KR20200042069A - 터치스크린 및 그를 구비하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 터치스크린 및 그를 구비하는 표시장치에 관한 것으로, 터치스크린은 감지영역 및 주변영역을 포함하는 절연기판, 상기 절연기판의 상기 감지영역에 배치된 복수의 감지전극, 상기 절연기판의 상기 주변영역에 배치되며 상기 복수의 감지전극과 전기적으로 연결된 복수의 금속배선, 상기 절연기판의 상기 주변영역에 배치되며 상기 복수의 금속배선에 전기적으로 연결된 복수의 패드, 상기 복수의 금속배선을 포함하는 상기 주변영역 상에 배치된 제1 보호층, 상기 제1 보호층 상에 상기 복수의 금속배선과 중첩되지 않도록 배치된 검사용 배선, 및 상기 검사용 배선 및 상기 제1 보호층 상에 배치된 제2 보호층을 포함한다.

Description

터치스크린 및 그를 구비하는 표시장치 {TOUCH SCREEN AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명의 실시예는 터치스크린 및 그를 구비하는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조과정에서 불량을 조기에 검출할 수 있는 터치스크린 및 그를 구비하는 표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD)나 유기전계발광 표시장치(OLED)와 같은 평판표시장치는 두께가 얇고 무게가 가볍기 때문에 사용 범위가 확대되고 있다.
최근 들어, 사용자의 요구에 맞춰 터치스크린을 구비하는 평판표시장치가 도입되고 있다.
터치스크린을 구비하는 평판표시장치는 구조 및 기능이 복잡하고 가격이 비싸기 때문에 제조과정에서 불량을 감소시키거나 불량을 조기에 검출하여 조치하는 것이 중요하다.
본 발명의 실시예의 목적은 제조과정에서 불량을 조기에 검출할 수 있는 터치스크린 및 그를 구비하는 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예의 다른 목적은 별도의 마스크나 공정 단계를 추가하지 않고도 불량 검출부를 용이하게 구현할 수 있도록 한 터치스크린 및 그를 구비하는 표시장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 터치스크린은 감지영역 및 주변영역을 포함하는 절연기판, 상기 절연기판의 상기 감지영역에 배치된 복수의 감지전극, 상기 절연기판의 상기 주변영역에 배치되며 상기 복수의 감지전극과 전기적으로 연결된 복수의 금속배선, 상기 절연기판의 상기 주변영역에 배치되며 상기 복수의 금속배선에 전기적으로 연결된 복수의 패드, 상기 복수의 금속배선을 포함하는 상기 주변영역 상에 배치된 제1 보호층, 상기 제1 보호층 상에 상기 복수의 금속배선과 중첩되지 않도록 배치된 검사용 배선, 및 상기 검사용 배선 및 상기 제1 보호층 상에 배치된 제2 보호층을 포함할 수 있다.
상기 복수의 패드의 일측에 배치되며 상기 검사용 배선과 연결된 검사용 패드를 더 포함할 수 있으며, 상기 검사용 패드는 상기 금속배선과 같은 물질로 이루어질 수 있다. 상기 금속배선 및 상기 검사용 패드는 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 복수의 금속배선 외측의 상기 주변영역 상에 배치된 정전기 방지용 가드링을 더 포함할 수 있으며, 상기 검사용 배선은 상기 정전기 방지용 가드링과 중첩되는 상기 제1 보호층 상에 배치될 수 있다.
상기 검사용 배선은 상기 감지전극과 같은 물질로 이루어질 수 있다. 상기 감지전극 및 상기 검사용 배선은 인듐 주석 산화물(ITO), 아연 주석 산화물(ZTO), 아연 갈륨 산화물(GZO), 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀(graphene) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 보호층은 실리콘 산화물(SiO2)을 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 표시장치는 표시영역 및 주변영역을 포함하는 제1 절연기판, 상기 제1 절연기판의 표시영역에 배치되며 화상을 표시하는 표시부, 상기 제1 절연기판의 상부에 배치되며 상기 표시영역에 대응하는 감지영역 및 상기 감지영역 외측의 주변영역을 포함하는 제2 절연기판, 상기 제2 절연기판의 상기 감지영역에 배치된 복수의 감지전극, 상기 제2 절연기판의 상기 주변영역에 배치되며 상기 복수의 감지전극과 전기적으로 연결된 복수의 금속배선, 상기 제2 절연기판의 상기 주변영역에 배치되며 상기 복수의 금속배선에 전기적으로 연결된 복수의 패드, 상기 복수의 금속배선을 포함하는 상기 제2 절연기판의 상기 주변영역 상에 배치된 제1 보호층, 상기 제1 보호층 상에 상기 복수의 금속배선과 중첩되지 않도록 배치된 검사용 배선, 및 상기 검사용 배선 및 상기 제1 보호층 상에 배치된 제2 보호층을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연기판과 상기 제2 절연기판 사이에 상기 표시부를 둘러싸도록 배치된 밀봉재, 상기 제2 보호층 상에 배치된 광학필름, 및 상기 광학필름 상에 배치된 윈도우 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 패드의 일측에 배치되며 상기 검사용 배선과 연결된 검사용 패드를 더 포함할 수 있으며, 상기 검사용 패드는 상기 금속배선과 같은 물질로 이루어질 수 있다. 상기 금속배선 및 상기 검사용 패드는 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 복수의 금속배선 외측의 상기 제2 절연기판의 상기 주변영역 상에 배치된 정전기 방지용 가드링을 더 포함할 수 있으며, 상기 검사용 배선은 상기 정전기 방지용 가드링과 중첩되는 상기 제1 보호층 상에 배치될 수 있다.
상기 검사용 배선은 상기 감지전극과 같은 물질로 이루어질 수 있다. 상기 감지전극 및 상기 검사용 배선은 인듐 주석 산화물(ITO), 아연 주석 산화물(ZTO), 아연 갈륨 산화물(GZO), 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀(graphene) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 보호층은 실리콘 산화물(SiO2)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치스크린은 제조과정에서 불량을 조기에 검출할 수 있기 때문에 불량 제품의 출하로 인한 제조사의 신뢰도 하락을 방지할 수 있다. 또한, 불량 검출부로서, 검사용 배선 및 패드를 별도의 마스크나 공정 단계를 추가하지 않고도 구현할 수 있기 때문에 부가 기능을 구현함에 있어 제조비용이나 공정시간이 더 소요되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치스크린을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 도 1의 X1-X2 부분을 절취한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 주변영역의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치스크린을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 4의 X11-X12 부분을 절취한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 6의 표시패널을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 적용되는 화소의 일 예를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미로 사용되지 않으며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한, 실시예에서 층, 영역, 구성요소 등이 연결되었다고 할 때, 층, 영역, 구성요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 층, 영역, 구성요소들 중간에 다른 층, 영역, 구성요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함할 수 있다. 예를 들어, 층, 영역, 구성요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 층, 영역, 구성요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 층, 영역, 구성요소 등이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함할 수 있다.
도면에 도시된 구성요소들의 크기는 설명의 편의를 위해 과장 또는 축소될 수 있다. 예를 들어, 각 구성요소의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치스크린을 설명하기 위한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 터치스크린(100)은 절연기판(110)과, 절연기판(110) 상에 배치된 터치 감지부, 신호 입출력부 및 불량 검출부를 포함할 수 있다.
절연기판(110)은 감지영역(120) 및 주변영역(140)을 포함할 수 있다.
감지영역(120)은 절연기판(110)의 중앙부 영역으로 정의될 수 있으며, 주변영역(140)은 감지영역(120)의 외측 영역, 예를 들어, 감지영역(120)을 둘러싸는 영역으로 정의될 수 있다.
절연기판(110)은 판 형태의 투명한 유리, 석영 및 플라스틱 등으로 이루어진 경성의 기판이거나, 필름 형태의 투명한 플라스틱 등으로 이루어진 가요성 기판일 수 있다. 투명한 유리는 알루미노 규산염(alumino silicate) 또는 소다 석회(soda lime)를 포함할 수 있고, 투명한 플라스틱은 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지 또는 술폰산계 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 터치 감지부는 감지영역(120)에 배치되는 감지전극들(122) 및 감지전극들(122)을 서로 연결하는 연결패턴들(124)을 포함할 수 있다.
감지전극들(122)은 제1 방향(예를 들어, 행 방향)으로 배열된 제1 감지전극들(122a) 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향(예를 들어, 열 방향)으로 배열된 제2 감지전극들(122b)을 포함할 수 있다.
제1 감지전극들(122a) 및 제2 감지전극들(122b)은 서로 중첩되지 않도록 복수의 행 및 열로 배열될 수 있다.
감지전극들(122)은 투명한 전도성 물질로서, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO, indium tin oxide), 아연 주석 산화물(ZTO, zinc tin oxide), 아연 갈륨 산화물(GZO, gallium zinc oxide), 탄소나노튜브(CNT, carbon nanotube) 또는 그래핀(graphene)을 포함할 수 있다. 또한, 감지전극들(122)은 사각 형상, 마름모 형상 등과 같이 다양한 형상으로 구현될 수 있으며, 각각의 형상은 메시(mesh) 구조를 포함할 수 있다.
연결패턴들(124)은 상기 제1 방향에서 제1 감지전극들(122a)을 서로 연결하는 제1 연결패턴들(124a) 및 상기 제2 방향에서 제2 감지전극들(122b)을 서로 연결하는 제2 연결패턴들(124b)을 포함할 수 있다.
제1 연결패턴들(124a) 및 제2 연결패턴들(124b)은 서로 교차될 수 있으며, 교차부에서 절연층에 의해 서로 전기적으로 절연될 수 있다.
연결패턴들(124)은 감지전극들(122)과 같이 투명한 전도성 물질을 포함하거나, 투명한 전도성 물질보다 높은 전도성을 갖는 금속으로서, 예를 들어, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 감지전극들(122a)과 제1 연결패턴들(124a)은 서로 다른 물질 및 서로 분리된 패턴으로 각각 형성되고, 제2 감지전극들(122b) 및 제2 연결패턴들(124b)은 같은 물질 및 연결된 패턴으로 형성될 수 있다. 이 경우 제1 감지전극들(122a), 제2 감지전극들(122b) 및 제2 연결패턴들(124b)은 투명한 전도성 물질로 형성되고, 제1 연결패턴들(124a)은 높은 전도성을 갖는 금속으로 형성될 수 있다.
상기 신호 입출력부는 주변영역(140)에 배치되는 배선들(142) 및 배선들(142)에 전기적으로 연결된 패드들(144)을 포함할 수 있다.
배선들(142)은 일측이 복수의 행으로 배열된 제1 감지전극들(122a) 및 복수의 열로 배열된 제2 감지전극들(122b)에 각각 전기적으로 연결되고, 다른 일측이 패드들(144)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
배선들(142)은 감지전극들(122)과 같이 투명한 전도성 물질로 형성되거나, 연결패턴들(124)과 같이 높은 전도성을 갖는 금속으로 형성될 수 있다. 또는, 높은 전도성을 갖는 금속 및 투명한 전도성 물질의 적층 구조로 형성될 수 있다. 패드들(144)은 배선들(142)과 같은 물질로 형성될 수 있다.
따라서 감지전극들(122)은 배선들(142) 및 패드들(144)을 통해 위치검출회로와 같은 외부의 구동회로에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 불량 검출부는 주변영역(140)에 배치되는 검사용 배선(160) 및 검사용 배선(160)에 전기적으로 연결된 검사용 패드(162)를 포함할 수 있다.
검사용 배선(160)은 주변영역(140)에서 배선들(142)과 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 검사용 배선(160)은 배선들(142) 사이에 배치되거나, 배선들(142) 외측에 배치될 수 있다.
본 실시예에서는 하나의 검사용 배선(160)이 구비된 경우를 설명하였지만, 필요에 따라 검사용 배선(160)을 복수로 배치할 수 있음은 물론이다. 또한, 본 실시예에서는 검사용 배선(160)이 절연기판(110)의 모든 변에 대응하는 연속된 선 형태로 구현된 경우를 설명하였지만, 필요에 따라 일부의 변에만 대응하는 불연속적인 선 형태로 구현될 수 있다.
검사용 패드(162)는 주변영역(140)에서 패드들(144)의 일측 또는 양측에 배치될 수 있으며, 검사용 배선(160)의 일측 종단 또는 양측 종단에 전기적으로 연결될 수 있다.
검사용 배선(160)은 감지전극들(122)과 같은 물질로 형성될 수 있고, 검사용 패드(162)는 배선들(142)과 같은 물질로 형성될 수 있다. 이 경우 검사용 배선(160)과 검사용 패드(162)는 절연층에 형성된 콘택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에서는 검사용 패드(162)가 패드들(144)의 외측에 배치되는 경우를 설명하였으나, 필요에 따라 검사용 패드(162)를 패드들(144)의 사이에 배치하거나, 패드들(144)과 이격되도록 배치할 수 있다.
그러면 도 2를 통해 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린(100)을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 2는 도 1의 X1-X2 부분을 절취한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 절연기판(110)의 감지영역(120)에는 제1 연결패턴들(124a)이 일정 간격으로 배치되고, 주변영역(140)에는 배선들(142)이 일정 간격으로 배치될 수 있다.
제1 연결패턴들(124a) 및 배선들(142)은 동일 평면 상에서 같은 물질 및 같은 층으로 형성될 수 있다.
제1 연결패턴들(124a) 및 배선들(142)을 포함하는 절연기판(110) 상에 제1 보호층(150)이 배치될 수 있다. 제1 보호층(150)은 제1 연결패턴들(124a)의 양측 부분을 각각 노출시키는 콘택홀들을 포함할 수 있다.
감지영역(120)의 제1 보호층(150) 상에 제1 감지전극들(122a), 제2 감지전극들(122b) 및 제2 연결패턴들(124b)이 배치되고, 주변영역(140)의 제1 보호층(150) 상에 감지용 배선(160)이 배치될 수 있다.
이 때 제1 감지전극들(122a)은 상기 콘택홀들을 통해 제1 연결패턴들(124a)과 전기적으로 연결되고, 제2 감지전극들(122b) 및 제2 연결패턴들(124b)은 서로 연결된 패턴 형태로서, 제1 감지전극들(122a) 사이에 제1 감지전극들(122a)과 전기적으로 분리되도록 배치될 수 있다. 또한, 감지용 배선(160)은 배선들(142)과 중첩되지 않도록 제1 보호층(150) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 감지용 배선(160)은 배선들(142) 사이의 제1 보호층(150) 상에 배치되거나, 배선들(142) 외측의 제1 보호층(150) 상에 배치될 수 있다.
제1 감지전극들(122a), 제2 감지전극들(122b), 제2 연결패턴들(124b), 감지용 배선(160) 및 노출된 제1 보호층(150) 상에 제2 보호층(170)이 배치될 수 있다.
제1 및 제2 보호층(150 및 170)은 투명한 절연물질로서, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiO2)을 포함할 수 있으며, 2000Å내지 4000Å정도의 두께로 형성될 수 있다.
상기 실시예에 따른 터치스크린(100)은 정전용량 방식의 일 예로서, 사람의 손 또는 펜 등과 같은 물체가 감지영역(120)에 접촉되면, 감지전극들(122)에 의해 상기 물체가 접촉된 위치의 정전용량의 변화가 감지될 수 있다. 상기 정전용량의 변화가 배선들(142) 및 패드들(144)을 경유하여 상기 구동회로로 전달되고, 상기 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨으로써 접촉 위치가 파악될 수 있다.
상기 실시예에 따른 터치스크린(100)은 제조과정에서 제2 보호층(170)의 표면에 결함이 발생할 수 있다. 특히, 절연기판(110)의 주변영역(140)은 제조장비나 작업자에 의한 스크레치(scratch)에 취약할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 주변영역(140)을 확대한 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 제조과정에서 주변영역(140)의 제2 보호층(170) 표면에 스크레치와 같은 결함(170a)이 발생될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제조과정에 포함된 신뢰성 테스트(고온 및 고습) 과정에서 결함(170a) 부위의 제2 보호층(170) 및 제1 보호층(150)이 침식되어 배선들(142)이 노출되고, 침투된 수분과의 접촉으로 인해 배선들(142)에 부식이 발생될 수 있다.
하지만, 상기와 같은 침식과 부식은 장시간에 걸쳐 서서히 일어날 수 있기 때문에 제조과정에서 배선들(142)의 부식에 의한 전기적 특성 저하나 터치 및 감지 불량을 조기에 검출하기는 쉽지 않다.
제품이 출하된 후 사용 중 상기와 같은 부식이나 불량이 심화될 경우 제조사의 신뢰도가 하락할 뿐만 아니라 경제적인 손실도 발생할 수 있다. 따라서 제조과정에서 불량을 조기에 검출하여 불량 가능한 제품의 출하를 막는 것이 매우 중요하다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린(100)은 부가 기능으로서, 제조과정에서 불량을 조기에 검출할 수 있는 불량 검출부를 구비한다.
도 3a와 같은 결함(170a)은 연속하는 선 형태 또는 불연속적인 점 형태로 발생할 수 있다. 따라서 도 3b와 같이 배선들(142)뿐만 아니라 감지용 배선(160)도 부식될 수 있다.
터치스크린(100)의 제조가 완료되면 검사용 배선(160)이나 검사용 패드(162)에 검사장치의 프로브(probe)를 접촉하여 검사용 배선(160)의 자체 저항값 또는 전류량이나 전하량을 측정할 수 있다.
상기와 같은 부식이나 불량이 발생한 경우 검사용 배선(160)의 자체 저항값이 증가하거나 전류량이나 전하량이 감소할 수 있다.
검사용 배선(160)은 배선들(142)보다 제2 보호층(170)의 표면에 가깝게 위치되기 때문에 검사용 배선(160)의 결함 정도를 통해 배선들(142)의 불량 가능성을 용이하게 미리 예측할 수 있다.
검사용 배선(160)의 자체 저항값 또는 전류량이나 전하량의 변화가 일정 수준 이상이면 터치스크린(100)을 불량으로 판정하여 제품의 출하를 막을 수 있다.
상기와 같은 검사는 터치스크린(100)의 제조과정뿐만 아니라 터치스크린(100)이 예를 들어, 표시패널과 함께 조립되어 몰드 프레임이나 케이스에 실장된 모듈 상태에서도 실시될 수 있기 때문에 다단계의 검사를 통해 불량 제품의 출하를 원천적으로 막을 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치스크린의 평면도이고, 도 5는 도 4의 X11-X12 부분을 절취한 단면도이다.
제2 실시예에 따른 터치스크린(100a)은 제1 실시예에 따른 터치스크린(100)과 기본적으로 같은 구조를 가지기 때문에 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 터치스크린(100a)은 배선들(142) 외측의 주변영역(140) 상에 배치된 정전기 방지용 가드링(180)을 더 포함하며, 검사용 배선(160)이 정전기 방지용 가드링(180)과 중첩되는 제1 보호층(150) 상에 배치될 수 있다.
정전기 방지용 가드링(180)은 예를 들어, 배선들(142)을 형성하는 과정에서 절연기판(110) 상에 형성될 수 있으며, 검사용 배선(160)은 제1 감지전극들(122a), 제2 감지전극들(122b) 및 제2 연결패턴들(124b)을 형성하는 과정에서 제1 보호층(150) 상에 형성될 수 있다.
정전기 방지용 가드링(180)의 일측 종단 또는 양측 종단은 패드(182)에 전기적으로 연결될 수 있다. 패드(182)는 주변영역(140)에서 패드들(144)의 일측 또는 양측에 배치될 수 있으며, 정전기가 방전될 수 있도록 접지전압에 연결될 수 있다. 패드(182)는 예를 들어, 패드들(144)을 형성하는 과정에서 절연기판(110) 상에 형성될 수 있다.
제1 실시예와 같이 검사용 배선(160)을 배선들(142) 외측에 배치할 경우 주변영역(140)의 크기가 증가될 수 있지만, 제2 실시예와 같이 검사용 배선(160)을 정전기 방지용 가드링(180)과 중첩되도록 배치하면 주변영역(140)의 크기를 증가시키지 않고 불량 검출부를 용이하게 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치스크린은 표시장치 등과 결합되어 입력장치로서 사용될 수 있다. 이하의 실시예에서는 도 1의 터치스크린(100)을 예로 들어 설명하였으나, 도 4의 터치스크린(100a)도 같은 방식으로 적용될 수 있음은 물론이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치(1000)의 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 표시패널(200)의 평면도이다.
도 6을 참조하면, 표시장치(1000)는 영상을 표시하는 표시패널(200), 표시패널(200) 상에 배치된 터치스크린(100), 터치스크린(100) 상에 배치된 광학 점착층(300) 및 광학 점착층(300) 상에 배치된 윈도우 부재(400)를 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 표시패널(200)은 절연기판(210)과, 절연기판(210) 상에 배치되며 화상을 표시하는 표시부(220)를 포함할 수 있다.
절연기판(210)은 판 형태의 유리, 석영 및 플라스틱 등으로 이루어진 경성의 기판이거나, 필름 형태의 플라스틱 등으로 이루어진 가요성 기판일 수 있다.
절연기판(210)은 표시영역(212) 및 주변영역(214)을 포함할 수 있다.
표시영역(212)은 절연기판(210)의 중앙부 영역으로 정의될 수 있으며, 주변영역(214)은 표시영역(212)의 외측 영역, 예를 들어, 표시영역(212)을 둘러싸는 영역으로 정의될 수 있다.
절연기판(210)의 표시영역(212)에는 화상을 표시하는 표시부(220)가 배치되고, 절연기판(210)의 주변영역(214)에는 외부로부터 표시부(220)를 구동하기 위한 신호가 제공되는 패드들(219) 및 패드들(219)과 표시부(220)를 전기적으로 연결하는 신호배선들(216)이 배치될 수 있다. 신호배선들(216)의 중간 부분에는 표시부(220)를 구동하기 위한 주사 신호 또는 데이터 신호를 생성하는 구동부(218)가 연결될 수 있다.
표시부(220)는 화상을 표시하기 위한 화소 어레이를 포함할 수 있다.
상기 화소 어레이는 주사 라인 및 데이터 라인 사이에 매트릭스(matrix) 형태로 연결된 복수의 화소를 포함할 수 있다.
상기 복수의 화소 각각은 발광소자 및 상기 발광소자를 구동하기 위한 화소 회로를 포함할 수 있다. 상기 화소 회로는 상기 발광소자로 신호를 전달하기 위한 박막 트랜지스터 및 상기 신호를 유지시키기 위한 캐패시터를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 적용되는 화소의 일 예를 설명하기 위한 단면도이다.
화소(222)는 절연기판(210)의 표시영역(212)에 배치된다.
절연기판(210) 상에 외기의 침투를 차단하고 표면을 평탄화시키는 버퍼층(230)이 제공되고, 버퍼층(230) 상에 박막 트랜지스터(240)가 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터(240)는 소스 및 드레인 영역과 채널 영역을 제공하는 반도체층(241), 상기 채널 영역의 반도체층(241) 상부에 배치되며 게이트 절연층(242)에 의해 반도체층(241)과 전기적으로 절연되는 게이트 전극(243), 그리고 상기 소스 및 드레인 영역의 반도체층(241)과 전기적으로 연결되는 소스 및 드레인 전극(246)을 포함할 수 있다.
소스 및 드레인 전극(246)은 층간 절연층(244)에 형성된 콘택홀을 통해 소스 및 드레인 영역의 반도체층(241)과 전기적으로 연결될 수 있다.
층간 절연층(244)은 제1 층간 절연층(244a)과, 제1 층간 절연층(244a) 상에 배치된 제2 층간 절연층(244b)을 포함할 수 있다.
캐패시터는 제1 층간 절연층(244a)과 제2 층간 절연층(244b) 사이에 게이트 전극(243)과 중첩되도록 배치된 캐패시터 전극(245)을 포함할 수 있다. 서로 중첩되도록 배치된 게이트 전극(243), 제1 층간 절연층(244a) 및 캐패시터 전극(245)에 의해 캐패시터(capacitor)가 제공될 수 있다.
발광소자(260)는 박막 트랜지스터(240) 및 캐패시터를 포함하는 상부에 배치될 수 있다. 발광소자(260)는 예를 들어, 유기발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)를 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터(240) 및 캐패시터를 포함하는 절연기판(210) 상에 평탄화층(250)이 제공되고, 평탄화층(250)에 형성된 비아홀을 통해 소스 또는 드레인 전극(246)과 연결되도록 예를 들어, 애노드 전극으로서, 제1 전극(261)이 배치될 수 있다.
제1 전극(261)을 포함하는 평탄화층(250) 상에 발광영역의 제1 전극(261)이 노출되도록 화소 정의막(262)이 제공되고, 노출된 제1 전극(261) 상에 유기 박막층(263)이 제공된다.
유기 박막층(263)은 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있으며, 보조층이나 중간층을 더 포함할 수 있다.
유기 박막층(263)을 포함하는 화소 정의막(262) 상에 예를 들어, 캐소드 전극으로서, 제2 전극(264)이 배치된다.
상기 실시예에서는 유기전계발광 표시장치를 예로 들어 설명하였으나, 상기 표시장치는 액정표시장치로도 구현이 가능함은 물론이다.
상기 실시예에 따른 표시장치(1000)는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 외부에서 동기 신호 및 클럭 신호를 입력받고, 제어 신호를 생성하여 구동부(218)로 제공할 수 있다.
주사 라인을 통해 제공되는 주사 신호에 의해 화소(222)가 선택되고, 데이터 라인을 통해 제공되는 데이터 신호에 따라 화소(222)를 통해 흐르는 전류가 제어됨으로써 각 화소(222)는 상기 데이터 신호에 대응하는 소정 휘도의 빛을 발광할 수 있다.
터치스크린(100)은 표시패널(200)의 상부에 배치될 수 있다.
터치스크린(100)의 감지영역(120)이 표시패널(200)의 표시영역(212)에 대응하도록 터치스크린(100)이 표시패널(200)의 상부에 배치될 수 있다.
예를 들어, 표시패널(200)의 절연기판(210)과 터치스크린(100)의 절연기판(110) 사이에 표시부(222)를 둘러싸도록 개재되는 밀봉재(270)에 의해 제1 절연기판으로서, 절연기판(210)과 제2 절연기판으로서 절연기판(110)이 서로 합착될 수 있다.
다른 실시예로서, 표시부(220)는 유기층과 무기층의 적층 구조로 이루어진 봉지층으로 밀봉될 수 있다.
상기 실시예의 표시장치(1000)는 표시부(220)를 통해 영상이 표시되는 상태에서 터치스크린(100)을 입력장치로서 이용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치(1000)는 도 1 및 도 4의 터치스크린(100, 100a)을 통해 설명한 바와 같이, 터치스크린(100)의 불량이 제조과정에서 조기에 검출될 수 있기 때문에 불량 제품의 출하로 인한 제조사의 신뢰도 하락이 방지될 수 있다.
이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적의 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 100a: 터치스크린 110, 210: 절연기판
120: 감지영역 122: 감지전극
122a: 제1 감지전극 122b: 제2 감지전극
124: 연결패턴 124a: 제1 연결패턴
124b: 제2 연결패턴 140, 214: 주변영역
142: 배선 144, 182, 219: 패드
150: 제1 보호층 160: 검사용 배선
162: 검사용 패드 170: 제2 보호층
170a: 결함 180: 정전기 방지용 가드링
200: 표시패널 212: 표시영역
216: 신호배선 218: 구동부
220: 표시부 222: 화소
230: 버퍼층 240: 박막 트랜지스터
241: 반도체층 242: 게이트 절연층
243: 게이트 전극 244: 층간 절연층
244a: 제1 층간 절연층 244b: 제2 층간 절연층
250: 평탄화층 260: 발광소자
261: 제1 전극 262: 화소 정의막
263: 유기 박막층 264: 제2 전극
270: 밀봉재 300: 광학 점착층
400: 윈도우 부재 1000: 표시장치

Claims (20)

  1. 감지영역 및 주변영역을 포함하는 절연기판;
    상기 절연기판의 상기 감지영역에 배치된 복수의 감지전극;
    상기 절연기판의 상기 주변영역에 배치되며 상기 복수의 감지전극과 전기적으로 연결된 복수의 금속배선;
    상기 절연기판의 상기 주변영역에 배치되며 상기 복수의 금속배선에 전기적으로 연결된 복수의 패드;
    상기 복수의 금속배선을 포함하는 상기 주변영역 상에 배치된 제1 보호층;
    상기 제1 보호층 상에 상기 복수의 금속배선과 중첩되지 않도록 배치된 검사용 배선; 및
    상기 검사용 배선 및 상기 제1 보호층 상에 배치된 제2 보호층을 포함하는 터치스크린.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 패드의 일측에 배치되며 상기 검사용 배선과 연결된 검사용 패드를 더 포함하는 터치스크린.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 검사용 패드는 상기 금속배선과 같은 물질로 이루어진 터치스크린.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 금속배선 및 상기 검사용 패드는 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 터치스크린.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 금속배선 외측의 상기 주변영역 상에 배치된 정전기 방지용 가드링을 더 포함하는 터치스크린.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 검사용 배선은 상기 정전기 방지용 가드링과 중첩되는 상기 제1 보호층 상에 배치된 터치스크린.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 검사용 배선은 상기 감지전극과 같은 물질로 이루어진 터치스크린.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 감지전극 및 상기 검사용 배선은 인듐 주석 산화물(ITO), 아연 주석 산화물(ZTO), 아연 갈륨 산화물(GZO), 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀(graphene) 중 어느 하나를 포함하는 터치스크린.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 보호층은 실리콘 산화물(SiO2)을 포함하는 터치스크린.
  10. 표시영역 및 주변영역을 포함하는 제1 절연기판;
    상기 제1 절연기판의 표시영역에 배치되며 화상을 표시하는 표시부;
    상기 제1 절연기판의 상부에 배치되며, 상기 표시영역에 대응하는 감지영역 및 상기 감지영역 외측의 주변영역을 포함하는 제2 절연기판;
    상기 제2 절연기판의 상기 감지영역에 배치된 복수의 감지전극;
    상기 제2 절연기판의 상기 주변영역에 배치되며 상기 복수의 감지전극과 전기적으로 연결된 복수의 금속배선;
    상기 제2 절연기판의 상기 주변영역에 배치되며 상기 복수의 금속배선에 전기적으로 연결된 복수의 패드;
    상기 복수의 금속배선을 포함하는 상기 제2 절연기판의 상기 주변영역 상에 배치된 제1 보호층;
    상기 제1 보호층 상에 상기 복수의 금속배선과 중첩되지 않도록 배치된 검사용 배선; 및
    상기 검사용 배선 및 상기 제1 보호층 상에 배치된 제2 보호층을 포함하는 표시장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 제1 절연기판과 상기 제2 절연기판 사이에 상기 표시부를 둘러싸도록 배치된 밀봉재를 더 포함하는 표시장치.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 제2 보호층 상에 배치된 광학필름; 및
    상기 광학필름 상에 배치된 윈도우 부재를 더 포함하는 표시장치.
  13. 제10 항에 있어서, 상기 복수의 패드의 일측에 배치되며 상기 검사용 배선과 연결된 검사용 패드를 더 포함하는 표시장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 검사용 패드는 상기 금속배선과 같은 물질로 이루어진 표시장치.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 금속배선 및 상기 검사용 패드는 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 표시장치.
  16. 제10 항에 있어서, 상기 복수의 금속배선 외측의 상기 제2 절연기판의 상기 주변영역 상에 배치된 정전기 방지용 가드링을 더 포함하는 표시장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 검사용 배선은 상기 정전기 방지용 가드링과 중첩되는 상기 제1 보호층 상에 배치된 표시장치.
  18. 제10 항에 있어서, 상기 검사용 배선은 상기 감지전극과 같은 물질로 이루어진 표시장치.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 감지전극 및 상기 검사용 배선은 인듐 주석 산화물(ITO), 아연 주석 산화물(ZTO), 아연 갈륨 산화물(GZO), 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀(graphene) 중 어느 하나를 포함하는 표시장치.
  20. 제10 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 보호층은 실리콘 산화물(SiO2)을 포함하는 표시장치.
KR1020180122063A 2018-10-12 2018-10-12 터치스크린 및 그를 구비하는 표시장치 KR102654715B1 (ko)

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