, 흑화층(163)으로 이루어진다.
불투명 도전층(161)으로는 내식성 및 내산성이 강하고 흑화층(163) 보다 전도성이 좋은 Ti, Al, Mo, MoTi, Cu, 및 Ta 중 적어도 하나를 이용하여 단층 또는 복층 구조로 형성된다. 예를 들어, 불투명 도전층(161)은 Al/Ti, Cu/MoTi 또는 Al/Mo와 같이 적층된 2층 구조로 형성된다.
불투명 도전층(161)은 흑화층(163) 하부에서 흑화층(163)과 직접 접촉한다. 이러한 불투명 도전층(161)에 의해 흑화층(163) 자체의 저항이 감소되므로, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과, 제2 브릿지(154b)의 도전성을 확보할 수 있어, 터치 감도를 유지할 수 있다.
흑화층(163)은 불투명 도전층(161)의 상부면 전체를 덮도록 불투명도전층(161) 상에서 불투명 도전층(161)과 동일 선폭으로 형성된다. 이 흑화층(163)은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)와 같은 투명 도전층이 흑화처리됨으로써 형성된다. 이러한 흑화층(163)은 흡광성을 가지므로, 불투명 도전층(161)보다 낮은 반사율과 투명 도전층보다 낮은 투과율을 가지게 된다. 이 경우, 흑화층(163)은 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과, 제2 브릿지(154b) 각각의 불투명 도전층(161)으로 입사되는 외부광과, 불투명 도전층(161)에서 반사되는 반사광의 양을 감소시킨다. 이에 따라, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과, 제2 브릿지(154b) 및 제2 라우팅 라인(164)의 불투명 도전층(161)에 의한 반사율을 낮출 수 있으므로, 외부광에 의해 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과, 제2 브릿지(154b) 및 제2 라우팅 라인(164)이 시인되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 흑화층(163)은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 요철 형태의 표면을 가지게 된다. 이러한 요철 형태의 흑화층(163)에 의해, 외부광이 산란되므로, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과, 제2 브릿지(154b)가 흐릿하게 인식되므로, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과, 제2 브릿지(154b)가 시용자에게 인식되는 것을 최소화할 수 있다.
그리고, 본 발명의 패드 커버 전극(174)은 불투명 도전층(161)과, 그 불투명 도전층(161) 상에 배치되는 부분 투명 도전층(165)으로 이루어진다.
패드 커버 전극(174)의 불투명 도전층(161)은 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과, 제2 브릿지(154b) 각각의 불투명 도전층과 동일 재질로 이루어진다.
부분 투명 도전층(165)은 불투명 도전층(161) 상에 배치되는 투명 도전층(171) 및 흑화층(163)으로 이루어진다.
흑화층(163)은 투명 도전층(171)과 동일 평면인 불투명 도전층(161) 상에 배치된다. 이러한 흑화층(163)은 투명 도전층(171)을 감싸도록 불투명 도전층(161)의 가장 자리 영역 상에 배치된다.
투명 도전층(171)은 불투명 도전층보다 작은 면적으로, 불투명 도전층(161) 상에 배치된다. 이러한 투명 도전층(171)은 도 6에 도시된 바와 같이 흑화층(163)보다 면저항이 낮은 ITO, IZO, 또는 IGZO 등과 같은 인듐과 산소를 포함하는 재질로 형성된다. 이 투명 도전층(171)은 흑화층(163)보다 면적이 넓게 형성되므로, 투명 도전층(171)에 의해 흑화층(163) 자체 저항이 감소되므로 패드 커버 전극(174)의 도전성을 확보할 수 있다.
이와 같이, 패드 커버 전극(170)은 내산성 및 내식성이 강한 투명 도전층(171)을 포함하는 부분 투명 도전층(165)이 최상부에 배치된다. 이러한 부분 투명 도전층(165)은 구동 집적 회로와 접촉하게 된다. 구동 집적 회로와 부분 투명 도전층(165) 접촉시, 흑화층(163)보다 면저항이 낮은 투명 도전층(171)에 의해 접촉 저항이 증가되는 것을 방지할 수 있다.
도 7a 내지 도 7f는 도 3에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
먼저, 스위칭 트랜지스터(T1), 구동 트랜지스터(T2,130), 발광 소자(120), 봉지부(140) 및 터치 버퍼층(148)이 형성된 기판(111) 상에 증착 공정을 통해 도전층이 전면 증착된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정과 식각 공정에 의해 도전층이 패터닝됨으로써 도 7a에 도시된 바와 같이 제1 브릿지(152b), 제1 라우팅 라인(162) 및 터치 패드 전극(172)이 형성된다.
제1 브릿지(152b), 제1 라우팅 라인(162) 및 터치 패드 전극(172)이 형성된 기판(111) 상에 무기 절연 물질 및 유기 절연 물질 중 적어도 어느 하나가 증착됨으로써 도 7b에 도시된 바와 같이 터치 절연막(156)이 형성된다. 여기서, 터치 절연막(156)으로는 SiNx, SiON, 또는 SiOx와 같은 무기막, 또는 아크릴 계열, 에폭시 계열, Parylene-C, Parylene-N, Parylene-F 또는 실록산 계열의 유기막이 이용된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 터치 절연막(156)이 패터닝됨으로써 터치 컨택홀(150), 라우팅 컨택홀(166) 및 패드 컨택홀(176)이 형성된다.
그런 다음, 터치 컨택홀(150), 라우팅 컨택홀(166) 및 패드 컨택홀(176)을 가지는 터치 절연막(156) 상에 도 7c에 도시된 바와 같이 불투명 도전층(161) 및 투명 도전층(171)이 순차적으로 증착된다. 여기서, 투명 도전층(171)은 ITO, IZO, 또는 IGZO 등과 같은 인듐과 산소를 포함하는 재질을 이용하며, 불투명 도전층(161)은 Al, Ti, Cu, Mo와 같은 내식성 및 내산성이 강하고 전도성이 좋은 도전층을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성된다.
그런 다음, 도 7d에 도시된 바와 같이 투명 도전층(171) 상에 포토리소그래피 공정을 통해 다단 구조를 가지는 포토레지스트 패턴(180)이 형성된다. 다단 구조의 포토레지스트 패턴(180)은 패드 커버 전극(174)이 형성될 영역에서 제2 두께로 형성되고, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제2 브릿지(154b) 및 제2 라우팅 라인(164)이 형성될 영역에서 제2 두께보다 얇은 제1 두께로 형성되고, 나머지 영역에서 형성되지 않는다.
이러한 다단 구조의 포토레지스트 패턴(180)을 마스크 이용한 식각 공정을 통해 불투명 도전층(161) 및 투명 도전층(171)이 패터닝됨으로써 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제2 브릿지(154b), 제2 라우팅 라인(164) 및 패드 커버 전극(174)이 형성된다.
그런 다음, 다단 구조의 포토레지스트 패턴(180)을 에싱(ashing)함으로써 도 7e에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴 (180)의 전체 두께가 얇아져 제1 두께의 포토레지스트 패턴 (180)은 제거된다. 이에 따라, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제2 브릿지(152b), 제2 라우팅 라인(164)의 투명 도전층(171)의 상부면 전체가 노출되고, 패드 커버 전극(174)의 투명 도전층(171)의 상부면의 가장 자리가 노출된다. 그런 다음, 에싱된 다단 구조의 포토레지스트 패턴 (180)을 마스크로 이용하여 노출된 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제2 브릿지(152b) 및 제2 라우팅 라인(164) 각각의 투명 도전층(171) 전면과, 패드 커버 전극(174)의 투명 도전층(171)의 일부면을 흑화처리함으로써 흑화층(163)이 형성된다.
구체적으로, 노출된 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제2 브릿지(152b), 제2 라우팅 라인(160)과 패드 커버 전극(174)의 투명 도전층(171)을 수소(H2) 플라즈마 처리한다. 이 경우, 투명 도전층(171)에 포함된 O-기와, 수소(H2)의 H-라디칼이 반응함으로써 투명 도전층(171)에 포함된 O-성분이 빠져 나가는 환원 반응이 일어난다. 이에 따라, 투명 도전층(171)에 포함된 산소의 농도가 낮아져 투명 도전층(171)의 결정성이 깨지면서 투과율이 저하되므로 투명 도전층(171)은 흑화되어 흑화층(163)으로 형성된다. 이러한 흑화처리시, 흑화층(163) 표면에 인듐(indium)이 석출되어 흑화층(163)의 표면 형상(morphology)이 커지므로, 흑화층(163)의 표면은 요철 형태로 형성된다.
이에 따라, 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e), 제2 브릿지(152b), 제2 라우팅 라인(160)의 불투명 도전층(161) 상에는 불투명 도전층(161)의 상부면 전체를 덮는 흑화층(163)이 형성된다. 그리고, 패드 커버 전극(174)의 불투명 도전층(161) 상에는 투명 도전층(171)과, 그 투명 도전층(171)을 감싸는 흑화층(163)이 형성된다.
그런 다음, 스트립 공정을 통해 기판 상에 잔존하는 감광막(180)은 도 7f에 도시된 바와 같이 제거된다.
이와 같이, 본 발명은 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과 제2 브릿지(154b)의 최상층에 흑화층(163)이 배치된다. 이에 따라, 본 발명은 고가의 저반사 금속을 적용하지 않고도 흑화층(163)에 의해 외부광이 반사되는 것을 방지할 수 있어 시인성이 개선된다. 또한, 터치패드(170)의 최상층에 부분 투명 도전층(165)이 배치된다. 이에 따라, 터치 패드(170)의 면저항을 감소시킬 수 있어 터치 패드(170)와 구동 집적 회로 간의 접촉 저항을 줄일 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 8에 도시된 유기 발광 표시 장치는 도 3에 도시된 유기 발광 표시 장치와 대비하여 봉지부(140) 및 터치 전극(152e,154e) 사이에 배치되는 컬러 필터(192)를 더 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
컬러 필터(192)는 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 발광 소자(120)에 사이에 형성된다. 이 컬러 필터(192)에 의해 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 발광 소자(120) 사이의 이격 거리가 멀어진다. 이에 따라, 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 발광 소자(120) 사이에 형성되는 기생커패시터의 용량값을 최소화할 수 있어 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 발광 소자(120) 간의 커플링(coupling)에 의한 상호 영향을 방지할 수 있다. 또한, 컬러 필터(192)는 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152)의 제조 공정시 이용되는 약액(현상액 또는 식각액 등등) 또는 외부로부터의 수분 등이 발광 스택(124)으로 침투되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 컬러 필터(192)는 약액 또는 수분에 취약한 발광 스택(124)의 손상을 방지할 수 있다. 한편, 도 8에 도시된 바와 같이 컬러 필터(192) 상부에 터치 전극(152e,154e)이 배치되는 것을 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 터치 전극(152e,154e) 상부에 컬러 필터(192)가 배치될 수도 있다. 이 경우, 터치 전극(152e,154e)은 컬러 필터(192)와 봉지부(140) 사이에 배치된다.
이러한 컬러 필터들(192) 사이에는 블랙매트릭스(194)가 배치된다. 블랙 매트릭스(194)는 각 서브 화소 영역을 구분함과 아울러 인접한 서브 화소 영역 간의 광간섭 및 빛샘을 방지하는 역할을 하게 된다. 이러한 블랙매트릭스(194)는 고저항의 블랙 절연 재질로 형성되거나, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러 필터(192) 중 적어도 2색의 컬러 필터가 적층되어 형성된다. 또한, 컬러 필터(192) 및 블랙매트릭스(194)가 형성된 기판(111) 상에 터치 평탄화막(196)이 형성된다. 이 평탄화막(196)에 의해 컬러 필터(192) 및 블랙매트릭스(194)가 형성된 기판(111)이 평탄화된다.
한편, 본 발명의 제1 및 제2 브릿지(152b,154b) 중 적어도 어느 하나는 도 9에 도시된 바와 같이 다수의 슬릿(153)을 구비할 수도 있다. 다수의 슬릿(153)을 구비하는 도 9에 도시된 제1 브릿지(152b)는 슬릿(153)을 구비하지 않는 도 3에 도시된 제1 브릿지(152b)에 비해 면적이 줄일 수 있다. 이에 따라, 제1 브릿지(152b)에 의한 외부광 반사를 줄일 수 있어 시인성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 제1 및 제2 터치 전극(152e,154e)과, 제1 브릿지(152b)가 불투명 도전층(161)과 흑화층(163)으로 이루어진 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 흑화층(163)보다 작은 면적으로 불투명 도전층(161)이 메쉬 형태로 형성되거나, 흑화층(163) 및 불투명 도전층(161)이 메쉬 형태로 형성될 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
110 : 반사 방지막 120 : 발광 소자
130 : 트랜지스터 140 : 봉지부
152 : 터치 구동 라인 154 : 터치 센싱 라인
160 : 라우팅 라인 156 : 터치 절연막
163 : 흑화층 162 : 부분 투명 도전층
170 : 터치 패드 180 : 표시 패드

Claims (9)

  1. 기판 상에 배치되는 발광 소자와;
    상기 발광 소자 상에 배치되는 봉지부와;
    상기 봉지부 상에 배치되며, 흑화층을 포함하는 다층 구조의 터치 센서와;
    상기 봉지부에 의해 노출된 상기 기판 상에 배치되며, 부분 투명 도전층을 포함하는 다층 구조의 터치 패드를 구비하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흑화층은 상기 터치 센서의 최상부에 배치되며, 상기 부분 투명 도전층은 상기 터치 패드의 최상부에 배치되는 표시 장치.
  3. 제1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 봉지부 상에 서로 교차하도록 배치되는 터치 센싱 라인 및 터치 구동 라인을 구비하며,
    상기 터치 구동 라인 및 터치 센싱 라인 중 어느 하나는
    상기 봉지부 상에 제1 방향을 따라 배열되는 제1 터치 전극들과;
    상기 제1 터치 전극들을 서로 연결하는 제1 브릿지를 구비하며,
    상기 터치 구동 라인 및 터치 센싱 라인 중 나머지 하나는
    상기 제1 방향과 교차하는 상기 제2 방향을 따라 배열되는 제2 터치 전극들과;
    상기 제1 브릿지와 터치 절연막을 사이에 두고 교차하며, 상기 제2 터치 전극들을 서로 연결하는 제2 브릿지를 구비하며,
    상기 제1 및 제2 터치 전극과 상기 제2 브릿지는
    상기 터치 절연막 상에 배치되는 적어도 한 층의 불투명 도전층과;
    상기 불투명 도전층과 동일 선폭으로 상기 불투명 도전층 상에 배치되는 상기 흑화층을 포함하는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 터치 패드는
    상기 봉지부에 의해 노출된 상기 기판 상부에 배치되는 터치 패드 전극과;
    상기 터치 패드 전극 상부에 배치되며, 상기 터치 패드 전극과 접속되는 패드 커버 전극을 구비하며,
    상기 패드 커버 전극은
    상기 적어도 한 층의 불투명 도전층과;
    상기 불투명 도전층 상에 배치되며, 투명 도전층 및 상기 흑화층을 포함하는 상기 부분 투명 도전층을 구비하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 패드 커버 전극의 투명 도전층은 상기 불투명 도전층 상에서 상기 불투명 도전층보다 작은 면적을 가지며,
    상기 패드 커버 전극의 상기 흑화층은 상기 불투명 도전층 상에서 상기 투명 도전층을 감싸도록 배치되는 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치 패드와 상기 터치 센서를 전기적으로 연결하며, 상기 봉지부의 측면을 덮도록 배치되는 라우팅 라인을 구비하며,
    상기 라우팅 라인은
    상기 터치 절연막 상에 배치되는 적어도 한 층의 불투명 도전층과;
    상기 불투명 도전층과 동일 선폭으로 상기 불투명 도전층 상에 배치되는 상기 흑화층을 포함하는 표시 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 브릿지 중 적어도 어느 하나는 적어도 하나의 슬릿을 구비하는 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지부와 상기 터치 센서 사이에 배치되는 컬러 필터를 추가로 구비하는 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센서 상에 배치되는 컬러 필터를 더 구비하며,
    상기 터치 센서는 상기 컬러 필터와 상기 봉지부 사이에 배치되는 표시 장치.
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