KR20200093111A - 터치 센서를 구비한 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
표시 장치는 화소 정의막에 의해 마련된 발광 영역을 포함하는 복수의 화소들이 배치된 표시 패널; 및 상기 표시 패널 일면에 배치되며, 복수의 센싱 전극들 및 상기 복수의 센싱 전극들과 연결된 복수의 센싱 라인들이 배치된 터치 센서를 포함하며, 상기 복수의 센싱 라인들 중 적어도 일부는 서로 인접한 발광 영역들 사이에 두 개 이상 배치된다.
Description
본 발명은 터치 감도가 향상된 터치 센서를 구비한 표시 장치에 대한 것이다.
터치 센서는 표시 장치 등의 화면에 나타난 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력 장치이다. 상기와 같은 터치 센서는 사람의 손 또는 물체가 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환하여, 접촉 위치에서 선택된 지시 내용이 표시 장치의 입력 신호가 될 수 있다. 따라서, 터치 센서를 구비한 표시 장치는 키보드 및 마우스와 같은 별도의 입력 장치 없이 동작될 수 있다.
본 발명은 센싱 전극들이 인접하게 배치되어, 터치 감도가 향상된 터치 센서를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 화소 정의막에 의해 마련된 발광 영역을 포함하는 복수의 화소들이 배치된 표시 패널; 및 상기 표시 패널 일면에 배치되며, 복수의 센싱 전극들 및 상기 복수의 센싱 전극들과 연결된 복수의 센싱 라인들이 배치된 터치 센서를 포함하며, 상기 복수의 센싱 라인들 중 적어도 일부는 서로 인접한 발광 영역들 사이에 두 개 이상 배치된다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 센싱 라인들은 상기 화소 정의막 상에 배치된다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 센싱 라인들은 상기 표시 패널의 캐핑층을 사이에 두고 상기 화소 정의막과 중첩된다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 센싱 전극들은, 제 1 방향을 따라 교번하여 배치되는 복수의 제 1 센싱 전극 열들과 복수의 제 2 센싱 전극 열들을 포함하며, 상기 제 1 센싱 전극 열들은 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향을 따라 배열되고, 제 1 센싱 라인들에 연결되는 복수의 제 1 센싱 전극들을 포함하고, 상기 제 2 센싱 전극 열들은 상기 제 2 방향을 따라 배열되고, 제 2 센싱 라인들에 연결되며 복수의 제 2 센싱 전극들을 포함하며, 상기 제 1 센싱 전극들은 상기 제 2 방향을 따라 배열된 복수의 서브 전극들을 포함하며, 서로 인접하는 상기 제 1 센싱 전극들 중 하나의 제j(j는 n 이하의 자연수) 번째 서브 전극과, 다른 하나의 제n-j+1 번째 서브 전극이 하나의 상기 제 1 센싱 라인을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 제 1 센싱 전극 열에 포함된 상기 제 1 센싱 전극들의 개수와 상기 제 2 센싱 전극 열에 포함된 상기 제 2 센싱 전극들의 개수가 같다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 제 1 센싱 전극 열에 포함된 상기 제 1 센싱 전극들의 개수와 상기 제 2 센싱 전극 열에 포함된 상기 제 2 센싱 전극들의 개수가 상이하다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 두 개 이상의 상기 제 1 센싱 라인들 또는 두 개 이상의 상기 제 2 센싱 라인들이 서로 인접한 상기 발광 영역들 사이의 상기 화소 정의막과 중첩된다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 센싱 전극들은 개구부를 포함하는 메쉬 구조로 이루어져, 상기 개구부가 상기 화소의 적어도 일부를 노출시킨다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 센싱 전극들은 동일한 면적으로 이루어져, 각 상기 센싱 전극들이 일대일로 상기 센싱 라인들과 연결된다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 센싱 전극들은 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 배열되며, 상기 복수의 센싱 전극들은 인접한 상기 센싱 전극들 사이를 따라 연장된 상기 센싱 라인들을 통해 패드부와 연결된다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 제 2 방향을 따라 n 개의 상기 센싱 전극들이 배열된 경우, 서로 인접한 상기 발광 영역들 사이에 최대 n 개의 상기 센싱 라인들이 배치된다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 터치 센서 상에 배치된 컬러 필터부를 더 포함하며, 상기 컬러 필터부는 상기 발광 영역을 노출시키는 블랙 매트릭스; 및 상기 블랙 매트릭스에 의해 노출된 상기 발광 영역과 중첩되는 컬러 필터를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 상기 화소 정의막 및 상기 센싱 라인들과 중첩된다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치는 화소 정의막에 의해 마련된 발광 영역을 포함하는 복수의 화소들이 배치된 표시 패널; 및 상기 표시 패널 일면에 배치된 터치 센서를 포함하며, 상기 터치 센서는 제 1 방향을 따라 배열되고 제 1 센싱 라인들에 연결되는 복수의 제 1 센싱 전극들을 포함하는 제 1 센싱 전극 열들; 및 상기 제 1 방향을 따라 배열되고 제 2 센싱 라인들에 연결되는 복수의 제 2 센싱 전극들을 포함하며, 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향을 따라 제 1 센싱 열들과 교번하여 배치되는 복수의 제 2 센싱 전극 열들을 포함하며, 상기 제 1 센싱 전극들은 상기 제 1 방향을 따라 배열된 복수의 서브 전극들을 포함하며, 서로 인접하는 제 1 센싱 전극들 중 하나의 상기 서브 전극들은 상기 제 1 센싱 라인들을 통하여 다른 하나의 상기 서브 전극들에 연결되며, 서로 인접하는 제 1 센싱 라인들 사이의 거리는 서로 인접하는 제 2 센싱 라인들 사이의 거리와 상이하다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 서로 인접하는 제 1 센싱 라인들 사이의 거리는 상기 서로 인접하는 제 2 센싱 라인들 사이의 거리보다 가깝다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 서로 인접하는 제 1 센싱 라인들은 서로 인접한 상기 발광 영역들 사이에 두 개 이상 배치된다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 서로 인접하는 제 2 센싱 라인들은 서로 인접한 상기 발광 영역들을 사이에 두고 각각 이격된다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 서로 인접하는 상기 제 1 센싱 전극들 중 하나의 제j(j는 n 이하의 자연수) 번째 서브 전극과, 다른 하나의 제n-j+1 번째 서브 전극이 하나의 상기 제 1 센싱 라인을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 센싱 전극들이 인접하게 배치되어 터치 감도가 향상될 수 있다.
둘째, 센싱 전극들의 면적이 넓어져 터치 감도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서를 구비한 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A 영역의 확대도이다.
도 4는 본 발명 일 실시 예에 따른 터치 센서의 전극층과 화소의 발광 영역 사이의 관계를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 5a는 도 1의 표시 패널 상에 배치된 터치 센서의 평면도이다.
도 5b는 도 1의 표시 패널 상에 배치된 다른 실시 예의 터치 센서의 평면도이다.
도 6a는 도 5a에 도시된 B 영역의 확대도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 제 1 센싱 전극열의 제 1 센싱 전극들 및 제 1 센싱 라인들을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6c는 도 6b에 도시된 제 2 센싱 전극열의 제 2 센싱 전극들 및 제 2 센싱 라인들을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7a는 도 5a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 7b는 도 5a의 Ⅲ-Ⅲ'의 단면도이다.
도 7c는 컬러 필터가 추가된 도 7a의 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치 센서를 구비한 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 표시 패널 상에 배치된 터치 센서의 평면도이다.
도 10a는 도 9의 Ⅳ-Ⅳ'의 단면도이다.
도 10b는 컬러 필터가 추가된 도 10a의 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A 영역의 확대도이다.
도 4는 본 발명 일 실시 예에 따른 터치 센서의 전극층과 화소의 발광 영역 사이의 관계를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 5a는 도 1의 표시 패널 상에 배치된 터치 센서의 평면도이다.
도 5b는 도 1의 표시 패널 상에 배치된 다른 실시 예의 터치 센서의 평면도이다.
도 6a는 도 5a에 도시된 B 영역의 확대도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 제 1 센싱 전극열의 제 1 센싱 전극들 및 제 1 센싱 라인들을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6c는 도 6b에 도시된 제 2 센싱 전극열의 제 2 센싱 전극들 및 제 2 센싱 라인들을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7a는 도 5a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 7b는 도 5a의 Ⅲ-Ⅲ'의 단면도이다.
도 7c는 컬러 필터가 추가된 도 7a의 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치 센서를 구비한 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 표시 패널 상에 배치된 터치 센서의 평면도이다.
도 10a는 도 9의 Ⅳ-Ⅳ'의 단면도이다.
도 10b는 컬러 필터가 추가된 도 10a의 도면이다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제 1, 제 2 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 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서를 구비한 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서를 구비한 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 2에 도시된 A 영역의 확대도이다.
도 1, 도 2 및 도 3과 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서를 구비한 표시 장치는 표시 패널(100) 및 표시 패널(100)의 일면에 배치된 터치 센서(200)를 포함한다.
표시 패널(100)은 영상을 표시하는 것으로, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 패널(100)은 유기 발광 표시 패널(Organic Light Emitting Display panel, OLED panel)과 같은 자발광이 가능한 표시 패널이 사용될 수 있다. 또한, 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display panel, LCD panel), 전기영동 표시 패널(Electro-Phoretic Display panel, EPD panel), 및 일렉트로웨팅 표시 패널(Electro-Wetting Display panel, EWD panel)과 같은 비발광성 표시 패널이 사용될 수 있다. 비발광성 표시 패널이 표시 패널로 사용되는 경우, 표시 장치는 표시 패널로 광을 공급하는 백라이트 유닛(Back-light unit)을 더 구비할 수 있다. 도면에서는 표시 패널(100)이 유기 발광 표시 패널인 것을 도시하였다.
표시 패널(100)은 기판(SUB)과, 기판(SUB)에 제공된 복수의 화소들(PXL)을 포함할 수 있다.
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.
각 화소들(PXL)은 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)와, 박막 트랜지스터(TFT)와 접속되는 표시 소자(OLED)를 포함할 수 있다. 표시 소자(OLED)는 유기 발광 소자일 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)는 각 화소(PXL)의 비 발광 영역(NEA)에 배치되고, 표시 소자(OLED)는 발광 영역(EA)에 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)와 기판(SUB) 사이에는 버퍼층(BFL)이 배치될 수 있다. 버퍼층(BFL)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 버퍼층(BFL)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 버퍼층(BFL)은 단일막 구조 또는 다중막 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 버퍼층(BFL)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 중 하나를 포함하는 단일막 구조를 가질 수 있다. 버퍼층(BFL)은 실리콘 산화물막, 및 실리콘 산화물막 상에 제공되는 실리콘 질화물막을 포함할 수도 있다. 버퍼층(BFL)은 순차적으로 적층된 3층 이상의 절연막을 포함할 수도 있다.
버퍼층(BFL)은 기판(SUB)으로부터 박막 트랜지스터(TFT)로 불순물이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 버퍼층(BFL)은 기판(SUB)의 표면을 평탄화할 수도 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(미도시)에 연결될 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)는 반도체층(SCL), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다.
반도체층(SCL)은 버퍼층(BFL) 상에 제공될 수 있다. 반도체층(SCL)은 비정질 실리콘(amorphous Si), 다결정 실리콘(poly crystalline Si), 산화물 반도체 및 유기물 반도체 중 하나를 포함할 수 있다. 반도체층(SCL)에서, 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)과 접속하는 영역은 불순물이 도핑 또는 주입된 소스 영역 및 드레인 영역일 수 있다. 소스 영역 및 드레인 영역 사이의 영역은 채널 영역일 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 반도체층(SCL)이 산화물 반도체를 포함하는 경우, 반도체층(SCL)의 상부 또는 하부에 반도체층(SCL)으로 유입되는 광을 차단하기 위한 광 차단막이 더 제공될 수도 있다.
반도체층(SCL) 상에는 게이트 절연막(GI)이 제공될 수 있다. 게이트 절연막(GI)은 반도체층(SCL)을 커버하며, 반도체층(SCL) 및 게이트 전극(GE)을 절연시킬 수 있다. 게이트 절연막(GI)은 유기 절연 물질 및 무기 절연 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 게이트 절연막(GI)은 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(GI) 상에 제공될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 게이트 라인에 접속될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 저저항 도전 물질을 포함할 수 있으며, 반도체층(SCL)에 중첩될 수 있다.
게이트 전극(GE) 상에는 층간 절연막(ILD)이 제공될 수 있다. 층간 절연막(ILD)은 유기 절연 물질 및 무기 절연 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 층간 절연막(ILD)은 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 층간 절연막(ILD)은 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE), 및 게이트 전극(GE)을 절연시킬 수 있다.
게이트 절연막(GI) 및 층간 절연막(ILD)을 관통하는 콘택 홀들은 반도체층(SCL)의 소스 영역 및 드레인 영역을 노출시킬 수 있다.
소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 층간 절연막(ILD) 상에 서로 이격되어 제공될 수 있다. 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 저저항 도전 물질을 포함할 수 있다. 소스 전극(SE)의 일단은 데이터 라인에 접속할 수 있다. 소스 전극(SE)의 타단은 콘택 홀들 중 하나를 통하여 소스 영역에 접속할 수 있다. 드레인 전극(DE)의 일단은 콘택 홀들 중 다른 하나를 통하여 드레인 영역에 접속할 수 있다. 드레인 전극(DE)의 타단은 표시 소자(OLED)에 접속할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 탑 게이트(top gate) 구조의 박막 트랜지스터인 경우를 예로서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 박막 트랜지스터(TFT)는 바텀 게이트(bottom gate) 구조의 박막 트랜지스터일 수도 있다.
박막 트랜지스터(TFT) 상에는 보호막(PSV)이 제공될 수 있다. 보호막(PSV)은 박막 트랜지스터(TFT)를 커버할 수 있다. 보호막(PSV)의 일부는 제거되어, 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 중 하나, 예를 들면, 드레인 전극(DE)을 노출시킬 수 있다.
보호막(PSV)은 적어도 하나의 막을 포함할 수 있다. 예를 들면, 보호막(PSV)은 무기 보호막 및 무기 보호막 상에 제공된 유기 보호막을 포함할 수 있다. 무기 보호막은 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유기 보호막은 아크릴(acryl), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리아미드(PA, polyamide) 및 벤조시클로부텐(BCB, benzocyclobutene) 중 하나를 포함할 수 있다. 또한, 유기 보호막은 투명하고, 유동성이 있어 하부 구조의 굴곡을 완화시켜 평탄화시킬 수 있는 평탄화막일 수 있다.
표시 소자(OLED)는 보호막(PSV) 상에 제공될 수 있다. 표시 소자(OLED)는 박막 트랜지스터(TFT)에 접속하는 제 1 전극(AE), 제 1 전극(AE) 상에 제공되는 발광층(EML), 및 발광층(EML) 상에 제공되는 제 2 전극(CE)을 포함할 수 있다. 제 1 전극(AE) 및 제 2 전극(CE) 중 어느 하나는 애노드(anode) 전극일 수 있으며, 다른 하나는 캐소드(cathode) 전극일 수 있다. 예를 들면, 제 1 전극(AE)은 애노드 전극일 수 있으며, 제 2 전극(CE)은 캐소드 전극일 수 있다.
또한, 제 1 전극(AE) 및 제 2 전극(CE) 중 적어도 하나는 투과형 전극일 수 있다. 예를 들면, 표시 소자(OLED)가 배면 발광형 유기 발광 소자인 경우, 제 1 전극(AE)이 투과형 전극이며, 제 2 전극(CE)이 반사형 전극일 수 있다. 표시 소자(OLED)가 전면 발광형 유기 발광 소자인 경우, 제 1 전극이 반사형 전극이며, 제 2 전극이 투과형 전극일 수 있다. 표시 소자(OLED)가 양면 발광형 유기 발광 소자인 경우, 제 1 전극(AE) 및 제 2 전극(CE) 모두 투과형 전극일 수 있다. 본 실시예에서는 표시 소자(OLED)가 전면 발광형 유기 발광 소자이며, 제 1 전극(AE)이 애노드 전극인 경우를 예로서 설명한다.
각 화소(PXL)에서 제 1 전극(AE)은 보호막(PSV) 상에 제공될 수 있다. 제 1 전극(AE)은 광을 반사시킬 수 있는 반사막(미도시), 및 반사막의 상부 또는 하부에 제공되는 투명 도전막(미도시)을 포함할 수 있다. 투명 도전막 및 반사막 중 적어도 하나는 드레인 전극(DE)과 접속할 수 있다.
반사막은 광을 반사시킬 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 반사막은 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
투명 도전막은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GZO(gallium doped zinc oxide), ZTO(zinc tin oxide), GTO(Gallium tin oxide) 및 FTO(fluorine doped tin oxide) 중 적어도 하나의 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
제 1 전극(AE) 상에는 화소 정의막(PDL)이 제공될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 인접한 화소들(PXL) 사이에 제공되어 각 화소들(PXL)을 구분하며 각 화소들(PXL)의 제 1 전극(AE)의 에지부와 중첩되어 각 화소들(PXL)의 발광 영역(EA)과 비 발광 영역(NEA)을 정의할 수 있다. 따라서, 각 화소들(PXL)은 화소 정의막(PDL)과 중첩되며 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된 비 발광 영역(NEA)과, 화소 정의막(PDL)에 의해 제 1 전극(AE)이 노출된 영역인 발광 영역(EA)을 포함할 수 있다. 그리고, 각 화소들(PXL)의 발광 영역(EA)을 통해 후술할 발광층(EML)에서 발생한 광이 방출될 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 화소 정의막(PDL)은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA, polymethylmethacrylate), 폴리아크릴로니트릴(PAN, polyacrylonitrile), 폴리아미드(PA, polyamide), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리아릴에테르(PAE, polyarylether), 헤테로사이클릭 폴리머(heterocyclic polymer), 파릴렌(parylene), 에폭시(epoxy), 벤조시클로부텐(BCB, benzocyclobutene), 실록산계 수지(siloxane based resin) 및 실란계 수지(silane based resin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발광층(EML)은 화소 정의막(PDL)에 의해 노출된 제 1 전극(AE) 상에 제공될 수 있다. 발광층(EML)은 적어도 광 생성층(light generation layer, LGL)을 포함하는 다층 박막 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 발광층(EML)은 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 광 생성층, 정공 억제층(hole blocking layer, HBL), 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL)을 포함할 수 있다. 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 억제층, 전자 수송층 및 전자 주입층은 서로 인접하는 화소 영역들에서 연결되는 공통막일 수 있다.
정공 주입층(HIL)은 광 생성층으로 정공을 주입하며, 전자 주입층(EIL)은 광 생성층으로 전자를 주입한다. 정공 수송층(HTL)과 전자 수송층(ETL)은 각각 광 생성층에서 결합하지 못한 정공과 전자의 재결합 기회를 증가시키기 위한 층이며, 정공 억제층(HBL)은 광 생성층에서 결합하지 못한 정공이 제 2 전극(CE)으로 이동하는 것을 억제하기 위한 것이다.
광 생성층에서 생성되는 광의 색상은 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 및 화이트(white) 중 하나일 수 있으나, 본 실시 예에서 이를 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 발광층(EML)의 광 생성층에서 생성되는 광의 색상은 마젠타(magenta), 시안(cyan), 옐로(yellow) 중 하나일 수 있다. 또한, 광 생성층이 화이트(white)를 방출하고, 각 화소들(PXL)에 대응되는 컬러 필터(미도시)를 이용하여 컬러 영상을 구현할 수 있다.
제 2 전극(CE)은 발광층(EML) 상에 제공될 수 있다. 제 2 전극(CE)은 반투과 반사막일 수 있다. 예를 들면, 제 2 전극(CE)은 광을 투과시킬 수 있을 정도의 두께를 가지는 박형 금속층일 수 있다. 제 2 전극(CE)은 광 생성층에서 생성된 광의 일부는 투과시키고, 광 생성층에서 생성된 광의 나머지는 반사시킬 수 있다.
제 2 전극(CE)은 투명 도전막에 비하여 일함수가 낮은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 2 전극(CE)은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발광층(EML)에서 출사된 광 중 일부는 제 2 전극(CE)을 투과하지 못하고, 제 2 전극(CE)에서 반사된 광은 반사막에서 다시 반사될 수 있다. 즉, 반사막 및 제 2 전극(CE) 사이에서, 발광층(EML)에서 출사된 광은 공진할 수 있다. 광의 공진에 의하여 표시 소자(OLED)의 광 추출 효율은 향상될 수 있다.
반사막 및 제 2 전극(CE) 사이의 거리는 광 생성층에서 생성된 광의 색상에 따라 상이할 수 있다. 즉, 광 생성층에서 생성된 광의 색상에 따라, 반사막 및 제 2 전극(CE) 사이의 거리는 공진 거리에 부합되도록 조절될 수 있다.
캐핑층(ECL)은 제 2 전극(CE) 상에 제공될 수 있다. 캐핑층(ECL)은 표시 소자(OLED)를 커버하여, 표시 소자(OLED)로 산소 및 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 캐핑층(ECL)은 복수의 절연막을 포함할 수 있다. 예를 들면, 캐핑층(ECL)은 적어도 하나의 무기막(미도시) 및 적어도 하나의 유기막(미도시)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 캐핑층(ECL)은 제 2 전극(CE) 상의 제 1 무기막, 제 1 무기막 상의 유기막, 및 유기막 상의 제 1 무기막을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 무기막 및 제 2 무기막은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물 및 주석 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴(acryl), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리아미드(PA, polyamide) 및 벤조시클로부텐(BCB, benzocyclobutene) 중 하나를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 표시 소자(OLED)를 외부 환경과 격리하기 위하여 캐핑층(ECL)을 적용함을 예로서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 표시 소자(OLED)를 외부 환경과 격리하기 위하여 캐핑층(ECL) 대신 봉지 기판이 적용될 수도 있다. 봉지 기판은 실런트를 통하여 기판(SUB)과 합착될 수 있다. 봉지 기판을 이용하여 표시 소자(OLED)를 외부 환경과 격리하는 경우, 캐핑층(ECL)은 생략될 수도 있다. 다만, 표시 장치가 폴더블(Foldable) 특성을 갖는 경우, 봉지 기판 대신 무기막, 유기막 등의 캐핑층(ECL)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 표시 패널(100) 상에 터치 센서(200)가 배치될 수 있다. 터치 센서(200)는 캐핑층(ECL) 상에 제공되는 전극층(210)과 전극층(210) 상에 배치된 커버층(220)을 포함할 수 있다. 이 때, 전극층(210)은 별도의 기판 대신 표시 패널(100)의 캐핑층(ECL) 상에 배치될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 터치 센서의 전극층(210)과 화소의 발광 영역(EA) 사이의 관계를 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명 일 실시 예에 따른 터치 센서의 전극층과 화소의 발광 영역 사이의 관계를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 4와 같이, 터치 센서의 전극층(도 2의 210참조)은 복수의 센싱 전극들(TSE1, TSE2) 및 복수의 센싱 전극들(TSE1, TSE2)을 패드부(도 1의 PDA참조)와 연결하기 위한 복수의 센싱 라인들(SL1, SL2)을 포함할 수 있다. 이 때, 복수의 센싱 라인들(SL1, SL2)의 적어도 일부는 서로 인접한 발광 영역(EA)들 사이에 두 개 이상 배치될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 센싱 전극들(TSE1, TSE2)과 센싱 라인들(SL1, SL2)의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5a는 도 1의 표시 패널 상에 배치된 터치 센서의 평면도이며, 도 5b는 도 1의 표시 패널 상에 배치된 다른 실시 예의 터치 센서의 평면도이다. 그리고, 도 6a는 도 5a에 도시된 B 영역의 확대도이다. 그리고, 도 6b는 도 6a에 도시된 제 1 센싱 전극열의 제 1 센싱 전극들 및 제 1 센싱 라인들을 설명하기 위한 평면도이며, 도 6c는 도 6b에 도시된 제 2 센싱 전극열의 제 2 센싱 전극들 및 제 2 센싱 라인들을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b 및 도 6c와 같이, 터치 센서(200)의 전극층(도 2의 210의 참조)은 복수의 제 1 센싱 전극 열들(TSC1), 복수의 제 2 센싱 전극 열들(TSC2), 복수의 제 1 센싱 전극 열들(TSC1)과 연결된 복수의 제 1 센싱 라인들(SL1), 복수의 제 2 센싱 전극 열들(TSC2)과 연결된 복수의 제 2 센싱 라인들(SL2) 및 복수의 제 1 센싱 전극 열들(TSC1)과 복수의 제 2 센싱 전극 열들(TSC2)을 제 1 센싱 라인들(SL1) 및 제 2 센싱 라인들(SL2)을 통해 외부 구동 회로(미도시)와 전기적으로 연결하는 패드부(PDA)를 포함할 수 있다. 이 때, 패드부(PDA)는 표시 패널(100)의 화소들(도 1의 PXL참조)과 중첩되지 않도록 표시 패널(100)의 비 표시 영역과 중첩된다.
제 1 센싱 전극 열(TSC1)과 제 2 센싱 전극 열(TSC2)은 제 1 방향(X)을 따라 교번하여 배치될 수 있다. 사용자의 터치에 따라 제 1 센싱 전극 열(TSC1)과 제 2 센싱 전극 열(TSC2) 사이에 형성되는 상호 정전 용량(mutual capacitance)의 변화량을 통해 터치를 검출할 수 있다.
먼저, 제 1 센싱 전극 열들(TSC1)을 설명하면 다음과 같다.
제 1 센싱 전극 열들(TSC1)은 제 1 방향(X)과 상이한 제 2 방향(Y)을 따라 배열된 복수의 제 1 센싱 전극들(TSE1)을 포함할 수 있다. 도면에서는 제 1 센싱 전극 열(TSC1)이 6 개의 제 1 센싱 전극들(TSE1)을 포함하는 것을 도시하였다. 그리고, 제 1 센싱 전극들(TSE1)은 제 2 방향(Y)을 따라 이격 배치된 복수의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3, SUE4)을 포함할 수 있으며, 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b에서는 하나의 제 1 센싱 전극(TSE1)이 4 개의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3, SUE4)을 포함하는 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제 1 센싱 전극(TSE1)의 제 1 서브 전극(SUE1)은 패드부(PDA)에서 가장 멀리 배치되며, 제 4 서브 전극(SUE4)은 패드부(PDA)에서 가장 가까이 배치될 수 있다.
서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3, SUE4)은 제 1 센싱 라인들(SL1)에 연결될 수 있다. 제 1 센싱 라인들(SL1)은 제 1 센싱 전극(TSE1)의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3, SUE4)과 다른 제 1 센싱 전극(TSE1)의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3, SUE4)을 연결할 수 있다.
만약, 제 1 센싱 전극들(TSE1)이 n 개의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3, SUE4)을 포함하면, 하나의 제 1 센싱 전극(TSE1)의 j(j는 n 이하의 자연수) 번째 서브 전극은 인접하는 제 1 센싱 전극(TSE1)의 n-j+1 번째 서브 전극과 j 번째 제 1 센싱 라인(SL1)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제 1 센싱 전극(TSE1)에 포함되는 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3, SUE4)의 수가 n 개이면, 하나의 제 1 센싱 전극 열(TSC1)에 대응하는 제 1 센싱 라인들(SL1)의 수는 n 개일 수 있다.
예를 들면, 도시된 바와 같이, 제 1 센싱 전극들(TSE1) 각각이 4개의 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3, SUE4)을 포함하면, 하나의 제 1 센싱 전극(TSE1)의 제 1 서브 전극(SUE1) 및 인접하는 제 1 센싱 전극(TSE1)의 제 4 서브 전극(SUE4)은 첫 번째 제 1 센싱 라인(SL11)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 하나의 제 1 센싱 전극(TSE1)의 제 2 서브 전극(SUE2) 및 인접하는 제 1 센싱 전극(TSE1)의 제 3 서브 전극(SUE3)은 두 번째 제 1 센싱 라인(SL12)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 하나의 제 1 센싱 전극(TSE1)의 제 3 서브 전극(SUE3) 및 인접하는 제 1 센싱 전극(TSE1)의 제 2 서브 전극(SUE2)은 세 번째 제 1 센싱 라인(SL13)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 마지막으로, 하나의 제 1 센싱 전극(TSE1)의 제 4 서브 전극(SUE4) 및 인접하는 제 1 센싱 전극(TSE1)의 제 1 서브 전극(SUE2)은 네 번째 제 1 센싱 라인(SL14)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제 1 센싱 전극 열들(TSC1) 각각에 대응하는 제 1 센싱 라인들(SL1)의 수는 4 개일 수 있다.
그러나, 제 1 센싱 라인들(SL1)과 제 1 센싱 전극들(TSE1)은 상기의 연결 방법에 국한하지 않고, 다양한 방법으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 센싱 전극(TSE1)의 서브 전극들이 모두 별도의 제 1 센싱 라인들(SL1)을 통해 패드부(PAD)에 접속될 수도 있다.
서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3, SUE4)은 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다. 메쉬 구조는 복수의 도전성 세선들(CFL)을 포함하여 이루어지며, 예를 들어, 메쉬 구조는 제 1 도전성 세선들(CFL1) 및 제 1 도전성 세선들(SFL1)과 교차하는 제 2 도전성 세선들(CFL2)을 포함할 수 있다.
제 1 도전성 세선들(CFL1) 및 제 2 도전성 세선들(CFL2)은 표시 패널(100)의 화소 정의막(PDL)과 중첩될 수 있다. 그리고, 제 1 도전성 세선들(CFL1) 및 제 2 도전성 세선들(CFL2)에 의해 형성된 개구부는 표시 패널(100)의 각 화소(도 1의 PXL참조), 구체적으로 각 화소(도 1의 PXL참조)의 발광 영역(도 3의 EA참조)를 노출시킬 수 있다.
따라서, 서브 전극들(SUE1, SUE2, SUE3, SUE4)과 표시 패널(100)이 중첩하는 면적이 감소하고, 동시에, 제 1 센싱 전극들(TSE1)이 표시 패널(100)의 화소(도 1의 PXL참조), 보다 상세하게 화소(도 1의 PXL참조)의 발광 영역(도 3의 EA참조)과 중첩되는 것을 방지함으로써, 표시 패널(100)의 발광 영역(도 3의 EA참조)에서 방출되는 광이 터치 센서(200)의 전극층(210)과 중첩되는 것을 방지할 수 있다.
제 1 도전성 세선들(CFL1) 및 제 2 도전성 세선들(CFL2)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 도전성 세선들(CFL1) 및 제 2 도전성 세선들(CFL2)은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다.
도시하지는 않았으나, 제 1 센싱 라인들(SL1) 역시 메쉬 구조로 형성될 수 있다. 제 1 센싱 라인들(SL1)은 표시 패널(100)에서 출사된 광이 경로와 중첩되지 않도록 표시 패널(100)의 화소 정의막(PDL), 즉, 표시 패널(100)의 비 발광 영역(도 5a의 NEA참조)과 중첩되도록 배열되어 패드부(PDA)와 제 1 센싱 전극들(TSE1)을 연결할 수 있다.
이어, 제 2 센싱 전극 열들(TSC2)을 설명하면 다음과 같다.
제 2 센싱 전극 열들(TSC2)은 제 1 방향(X)을 따라 제 1 센싱 전극 열들(TSC1)과 교번하여 배치되고 복수의 제 2 센싱 전극들(TSE2)을 포함할 수 있다.
하나의 제 2 센싱 전극 열(TSC2)은 q(q는 2 이상의 자연수) 개의 제 2 센싱 전극들(TSE2)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제 2 센싱 전극 열(TSC2)은 제 2 방향(Y)을 따라 복수로 배열된 제 2 센싱 전극들(TSE2)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 제 2 센싱 전극 열(TSC2)은 4 개의 제 2 센싱 전극들(TSE2)을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
제 2 센싱 전극들(TSE2) 각각은 제 2 센싱 라인들(SL2)과 연결될 수 있다. 따라서, 하나의 제 2 센싱 전극 열(TSC2)에 대응하는 제 2 센싱 라인들(SL2)의 수는 제 2 센싱 전극들(TSE2)의 수와 동일할 수 있다. 즉, 하나의 제 2 센싱 전극 열(TSC2)에 대응하는 제 2 센싱 라인들(SL2)의 수는 q 개일 수 있다. 제 2 센싱 라인들(SL2)은 제 2 센싱 전극 열들(TSC2) 및 제 1 센싱 전극 열들(TSC1) 사이의 영역에 배치될 수 있다. 또한, 제 2 센싱 라인들(SL2)은 제 2 센싱 전극 열들(TSC2)의 좌우에 교번 배치될 수 있다.
이 때, 제 2 센싱 전극들(TSE2) 역시 메쉬(mesh) 구조를 가져, 제 2 센싱 전극들(TSE2)과 표시 장치가 중첩되는 면적을 최소화할 수 있다. 그리고, 제 2 센싱 라인들(SL2) 역시 표시 패널(100)에서 출사된 광이 경로와 중첩되지 않도록 표시 패널(100)의 화소 정의막(PDL), 즉, 표시 패널(100)의 비 발광 영역(도 3의 NEA참조)과 중첩되도록 배열되어 패드부(PDA)와 제 2 센싱 전극들(TSE2)을 연결할 수 있다. 또한, 제 2 센싱 라인들(SL2) 역시 메쉬 구조일 수 있다.
상기와 같은 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2) 중 선택된 하나는 터치 구동 신호를 입력 받는 터치 구동 전극이며, 나머지는 터치 감지 신호를 출력하는 터치 수신 전극일 수 있다. 따라서, 전극층(210)은 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2) 사이에 형성되는 상호 정전 용량(mutual capacitance)의 변화량을 통해 사용자의 터치를 검출할 수 있다.
도면에서는 하나의 제 1 센싱 전극 열(TSC1)에 포함된 제 1 센싱 전극들(TSE1)의 개수와 하나의 제 2 센싱 전극 열(TSC2)에 포함된 제 2 센싱 전극들(TSE2)의 개수가 서로 상이한 것을 도시하였다. 즉, 도 6a에 도시된 바와 같이, 각 제 1 센싱 전극 열(TSC1)은 6 개의 제 1 센싱 전극들(TSE1)을 포함하며, 각 제 2 센싱 전극 열(TSC2)은 4 개의 제 2 센싱 전극들(TSE2)을 포함한다. 그러나, 각 센싱 전극 열들에 포함된 센싱 전극들의 개수는 이에 한정하지 않고 용이하게 변경 가능하다. 예를 들어, 하나의 제 1 센싱 전극열(TSC1)에 포함된 제 1 센싱 전극들(TSE1)의 개수와 하나의 제 2 센싱 전극 열(TSC2)에 포함된 제 2 센싱 전극들(TSE2)의 개수는 동일할 수 있다.
상기와 같은 터치 센서(200)를 포함하는 표시 장치가 폴더블(Foldable) 특성을 갖도록 터치 센서(200) 상부에 배치될 수 있는 윈도우(미도시) 등의 두께를 얇게 형성할 수 있다. 그런데, 이 경우 터치 센서(200)와 사용자의 손 또는 물체 사이의 간격이 좁아져, 센싱 전극들(TSE1, TSE2) 사이에 발생하는 상호 정전 용량(mutual capacitance)이 사용자의 손 또는 물체와 센싱 전극들(TSE1, TSE2) 사이에 발생하는 상호 정전 용량(mutual capacitance)에 의해 영향을 받아 터치 감도가 낮아지는 문제가 발생한다. 따라서, 폴더블(Foldable) 표시 장치는 일반 표시 장치보다 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2) 사이의 간격을 좁게 형성할 필요가 있다.
그런데, 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2) 사이에 제 1 센싱 라인들(SL1) 및 제 2 센싱 라인들(SL2)이 배치되므로 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2)의 간격을 좁히는데 한계가 있다. 특히, 일반적인 표시 장치는 제 1 센싱 라인들(SL1) 및 제 2 센싱 라인들(SL2)이 인접한 화소(PXL) 사이의 화소 정의막(PDL) 상에 각각 배치되므로, 제 1 센싱 라인들(SL1) 및 제 2 센싱 라인들(SL2)의 개수가 증가할수록 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2)의 간격이 넓어진다.
따라서, 본 발명 일 실시 예는 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2) 사이에서 제 1 센싱 라인들(SL1) 및 제 2 센싱 라인들(SL2)을 서로 인접하게 배치하여, 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2)의 간격을 좁히고자 한다.
구체적으로, 도 5a와 같이, 서로 인접한 제 1 센싱 라인들(SL1)과 서로 인접하는 제 2 센싱 라인들(SL2)을 각각 서로 인접한 발광 영역들(EA) 사이에 배치하거나, 도 5b와 같이, 서로 인접한 제 1 센싱 라인들(SL1)만 서로 인접한 발광 영역들(EA) 사이에 배치할 수 있다. 도 5b의 경우, 서로 인접한 3 개의 제 1 센싱 라인들(SL1)은 서로 인접한 발광 영역들(EA) 사이에 배치되고, 서로 인접한 2 개의 제 2 센싱 라인들(SL2)은 서로 인접한 발광 영역들(EA) 사이에 각각 배치되어, 서로 인접한 발광 영역들(EA)을 사이에 두고 서로 이격된다.
따라서, 도 5b의 경우, 서로 인접한 제 1 센싱 라인들(SL1) 사이의 거리와 서로 인접한 제 2 센싱 라인들(SL2) 사이의 거리가 상이하며, 구체적으로, 서로 인접한 제 1 센싱 라인들(SL1) 사이의 거리가 서로 인접한 제 2 센싱 라인들(SL2) 사이의 거리보다 좁다.
반대로, 도시하지는 않았으나, 서로 인접한 제 2 센싱 라인들(SL2)만 서로 인접한 발광 영역들(EA) 사이에 배치되고, 서로 인접한 제 1 센싱 라인들(SL1)은 서로 인접한 발광 영역들(EA) 사이에 각각 배치될 수도 있다. 이 경우, 서로 인접한 제 2 센싱 라인들(SL2) 사이의 거리가 서로 인접한 제 1 센싱 라인들(SL1) 사이의 거리보다 좁다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 서로 인접하는 제 1 센싱 라인들(SL1)과 서로 인접하는 제 2 센싱 라인들(SL2)이 각각 서로 인접한 발광 영역들(EA) 사이에 배치된 구조를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 7a는 도 5a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이며, 도 7b는 도 5a의 Ⅲ-Ⅲ'의 단면도이다. 도 7a 및 도 7b에 표시 패널(100)을 더 도시하였다.
도 7a와 같이, 표시 패널(100) 상에 배치되는 터치 센서(200)는 제 1, 제 2 센싱 전극들(TSE1, TSE2)과 접속되는 제 1, 제 2 센싱 라인들(SL1, SL2)이 표시 패널(100)에서 방출되는 광의 경로를 방해하지 않도록 표시 패널(100)의 화소 정의막(PDL) 상에 배치되어 표시 패널(100)의 발광 영역(EA)을 노출시킨다. 도면에서는 제 1, 제 2 센싱 라인들(SL1, SL2)이 표시 패널(100)의 캐팽층(ECL)을 사이에 두고 서로 인접한 발광 영역들(EA) 사이에 배치되어 화소 정의막(PDL)과 중첩되는 것을 도시하였다.
이 때, 일부 화소 정의막(PDL) 상에 적어도 두 개의 센싱 라인들(SL1, SL2)을 나란하게 배치시켜, 제 1 센싱 라인들(SL1) 및 제 2 센싱 라인들(SL2)을 서로 가깝게 배치시킬 수 있다. 도면에서는 세 개의 제 1 센싱 라인들(SL1)이 인접한 화소 사이의 화소 정의막(PDL) 상에 나란하게 배치된 것을 도시하였다.
일반적인 터치 센서는 화소 정의막(PDL) 상부에 하나의 센싱 라인들(SL1, SL2)이 각각 배치되어, 센싱 라인들(SL1, SL2)이 적어도 하나의 화소(도 1의 PXL참조)를 사이에 두고 서로 이격되도록 배치된다. 따라서, 센싱 라인들(SL1, SL2)의 개수가 많아질수록 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2) 사이의 간격이 넓어진다. 그러나, 본 발명 실시 예는 인접한 센싱 라인들(SL1, SL2)의 적어도 일부를 동일한 화소 정의막(PDL) 상에 배치한다.
도 7a을 참조하면, 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2) 사이에 배치된 제 1 센싱 라인(SL1)과 제 2 센싱 라인(SL2) 사이의 간격이 한 화소(도 1의 PXL참조)의 폭(W)과 유사하다.
예를 들어, 인접한 3 개의 제 1 센싱 라인들(SL11, SL12, SL13)을 모두 한 화소의 폭(W)만큼 모두 이격시켜 배치한다면, 제 1 방향(X)을 따라 배열되는 제 1 센싱 전극(TSE1)과 제 2 센싱 전극(TSE2)은 화소(도 1의 PXL참조) 다섯 개의 폭만큼 이격된다. 그러나, 본 발명 실시 예와 같이 인접한 3 개의 제 1 센싱 라인들(SL11, SL12, SL13)을 서로 인접한 발광 영역들(EA) 사이의 화소 정의막(PDL) 상에 나란하게 배치함으로써, 제 1 방향(X)을 따라 배열되는 제 1 센싱 전극(TSE1)과 제 2 센싱 전극(TSE2)은 화소(도 1의 PXL참조) 세 개의 폭만큼만 이격되도록 배치될 수 있다.
또한, 도 7b와 같이, 인접한 두 개의 제 2 센싱 라인들(SL2) 역시 서로 인접한 발광 영역들(EA) 사이의 화소 정의막(PDL) 상에 나란하게 배치될 수 있다. 이 경우, 세 개의 제 1 센싱 라인들(SL1)과 두 개의 제 2 센싱 라인들(SL2)이 화소(도 1의 PXL참조) 한 개의 폭(W)만큼만 이격되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 서로 인접하는 3 개의 제 1 센싱 라인들(SL1) 사이의 거리가 서로 인접하는 2 개의 제 2 센싱 라인들(SL2) 사이의 거리와 같다.
따라서, 본 발명 실시 예는 일부 화소 정의막(PDL) 상에 두 개 이상의 센싱 라인들(SL1, SL2)을 배치함으로써 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2) 사이의 간격이 줄어든다. 이에 따라, 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2)의 개수를 증가시키거나 제 1 센싱 전극들(TSE1)과 제 2 센싱 전극들(TSE2)의 면적을 증가시킬 수 있다.
도 7c는 컬러 필터가 추가된 도 7a의 도면이다.
도 7c와 같이, 터치 센서(200) 상에 컬러 필터부(300)가 더 배치될 수 있다. 이 경우, 별도의 기판 없이 컬러 필터부(300)를 터치 센서(200) 상에 형성함으로써, 공정이 단순화되며 비용을 절감할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 다른 실시 예의 표시 장치는 복수 개의 화소들(도 1의 PXL참조)을 포함하는 표시 패널(100), 표시 패널(100) 상에 배치된 터치 센서(200), 및 터치 센서(200) 상에 배치된 컬러 필터부(300)를 포함하며, 컬러 필터부(300)는 터치 센서(200)의 커버층(220) 상에 바로 배치될 수 있다.
일반적인 표시 장치는 화소(도 1의 PXL참조)가 형성된 표시 패널(100)의 기판과 컬러 필터부(300)가 형성된 기판을 합착한다. 그러나, 도 7c와 같이, 표시 패널(100) 상에 터치 센서(200)가 배치되고, 터치 센서(200) 상에 컬러 필터부(300)가 배치되는 경우, 표시 장치가 표시 패널(100)의 기판(SUB)만을 포함하므로 설계 자유도가 높아지고, 표시 장치의 폴더블(Foldable)이 용이해진다. 또한, 합착 얼라인 공차의 공간을 확보함으로써 표시 장치의 해상도 및 개구율이 높아질 수 있다.
각 화소(도 1의 PXL참조)의 화소 정의막(PDL), 즉, 표시 패널(100)의 발광 영역(EA)을 노출시키도록 블랙 매트릭스(BM)가 배치된다. 블랙 매트릭스(BM)는 인접한 화소(도 5a의 PXL참조) 간의 광 간섭 및 빛 샘을 방지하며, 블랙 매트릭스(BM)가 터치 센서(200)의 전극부(210) 등이 표시 장치에서 가시화되는 것을 방지할 수 있다.
블랙 매트릭스(BM)에 의해 노출된 발광 영역(EA)에는 컬러 필터(CF)가 배치될 수 있다. 본 발명 실시 예와 같이, 컬러 필터(CF)는 레드(R), 그린(G), 블루(B) 컬러 필터로, 표시 소자(OLED)에서 백색 광이 방출되어, 각 화소(도 1의 PXL참조)는 컬러 필터(CF)를 통해 컬러 영상을 구현할 수 있다.
그리고, 블랙 매트릭스(BM) 및 컬러 필터(CF) 상에 컬러 필터층(300)의 평탄화를 위해 오버 코팅층(OC)이 배치될 수 있다. 오버 코팅층(OC)에 의해 터치 센서(200) 및 표시 패널(100)이 외부의 수분 등에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 오버 코팅층(OC)은 유기 절연막, 무기 절연막 등으로 형성될 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 오버 코팅층(OC) 상에는 편광판 등이 더 배치될 수 있다.
상기와 같이 표시 장치가 컬러 필터부(300)를 포함하는 경우, 터치 센서(200)의 센싱 라인들(SL)은 표시 패널의 인접한 화소(도 1의 PXL참조) 사이의 화소 정의막(PDL)과 컬러 필터부(300)의 블랙 매트릭스(BM) 사이에 배치되며, 센싱 라인들(SL)의 일부는 화소 정의막(PDL) 및 블랙 매트릭스(BM)와 중첩되는 영역에 터치 센서의 적어도 두 개의 센싱 라인(SL)들이 중첩된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 다른 실시 예에 따른 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치 센서를 구비한 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이며, 도 9는 도 8의 표시 패널 상에 배치된 터치 센서의 평면도이다.
도 8 및 도 9와 같이, 표시 패널(100) 상에 터치 센서(200)가 배치되며, 터치 센서(200)는 복수의 센싱 전극들(TSE) 및 각 센싱 전극들(TSE)과 일대일로 연결된 복수의 센싱 라인들(SL)을 포함한다. 이 경우, 터치 센서(200)는 사용자의 터치에 의해 각 센싱 전극들(TSE)의 정전 용량(capacitance)이 변화하여 터치의 위치를 파악할 수 있다.
센싱 전극들(TSE)은 제 1 방향(X)과 제 2 방향(Y)을 따라 복수 개가 배치될 수 있으며, 각 센싱 전극들(TSE)은 제 2 방향(Y) 방향을 따라 연장된 센싱 라인들(SL)을 통해 패드부(PDA)와 접속될 수 있다. 복수의 센싱 전극들(TSE)의 터치 감도가 동일하도록 복수의 센싱 전극들(TSE)의 면적은 동일할 수 있다.
센싱 전극들(TSE)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO), 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO) 등과 같은 투명 도전 물질로 형성되거나, 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등과 같이 불투명 도전 물질로 형성될 수 있다.
표시 패널(100)의 각 화소(PXL)에서 방출되는 광의 경로와 센싱 전극들(TSE)의 중첩 면적을 최소화하기 위해, 센싱 전극들(TSE)과 센싱 라인들(SL)은 상기 실시 예와 같이 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다.
그러나, 상기와 같은 구조는 센싱 전극들(TSE)과 센싱 라인들(SL)이 일대일로 대응되므로, 센싱 전극들(TSE)의 개수가 많아질수록 센싱 라인들(SL)의 개수도 많아진다. 따라서, 센싱 라인들(SL)을 배치할 공간을 확보하기 위해 센싱 전극들(TSE)의 면적을 키우는데 한계가 있다. 따라서, 센싱 라인들(SL)을 인접하게 배치하여 센싱 전극들(TSE)의 면적 또는 센싱 전극들(TSE)의 개수를 증가시킬 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 다른 실시 예의 표시 장치는 표시 패널(100)의 인접한 화소(도 8의 PXL참조)의 발광 영역(EA) 사이의 화소 정의막(PDL) 상에 적어도 두 개의 센싱 라인들(SL)이 나란하게 배열된다. 예를 들어, 제 2 방향(Y)을 따라 n(n는 2 이상의 자연수) 개의 센싱 전극들(TSE)이 배치된 경우, 서로 인접한 발광 영역들(EA) 사이의 화소 정의막(PDL) 상에는 최대 n개의 센싱 라인들(SL)이 배치될 수 있다.
도 10a는 도 9의 Ⅳ-Ⅳ'의 단면도이다.
도 10a와 같이, 터치 센서(200)은 표시 패널(100) 상에 배치된다. 이 때, 표시 패널(100)은 상술한 실시 예와 동일하여 설명을 생략한다.
표시 패널(100) 상에 배치된 터치 센서(200)는 복수의 센싱 전극들(TSE) 및 복수의 센싱 전극들(TSE)과 각각 연결된 복수의 센싱 라인들(SL)을 포함하는 전극부(210) 및 전극부(210) 상에 배치된 커버층(220)을 포함할 수 있다.
복수의 센싱 라인들(SL)은 표시 패널(100)에서 방출되는 광의 경로를 방해하지 않도록 표시 패널(100)의 화소 정의막(PDL) 상에 배치되어 화소(도 8의 PXL참조)의 발광 영역(EA)을 노출시킨다. 정확하게는 제 1, 제 2 센싱 라인들(SL1, SL2)이 표시 패널(100)의 캐핑층(ECL)을 사이에 두고 화소 정의막(PDL)과 중첩된다.
일부 화소 정의막(PDL) 상에는 두 개 이상의 센싱 라인들(SL)이 나란하게 배치될 수 있으며, 도면에서는 세 개의 센싱 라인들(SL)이 인접한 화소 사이의 화소 정의막(PDL) 상에 나란하게 배치된 것을 도시하였다.
일반적으로 각 센싱 라인들(SL)은 화소(도 8의 PXL참조) 또는 인접한 화소(도 8의 PXL참조) 사이의 화소 정의막(PDL) 상에 각각 배치되므로, 제 2 방향(Y)으로 나란하게 배열된 여섯 개의 센싱 전극(TSE)과 연결된 여섯 개의 센싱 라인들(SL)이 각 화소(PXL)의 폭(W)만큼 서로 이격된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예는 여섯 개의 센싱 라인들(SL)이 세 개씩 화소 정의막(PDL) 상에 배치됨으로써, 제 1 방향(X)으로 인접한 센싱 전극들(TSE) 사이에 제 1 방향(X)을 따라 세 개의 화소(도 8의 PXL참조)가 배치될 수 있다.
따라서, 터치 센서(200)에서 센싱 라인들(SL) 사이의 간격이 가까워져, 센싱 전극들(TSE)을 더 가깝게 형성할 수 있어, 센싱 전극들(TSE)의 개수를 증가시키거나 센싱 전극들(TSE)의 면적이 넓어질 수 있다.
도 10b는 컬러 필터가 추가된 도 9의 Ⅳ-Ⅳ'의 단면도이다.
도 10b와 같이, 터치 센서(200) 상에 컬러 필터부(300)가 배치되는 경우, 별도의 기판 없이 컬러 필터부(300)를 터치 센서(200) 상에 형성함으로써, 공정이 단순화되며 비용을 절감할 수 있다.
상기와 같이 표시 장치가 컬러 필터부(300)를 포함하는 경우, 터치 센서(200)의 센싱 라인들(SL)은 표시 패널의 인접한 화소(도 8의 PXL참조) 사이의 화소 정의막(PDL)과 컬러 필터부(300)의 블랙 매트릭스(BM) 사이에 배치되며, 센싱 라인들(SL)의 일부는 화소 정의막(PDL) 및 블랙 매트릭스(BM)와 중첩되는 영역에 터치 센서의 적어도 두 개의 센싱 라인(SL)들이 중첩된다.
SUB: 기판
BFL: 버퍼층
SCL: 반도체층 GI: 게이트 절연막
GE: 게이트 전극 ILD: 층간 절연막
SE: 소스 전극 DE: 드레인 전극
TFT: 박막 트랜지스터 PSV: 보호막
AE: 제 1 전극 PDL: 화소 정의막
EML: 발광층 CE: 제 2 전극
OLED: 발광 소자 ECL: 캐핑층
NEA: 비 발광 영역 EA: 발광 영역
TSC1: 제 1 센싱 전극열 TSC2: 제 2 센싱 전극열
TSE1: 제 1 센싱 전극 TSE2: 제 2 센싱 전극
SL1: 제 1 센싱 라인 SL2: 제 2 센싱 라인
CFL: 도전성 세선 CFL1: 제1 도전성 세선
CFL2: 제2 도전성 세선 PDA: 패드부
BM: 블랙 매트릭스 CF: 컬러 필터
100: 표시 패널 200: 터치 센서
300: 컬러 필터부
SCL: 반도체층 GI: 게이트 절연막
GE: 게이트 전극 ILD: 층간 절연막
SE: 소스 전극 DE: 드레인 전극
TFT: 박막 트랜지스터 PSV: 보호막
AE: 제 1 전극 PDL: 화소 정의막
EML: 발광층 CE: 제 2 전극
OLED: 발광 소자 ECL: 캐핑층
NEA: 비 발광 영역 EA: 발광 영역
TSC1: 제 1 센싱 전극열 TSC2: 제 2 센싱 전극열
TSE1: 제 1 센싱 전극 TSE2: 제 2 센싱 전극
SL1: 제 1 센싱 라인 SL2: 제 2 센싱 라인
CFL: 도전성 세선 CFL1: 제1 도전성 세선
CFL2: 제2 도전성 세선 PDA: 패드부
BM: 블랙 매트릭스 CF: 컬러 필터
100: 표시 패널 200: 터치 센서
300: 컬러 필터부
Claims (18)
- 화소 정의막에 의해 마련된 발광 영역을 포함하는 복수의 화소들이 배치된 표시 패널; 및
상기 표시 패널 일면에 배치되며, 복수의 센싱 전극들 및 상기 복수의 센싱 전극들과 연결된 복수의 센싱 라인들이 배치된 터치 센서를 포함하며,
상기 복수의 센싱 라인들 중 적어도 일부는 서로 인접한 발광 영역들 사이에 두 개 이상 배치되는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센싱 라인들은 상기 화소 정의막 상에 배치되는 표시 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 복수의 센싱 라인들은 상기 표시 패널의 캐핑층을 사이에 두고 상기 화소 정의막과 중첩되는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센싱 전극들은,
제 1 방향을 따라 교번하여 배치되는 복수의 제 1 센싱 전극 열들과 복수의 제 2 센싱 전극 열들을 포함하며,
상기 제 1 센싱 전극 열들은 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향을 따라 배열되고, 제 1 센싱 라인들에 연결되는 복수의 제 1 센싱 전극들을 포함하고,
상기 제 2 센싱 전극 열들은 상기 제 2 방향을 따라 배열되고, 제 2 센싱 라인들에 연결되며 복수의 제 2 센싱 전극들을 포함하며,
상기 제 1 센싱 전극들은 상기 제 2 방향을 따라 배열된 복수의 서브 전극들을 포함하며,
서로 인접하는 상기 제 1 센싱 전극들 중 하나의 제j(j는 n 이하의 자연수) 번째 서브 전극과, 다른 하나의 제n-j+1 번째 서브 전극이 하나의 상기 제 1 센싱 라인을 통해 서로 전기적으로 연결되는 표시 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 전극 열에 포함된 상기 제 1 센싱 전극들의 개수와 상기 제 2 센싱 전극 열에 포함된 상기 제 2 센싱 전극들의 개수가 같은 표시 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 센싱 전극 열에 포함된 상기 제 1 센싱 전극들의 개수와 상기 제 2 센싱 전극 열에 포함된 상기 제 2 센싱 전극들의 개수가 상이한 표시 장치. - 제 4 항에 있어서,
두 개 이상의 상기 제 1 센싱 라인들 또는 두 개 이상의 상기 제 2 센싱 라인들이 서로 인접한 상기 발광 영역들 사이의 상기 화소 정의막과 중첩되는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센싱 전극들은 개구부를 포함하는 메쉬 구조로 이루어져,
상기 개구부가 상기 화소의 적어도 일부를 노출시키는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센싱 전극들은 동일한 면적으로 이루어져, 각 상기 센싱 전극들이 일대일로 상기 센싱 라인들과 연결되는 표시 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 복수의 센싱 전극들은 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 배열되며,
상기 복수의 센싱 전극들은 인접한 상기 센싱 전극들 사이를 따라 연장된 상기 센싱 라인들을 통해 패드부와 연결되는 표시 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 방향을 따라 n 개의 상기 센싱 전극들이 배열된 경우, 서로 인접한 상기 발광 영역들 사이에 최대 n 개의 상기 센싱 라인들이 배치된 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 터치 센서 상에 배치된 컬러 필터부를 더 포함하며,
상기 컬러 필터부는 상기 발광 영역을 노출시키는 블랙 매트릭스; 및
상기 블랙 매트릭스에 의해 노출된 상기 발광 영역과 중첩되는 컬러 필터를 포함하는 표시 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는 상기 화소 정의막 및 상기 센싱 라인들과 중첩되는 표시 장치. - 화소 정의막에 의해 마련된 발광 영역을 포함하는 복수의 화소들이 배치된 표시 패널; 및
상기 표시 패널 일면에 배치된 터치 센서를 포함하며,
상기 터치 센서는
제 1 방향을 따라 배열되고 제 1 센싱 라인들에 연결되는 복수의 제 1 센싱 전극들을 포함하는 제 1 센싱 전극 열들; 및
상기 제 1 방향을 따라 배열되고 제 2 센싱 라인들에 연결되는 복수의 제 2 센싱 전극들을 포함하며, 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향을 따라 제 1 센싱 열들과 교번하여 배치되는 복수의 제 2 센싱 전극 열들을 포함하며,
상기 제 1 센싱 전극들은 상기 제 1 방향을 따라 배열된 복수의 서브 전극들을 포함하며, 서로 인접하는 제 1 센싱 전극들 중 하나의 상기 서브 전극들은 상기 제 1 센싱 라인들을 통하여 다른 하나의 상기 서브 전극들에 연결되며,
서로 인접하는 제 1 센싱 라인들 사이의 거리는 서로 인접하는 제 2 센싱 라인들 사이의 거리와 상이한 표시 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 서로 인접하는 제 1 센싱 라인들 사이의 거리는 상기 서로 인접하는 제 2 센싱 라인들 사이의 거리보다 가까운 표시 장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 서로 인접하는 제 1 센싱 라인들은 서로 인접한 상기 발광 영역들 사이에 두 개 이상 배치되는 표시 장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 서로 인접하는 제 2 센싱 라인들은 서로 인접한 상기 발광 영역들을 사이에 두고 각각 이격된 표시 장치. - 제 14 항에 있어서,
서로 인접하는 상기 제 1 센싱 전극들 중 하나의 제j(j는 n 이하의 자연수) 번째 서브 전극과, 다른 하나의 제n-j+1 번째 서브 전극이 하나의 상기 제 1 센싱 라인을 통해 서로 전기적으로 연결되는 표시 장치.
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