KR20210012086A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210012086A
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이수정
김석
김기서
김유나
정금동
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Abstract

표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 표시 패널, 및 상기 제1 영역과 두께 방향으로 중첩하는 패널 하부 센서를 포함하고, 상기 표시 패널은 상기 제1 영역에 배치된 제1 센서 전극들, 및 상기 제2 영역에 배치된 제2 센서 전극들을 포함하고, 상기 제1 센서 전극들의 형상은 제2 센서 전극들의 형상과 상이하다.

Description

표시 장치 {DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 스마트폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 네비게이션, 및 스마트 텔레비전과 같이 다양한 전자기기에 적용되고 있다.
표시 장치가 다양한 전자기기에 적용됨에 따라, 다양한 기능을 갖는 표시 장치가 요구되고 있다. 예를 들어, 최근에 사람의 피부 수분을 측정할 수 있는 피부 수분 측정기가 많이 사용되고 있으므로, 사용자의 피부 수분을 측정하는 기능을 표시 장치에 적용하는 것이 제안되고 있다. 하지만, 피부 수분 측정기는 사용자의 피부에 맞닿는 노출 전극을 포함하므로, 피부 수분 측정기를 그대로 표시 장치에 적용하기에는 어려움이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사용자의 피부 수분을 측정할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한, 패널 하부 센서가 배치되는 제1 영역의 경계가 시인되는 현상을 방지할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 표시 패널, 및 상기 제1 영역과 두께 방향으로 중첩하는 패널 하부 센서를 포함하고, 상기 표시 패널은 상기 제1 영역에 배치된 제1 센서 전극들, 및 상기 제2 영역에 배치된 제2 센서 전극들을 포함하고, 상기 제1 센서 전극들의 형상은 제2 센서 전극들의 형상과 상이하다.
상기 제1 센서 전극들의 가장자리는 복수의 절곡부를 포함할 수 있다.
상기 제1 센서 전극들은 기준선으로부터 돌출된 볼록부 및 상기 기준선으로부터 함몰된 오목부를 포함할 수 있다.
상기 볼록부와 상기 오목부는 서로 대향할 수 있다.
상기 볼록부가 상기 기준선으로부터 돌출된 길이는 100μm 내지 600μm 일 수 있다.
상기 제2 센서 전극들의 가장자리는 상기 기준선과 평행할 수 있다.
상기 제1 센서 전극들은 제1 구동 전극들 및 제1 감지 전극들을 포함하고, 상기 제2 센서 전극들은 제2 구동 전극들 및 제2 감지 전극들을 포함하고, 상기 제1 구동 전극과 상기 제1 감지 전극 간의 제1 간격은 상기 제2 구동 전극과 상기 제2 감지 전극 간의 제2 간격보다 작을 수 있다.
인접한 상기 제1 구동 전극들을 연결하는 제1 연결 전극들을 더 포함하고, 인접한 상기 제2 구동 전극들을 연결하는 제2 연결 전극들을 더 포함하고, 상기 제1 연결 전극들의 개수는 상기 제2 연결 전극들의 개수보다 많을 수 있다.
상기 제1 센서 전극과 전기적으로 분리된 제1 도전 패턴들, 및 상기 제2 센서 전극과 전기적으로 분리된 제2 도전 패턴들을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 도전 패턴은 상기 제1 센서 전극에 의해 둘러싸이고, 상기 제2 도전 패턴은 상기 제2 센서 전극에 의해 둘러싸일 수 있다.
상기 제1 도전 패턴의 면적은 상기 제2 도전 패턴의 면적보다 클 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 표시 패널, 및 상기 제1 영역과 두께 방향으로 중첩하는 패널 하부 센서를 포함하고, 상기 표시 패널은 상기 제1 영역에 배치된 제1 센서 전극들, 및 상기 제2 영역에 배치된 제2 센서 전극들을 포함하고, 상기 제1 센서 전극들의 제1 상호 용량의 용량 값은 상기 제2 센서 전극들의 제2 상호 용량의 용량 값과 상이할 수 있다.
상기 제1 상호 용량에 충전된 전압을 감지하여 피부 수분도를 산출할 수 있다.
상기 제1 상호 용량의 용량 값은 상기 제2 상호 용량의 용량 값보다 클 수 있다.
상기 제1 영역에 배치된 제1 화소들을 더 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 제1 화소와 중첩하지 않는 투과부를 더 포함할 수 있다.
상기 투과부는 상기 제1 화소들에 의해 둘러싸일 수 있다.
상기 패널 하부 센서는 상기 투과부와 두께 방향으로 중첩할 수 있다.
상기 제2 영역에 배치된 제2 화소들을 더 포함하고, 단위 면적 당 상기 제1 화소들의 개수는 상기 제2 화소들의 개수보다 적을 수 있다.
상기 제1 화소 및 상기 제2 화소는 제1 전극, 상기 제1 전극을 노출하는 개구부를 포함하는 화소 정의막, 상기 화소 정의막 상에 배치된 발광층, 및 상기 발광층 상에 배치된 제2 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역의 면적은 상기 제2 영역의 면적보다 작을 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예들에 따른 표시 장치에 의하면, 피부 수분을 측정하는 제1 센서 전극이 절곡부를 포함함으로써 제1 센서 전극의 감도가 향상될 수 있다. 따라서, 사용자의 피부 수분도를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 제1 영역에 배치되는 제1 센서 전극과 제2 영역에 배치되는 제2 센서 전극의 형상을 다르게 형성하여 제1 영역과 제2 영역의 화소 밀도 차이로 인해 영역 간의 경계가 시인되는 현상을 최소화할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 5 및 도 6은 도 3의 표시 패널의 측면도들이다.
도 7은 도 3의 Ⅶ-Ⅶ'선을 기준으로 자른 단면도이다.
도 8은 도 7의 표시 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 도 8의 제1 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 도 8의 제2 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 11은 도 7의 센서 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.
도 12는 도 11의 A 영역의 확대도이다.
도 13은 도 12의 B 영역의 확대도이다.
도 14는 도 13의 ⅩⅣ-ⅩⅣ' 선을 기준으로 자른 단면도이다.
도 15는 도 9의 C 영역의 확대도이다.
도 16은 도 15의 D 영역의 확대도이다.
도 17은 도 16의 ⅩⅦ-ⅩⅦ' 선을 기준으로 자른 단면도이다.
도 18은 다른 실시예에 따른 제1 센서의 확대도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치로서, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 및 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 커버 윈도우(100), 표시 패널(300), 표시 회로 보드(310), 표시 구동 회로(320), 센서 구동부(330), 브라켓(600), 메인 회로 보드(700), 배터리(790), 및 하부 커버(900)를 포함한다.
본 명세서에서, "상부"는 표시 패널(300)을 기준으로 커버 윈도우(100)가 배치되는 방향, 즉 Z축 방향을 가리키고, "하부"는 표시 패널(300)을 기준으로 브라켓(600)이 배치되는 방향, 즉 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다. 또한, "좌", "우", "상", "하"는 표시 패널(300)을 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, "좌"는 X축 방향의 반대 방향, "우"는 X축 방향, "상"은 Z축 방향, "하"는 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다.
표시 장치(10)는 평면상 직사각형 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 도 1 및 도 2와 같이 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변을 갖는 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변이 만나는 모서리는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 표시 장치(10)의 평면 형태는 직사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다.
표시 장치(10)는 평탄하게 형성된 제1 면(DR1)과 제1 면(DR1)의 좌우 측들로부터 연장된 제2 면(DR2)을 포함할 수 있다. 제2 면(DR2)은 평탄하게 형성되거나 곡면으로 형성될 수 있다. 제2 면(DR2)이 평탄하게 형성되는 경우, 제1 면(DR1)과 제2 면(DR2)이 이루는 각도는 둔각일 수 있다. 제2 면(DR2)이 곡면으로 형성되는 경우, 일정한 곡률을 갖거나 변화하는 곡률을 가질 수 있다.
도 1에서는 제2 면(DR2)이 제1 면(DR1)의 좌우 측들 각각에서 연장된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 제2 면(DR2)은 제1 면(DR1)의 좌우 측들 중 어느 한 측에서만 연장될 수 있다. 또는, 제2 면(DR2)은 제1 면(DR1)의 좌우 측들뿐만 아니라 상하 측들 중 적어도 어느 하나에서도 연장될 수 있다. 이하에서는, 제2 면(DR2)이 표시 장치(10)의 좌우 측 가장자리에 배치된 것을 중심으로 설명한다.
커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)의 상면을 커버하도록 표시 패널(300)의 상부에 배치될 수 있다. 이로 인해, 커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)의 상면을 보호하는 기능을 할 수 있다.
커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)에 대응하는 투과부(100DA)와 표시 패널(300) 이외의 영역에 대응하는 차광부(100NDA)를 포함할 수 있다. 커버 윈도우(100)는 제1 면(DR1)과 제2 면(DR2)들에 배치될 수 있다. 투과부(100DA)는 제1 면(DR1)의 일부와 제2 면(DR2)들의 일부에 배치될 수 있다. 차광부(100NDA)는 불투명하게 형성될 수 있다. 또는, 차광부(100NDA)는 화상을 표시하지 않는 경우에 사용자에게 보여줄 수 있는 패턴이 형성된 데코층으로 형성될 수 있다. 투과부(100DA)는 후술할 표시 패널(300)의 제1 영역(A1)에 대응하는 제1 투과부(100A1)와 표시 패널(300)의 제2 영역(A2)에 대응하는 제2 투과부(100A2)를 포함할 수 있다.
표시 패널(300)은 커버 윈도우(100)의 하부에 배치될 수 있다. 표시 패널(300)은 커버 윈도우(100)의 투과부(100DA)에 중첩되도록 배치될 수 있다. 표시 패널(300)은 제1 면(DR1)과 제2 면(DR2)들에 배치될 수 있다. 이로 인해, 제1 면(DR1)뿐만 아니라 제2 면(DR2)들에서도 표시 패널(300)의 영상이 보일 수 있다.
표시 패널(300)은 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(A1)은 커버 윈도우(100)의 제1 투과부(100A1)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 제2 영역(A2)은 커버 윈도우(100)의 제2 투과부(100A2)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 제1 영역(A1)은 제2 영역(A2)의 일 측, 예를 들어 도 2와 같이 상 측에 배치될 수 있다.
표시 패널(300)은 발광 소자(light emitting element)를 포함하는 발광 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(300)은 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 이용하는 유기 발광 표시 패널, 및 초소형 발광 다이오드(micro LED)를 이용하는 초소형 발광 다이오드 표시 패널, 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 소자(Quantum dot Light Emitting Diode)를 이용하는 양자점 발광 표시 패널, 또는 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 소자를 이용하는 무기 발광 표시 패널일 수 있다. 이하에서는, 표시 패널(300)이 유기 발광 표시 패널인 것을 중심으로 설명한다.
표시 패널(300)의 일 측에는 표시 회로 보드(310)와 표시 구동 회로(320)가 부착될 수 있다. 표시 회로 보드(310)의 일 단은 이방성 도전 필름을 이용하여 표시 패널(300)의 일 측에 마련된 패드들 상에 부착될 수 있다. 표시 회로 보드(310)는 구부러질 수 있는 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board, FPCB), 단단하여 잘 구부러지지 않는 강성 인쇄 회로 보드(rigid printed circuit board, PCB), 또는 강성 인쇄 회로 보드와 연성 인쇄 회로 보드를 모두 포함하는 복합 인쇄 회로 보드일 수 있다.
표시 구동 회로(320)는 표시 회로 보드(310)를 통해 제어 신호들과 전원 전압들을 인가받고, 표시 패널(300)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 생성하여 출력한다. 표시 구동 회로(320)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성될 수 있다. 표시 구동 회로(320)가 표시 패널(300) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 표시 구동 회로(320)는 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식 또는 초음파 방식으로 표시 패널(300) 상에 부착될 수 있다. 또는, 표시 구동 회로(320)는 표시 회로 보드(310) 상에 배치될 수도 있다.
표시 회로 보드(310) 상에는 센서 구동부(330)가 배치될 수 있다. 센서 구동부(330)는 집적회로로 형성될 수 있다. 센서 구동부(330)는 표시 회로 보드(310) 상에 부착될 수 있다. 센서 구동부(330)는 표시 회로 보드(310)를 통해 표시 패널(300)의 센서 전극층의 센서 전극들에 전기적으로 연결될 수 있다. 센서 구동부(330)는 센서 전극들 중 구동 전극들에 구동 신호들을 인가하고, 센서 전극들 중 감지 전극들을 통해 구동 전극들과 감지 전극들 사이의 상호 정전 용량(mutual capacitance, 이하 "상호 용량"으로 칭함)에 충전된 전압을 감지함으로써, 사용자의 터치 여부를 판단함과 동시에 사용자의 피부 수분을 측정할 수 있다. 사용자의 터치는 접촉 터치와 근접 터치를 포함한다. 접촉 터치는 사용자의 손가락 또는 펜 등의 물체가 센서 전극층 상에 배치되는 표시 장치(10)의 커버 윈도우(100)에 직접 접촉하는 것을 가리킨다. 근접 터치는 호버링(hovering)과 같이, 사용자의 손가락 또는 펜 등의 물체가 표시 장치(10)의 일 면 상에서 근접하게 떨어져 위치하는 것을 가리킨다.
연성 필름(390)의 일 측은 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 표시 패널(300)의 하 측에서 표시 패널(300)의 상면 상에 부착될 수 있다. 연성 필름(390)의 타 측은 이방성 도전 필름을 이용하여 표시 회로 보드(310)의 상 측에서 표시 회로 보드(310)의 상면 상에 부착될 수 있다. 연성 필름(390)은 구부러질 수 있는 플렉시블 필름(flexible film)일 수 있다.
한편, 연성 필름(390)은 생략될 수 있으며, 표시 회로 보드(310)가 표시 패널(300)의 일 측에 직접 부착될 수 있다. 이 경우, 표시 패널(300)의 일 측은 표시 패널(300)의 하면으로 구부러져 배치될 수 있다.
표시 패널(300)의 하부에는 브라켓(600)이 배치될 수 있다. 브라켓(600)은 플라스틱, 금속, 또는 플라스틱과 금속을 모두 포함할 수 있다. 브라켓(600)에는 카메라 장치(720)가 삽입되는 제1 카메라 홀(CMH1), 배터리(790)가 배치되는 배터리 홀(BH), 및 표시 회로 보드(310)에 연결된 케이블(314)이 통과하는 케이블 홀(CAH) 및 패널 하부 센서들(740, 750, 760)이 배치되는 센서 홀(SH)이 형성될 수 있다. 센서 홀(SH)은 표시 패널(300)의 제1 영역(A1)과 중첩하도록 배치될 수 있다.
브라켓(600)의 하부에는 메인 회로 보드(700)와 배터리(790)가 배치될 수 있다. 메인 회로 보드(700)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 또는 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
메인 회로 보드(700)는 메인 프로세서(710), 카메라 장치(720), 메인 커넥터(730), 및 패널 하부 센서들(740, 750, 760)을 포함할 수 있다. 카메라 장치(720)는 메인 회로 보드(700)의 상면과 하면 모두에 배치되고, 메인 프로세서(710)는 메인 회로 보드(700)의 상면에 배치되며, 메인 커넥터(730)는 메인 회로 보드(700)의 하면에 배치될 수 있다. 패널 하부 센서들(740, 750, 760)은 메인 회로 보드(700)의 상면에 배치될 수 있다. 패널 하부 센서들(740, 750, 760)은 표시 패널(300)의 제1 영역(A1)과 중첩하도록 배치될 수 있다.
메인 프로세서(710)는 표시 장치(10)의 모든 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 표시 패널(300)이 영상을 표시하도록 디지털 비디오 데이터를 표시 회로 보드(310)를 통해 표시 구동 회로(320)로 출력할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 센서 구동부(330)로부터 터치 데이터를 입력 받고 사용자의 터치 좌표를 판단한 후, 사용자의 터치 좌표에 표시된 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 패널 하부 센서들(740, 750, 760)로부터 입력되는 센서 신호들에 따라 표시 장치(10)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 패널 하부 센서들(740, 750, 760)은 근접 센서(740), 조도 센서(750), 및 홍채 센서(760)를 포함할 수 있다. 패널 하부 센서들(740, 750, 760)은 도 2에 도시된 바에 한정되지 않는다. 메인 프로세서(710)는 근접 센서(740)로부터 입력되는 근접 센서 신호에 따라 물체가 표시 장치(10)의 상면에 근접하게 위치하였는지 판단할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 사용자가 표시 장치(10)를 이용하여 상대방과 통화하는 통화 모드에서 물체가 표시 장치(10)의 상면에 근접하게 위치한 경우, 사용자에 의해 터치가 실행되더라도 터치 좌표에 표시된 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행하지 않을 수 있다.
메인 프로세서(710)는 조도 센서(750)로부터 입력되는 조도 센서 신호에 따라 표시 장치(10)의 상면의 밝기를 판단할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 표시 장치(10)의 상면의 밝기에 따라 표시 패널(300)이 표시하는 영상의 휘도를 조정할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 홍채 센서(760)로부터 입력되는 홍채 센서 신호에 따라 사용자의 홍채 이미지가 메모리에 미리 저장된 홍채 이미지와 동일한지를 판단할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 사용자의 홍채 이미지가 메모리에 미리 저장된 홍채 이미지와 동일한 경우 표시 장치(10)의 잠금을 해제하고, 표시 패널(300)에 홈 화면을 표시할 수 있다.
카메라 장치(720)는 카메라 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지 영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리하여 메인 프로세서(710)로 출력한다.
메인 커넥터(730)에는 브라켓(600)의 케이블 홀(CAH)을 통과한 케이블(314)이 연결될 수 있다. 이로 인해, 메인 회로 보드(700)는 표시 회로 보드(310)에 전기적으로 연결될 수 있다.
근접 센서(740)는 물체가 표시 장치(10)의 상면에 근접하게 위치하는지를 감지하기 위한 센서이다. 근접 센서(740)는 광을 출력하는 광원과 물체에 의해 반사된 광을 수신하는 광 수신부를 포함할 수 있다. 근접 센서(740)는 물체에 의해 반사된 광량에 따라 표시 장치(10)의 상면에 근접하게 위치하는 물체가 존재하는지를 판단할 수 있다. 근접 센서(740)는 표시 장치(10)의 상면에 근접하게 위치하는 물체가 존재하는지에 따라 근접 센서 신호를 생성하여 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
조도 센서(750)는 표시 장치의 상면의 밝기를 감지하기 위한 센서이다. 조도 센서(750)는 입사되는 광의 밝기에 따라 저항 값이 변하는 저항을 포함할 수 있다. 조도 센서(750)는 저항의 저항 값에 따라 표시 장치의 상면의 밝기를 판단할 수 있다. 조도 센서(750)는 표시 장치의 상면의 밝기에 따라 조도 센서 신호를 생성하여 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
홍채 센서(760)는 사용자의 홍채를 촬영한 이미지가 메모리에 미리 저장된 홍채 이미지와 동일한지를 감지하기 위한 센서이다. 홍채 센서(760)는 사용자의 홍채 이미지가 메모리에 미리 저장된 홍채 이미지와 동일한지에 따라 홍채 센서 신호를 생성하여 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다.
배터리(790)는 제3 방향(Z축 방향)에서 메인 회로 보드(700)와 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. 배터리(790)는 브라켓(600)의 배터리 홀(BH)에 중첩할 수 있다.
이외, 메인 회로 보드(700)에는 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있는 이동 통신 모듈이 더 장착될 수 있다. 무선 신호는 음성 신호, 화상 통화 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
하부 커버(900)는 메인 회로 보드(700)와 배터리(790)의 하부에 배치될 수 있다. 하부 커버(900)는 브라켓(600)과 체결되어 고정될 수 있다. 하부 커버(900)는 표시 장치(10)의 하면 외관을 형성할 수 있다. 하부 커버(900)는 플라스틱, 금속, 또는 플라스틱과 금속을 모두 포함할 수 있다.
하부 커버(900)에는 카메라 장치(720)의 하면이 노출되는 제2 카메라 홀(CMH2)이 형성될 수 있다. 카메라 장치(720)의 위치와 카메라 장치(720)에 대응되는 제1 및 제2 카메라 홀들(CMH1, CMH2)의 위치는 도 2에 도시된 실시예에 한정되지 않는다.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다. 도 5 및 도 6은 도 3의 표시 패널의 측면도들이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 패널(300)은 유기 발광 표시 패널, 액정 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 전계방출 표시 패널, 전기 영동 표시 패널, 전기 습윤 표시 패널, 양자점 발광 표시 패널, 무기 발광 표시 패널, 및 마이크로 발광 다이오드(micro LED) 표시 장치 중 어느 하나일 수 있다. 이하에서는, 표시 패널(300)이 유기 발광 표시 장치인 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
표시 패널(300)은 메인 영역(MA)과 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 돌출된 돌출 영역(PA)을 포함할 수 있다.
메인 영역(MA)은 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)의 장변을 갖는 직사각형 형태의 평면으로 형성될 수 있다. 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변이 만나는 코너(corner)는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 표시 장치(10)의 평면 형태는 사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 메인 영역(MA)은 평탄하게 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 좌우측 끝단에 형성된 곡면부를 포함할 수 있다. 이 경우, 곡면부는 일정한 곡률을 갖거나 변화하는 곡률을 가질 수 있다.
메인 영역(MA)은 화소들이 형성되어 영상을 표시하는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 주변 영역인 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)에는 화소들뿐만 아니라, 화소들에 접속되는 스캔 라인들, 데이터 라인들, 및 전원 라인이 배치될 수 있다. 메인 영역(MA)이 곡면부를 포함하는 경우, 표시 영역(DA)은 곡면부에 배치될 수 있다. 이 경우, 곡면부에서도 표시 패널(300)의 영상이 보일 수 있다.
표시 영역(DA)은 상술한 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(A1)은 제2 영역(A2)의 일측에 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 표시 영역(DA)은 복수의 제1 영역(A1)을 포함하고, 제1 영역(A1)은 제2 영역(A2)에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 영역(A1)은 제2 영역(A2)의 코너에 인접하게 배치될 수도 있다.
제1 영역(A1)의 면적은 제2 영역(A2)의 면적과 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(A1)의 면적은 제2 영역(A2)의 면적보다 작을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다시 도 3을 참조하면, 비표시 영역(NDA)은 표시 패널(300)에서 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 제외한 나머지 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)에는 스캔 라인들에 스캔 신호들을 인가하기 위한 스캔 구동부, 및 데이터 라인들과 표시 구동 회로(320)를 연결하는 링크 라인들이 배치될 수 있다.
돌출 영역(PA)은 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 돌출될 수 있다. 예를 들어, 돌출 영역(PA)은 도 3과 같이 메인 영역(MA)의 하 측으로부터 돌출될 수 있다. 돌출 영역(PA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이는 메인 영역(MA)의 제1 방향(X축 방향)의 길이보다 작을 수 있다.
돌출 영역(PA)은 벤딩 영역(BA)과 패드 영역(PDA)을 포함할 수 있다. 이 경우, 패드 영역(PDA)은 벤딩 영역(BA)의 일 측에 배치되고, 메인 영역(MA)은 벤딩 영역(BA)의 타 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 패드 영역(PDA)은 벤딩 영역(BA)의 하 측에 배치되고, 메인 영역(MA)은 벤딩 영역(BA)의 상 측에 배치될 수 있다.
표시 패널(300)은 구부러지거나, 휘어지거나, 벤딩되거나, 접히거나, 말릴 수 있도록 유연하게 형성될 수 있다. 그러므로, 표시 패널(300)은 벤딩 영역(BA)에서 두께 방향(Z축 방향)으로 벤딩될 수 있다. 도 4와 같이 표시 패널(300)이 벤딩되기 전에 표시 패널(300)의 패드 영역(PDA)의 일면은 상부를 향하고 있다. 도 5와 같이 표시 패널(300)이 벤딩된 후에는 표시 패널(300)의 패드 영역(PDA)의 일면은 하부로 향하게 된다. 이로 인해, 패드 영역(PDA)은 메인 영역(MA)의 하부에 배치되므로, 메인 영역(MA)과 중첩될 수 있다.
표시 패널(300)의 패드 영역(PDA)에는 표시 구동 회로(320)와 표시 회로 보드(310)와 전기적으로 연결되는 패드들이 배치될 수 있다.
표시 패널(300)의 하부에는 패널 하부 커버(301)가 배치될 수 있다. 패널 하부 커버(301)는 접착 부재를 통해 표시 패널(300)의 하면에 부착될 수 있다. 접착 부재는 압력 민감 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)일 수 있다.
패널 하부 커버(301)는 외부로부터 입사되는 광을 흡수하기 위한 광 흡수 부재, 외부로부터의 충격을 흡수하기 위한 완충 부재, 표시 패널(300)의 열을 효율적으로 방출하기 위한 방열 부재를 포함할 수 있다.
광 흡수 부재는 표시 패널(300)의 하부에 배치될 수 있다. 광 흡수 부재는 광의 투과를 저지하여 광 흡수 부재의 하부에 배치된 구성들, 예를 들어 표시 회로 보드(310) 등이 표시 패널(300)의 상부에서 시인되는 것을 방지한다. 광 흡수 부재는 블랙 안료나 블랙 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다.
완충 부재는 광 흡수 부재의 하부에 배치될 수 있다. 완충 부재는 외부 충격을 흡수하여 표시 패널(300)이 파손되는 것을 방지한다. 완충 부재는 단일층 또는 복수층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 완충 부재는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene)등과 같은 고분자 수지로 형성되거나, 고무, 우레탄 계열 물질, 또는 아크릴 계열 물질을 발포 성형한 스폰지 등 탄성을 갖는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 완충 부재는 쿠션층일 수 있다.
방열 부재는 완충 부재의 하부에 배치될 수 있다. 방열 부재는 그라파이트나 탄소 나노 튜브 등을 포함하는 제1 방열층과 전자기파를 차폐할 수 있고 열전도성이 우수한 구리, 니켈, 페라이트, 은과 같은 금속 박막으로 형성된 제2 방열층을 포함할 수 있다.
표시 패널(300)이 쉽게 구부러질 수 있도록 하기 위해, 도 5와 같이 패널 하부 커버(301)는 표시 패널(300)의 벤딩 영역(BA)에 배치되지 않을 수 있다. 표시 패널(300)이 벤딩 영역(BA)에서 구부러져 패드 영역(PDA)은 메인 영역(MA)의 하부에 배치되므로, 메인 영역(MA)과 중첩될 수 있다. 이로 인해, 표시 패널(300)의 메인 영역(MA)에 배치된 패널 하부 커버(301)와 표시 패널(300)의 패드 영역(PDA)에 배치된 패널 하부 커버(301)는 접착 부재(102)에 의해 부착될 수 있다. 접착 부재(102)는 압력 민감 점착제일 수 있다.
표시 구동 회로(320)는 표시 패널(300)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력한다. 예를 들어, 표시 구동 회로(320)는 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급할 수 있다. 또한, 표시 구동 회로(320)는 전원 라인에 전원 전압을 공급하며, 스캔 구동부에 스캔 제어 신호들을 공급할 수 있다. 표시 구동 회로(320)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성되어 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 패드 영역(PDA)에서 표시 패널(300) 상에 장착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동 회로(320)는 표시 회로 보드(310) 상에 장착될 수 있다.
패드들은 표시 구동 회로(320)에 전기적으로 연결되는 표시 패드들과 센서 배선들에 전기적으로 연결되는 센서 패드들을 포함할 수 있다.
표시 회로 보드(310)는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 패드들 상에 부착될 수 있다. 이로 인해, 표시 회로 보드(310)의 리드 라인들은 패드들에 전기적으로 연결될 수 있다. 표시 회로 보드(310)는 연성 인쇄 회로 보드(flexible prinited circuit board), 인쇄 회로 보드(printed circuit board) 또는 칩온 필름(chip on film)과 같은 연성 필름(flexible film)일 수 있다.
센서 구동부(330)는 표시 패널(300)의 센서 전극층(SEL)의 센서 전극들에 연결될 수 있다. 센서 구동부(330)는 센서 전극층(SEL)의 센서 전극들에 구동 신호들을 인가하고 센서 전극들의 상호 용량 값들을 측정한다. 구동 신호는 복수의 구동 펄스들을 갖는 신호일 수 있다. 센서 구동부(330)는 상호 용량 값들에 따라 사용자의 터치 여부와 근접 여부 등을 판단할 수 있다. 사용자의 터치는 사용자의 손가락 또는 펜 등과 같은 물체가 센서 전극층(SEL) 상에 배치되는 표시 장치(10)의 일 면에 직접 접촉하는 것을 가리킨다. 사용자의 근접은 사용자의 손가락 또는 펜 등과 같은 물체가 표시 장치(10)의 일 면 상에서 떨어져 위치하는(hovering) 것을 가리킨다.
센서 구동부(330)는 표시 회로 보드(310) 상에 배치될 수 있다. 센서 구동부(330)는 집적회로(IC)로 형성되어 표시 회로 보드(310) 상에 장착될 수 있다.
도 7은 도 3의 Ⅶ-Ⅶ'선을 기준으로 자른 단면도이다.
도 7을 참조하면, 표시 패널(300)은 기판(SUB), 기판(SUB) 상에 배치된 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 및 박막 봉지층(TFEL)을 갖는 표시 유닛(DU)과, 센서 전극층(SEL)을 갖는 센서 유닛(SU)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 고분자 물질의 예로는 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terepthalate: PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 또는, 기판(SUB)은 금속 재질의 물질을 포함할 수도 있다.
기판(SUB)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 기판(SUB)이 플렉서블 기판인 경우, 폴리이미드(PI)로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)에는 화소들 각각의 박막 트랜지스터들뿐만 아니라, 스캔 라인들, 데이터 라인들, 전원 라인들, 스캔 제어 라인들, 및 패드들과 데이터 라인들을 연결하는 라우팅 라인들 등이 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터들 각각은 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 스캔 구동부(340)가 도 8과 같이 표시 패널(300)의 비표시 영역(NDA)에 형성되는 경우, 스캔 구동부(340)는 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 박막 트랜지스터층(TFTL)의 화소들 각각의 박막 트랜지스터들, 스캔 라인들, 데이터 라인들, 및 전원 라인들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 스캔 제어 라인들과 링크 라인들은 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL) 상에는 발광 소자층(EML)이 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 화소들과 화소들을 정의하는 화소 정의막을 포함할 수 있다. 발광층은 유기 물질을 포함하는 유기 발광층일 수 있다. 이 경우, 발광층은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 발광층(organic light emitting layer), 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 박막 트랜지스터를 통해 제1 전극에 소정의 전압이 인가되고, 제2 전극에 캐소드 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기 발광층으로 이동되며, 유기 발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다. 발광 소자층(EML)의 화소들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
발광 소자층(EML) 상에는 박막 봉지층(TFEL)이 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 박막 봉지층(TFEL)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 박막 봉지층(TFEL)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호하는 역할을 한다. 이를 위해, 박막 봉지층(TFEL)은 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 유기막은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 또는 폴리이미드 수지(polyimide resin)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
박막 봉지층(TFEL)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA) 모두에 배치될 수 있다. 구체적으로, 박막 봉지층(TFEL)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)의 발광 소자층(EML)을 덮으며, 비표시 영역(NDA)의 박막 트랜지스터층(TFTL)을 덮도록 배치될 수 있다.
박막 봉지층(TFEL) 상에는 센서 전극층(SEL)이 배치될 수 있다. 센서 전극층(SEL)이 박막 봉지층(TFEL) 상에 바로 배치됨으로써, 센서 전극층(SEL)을 포함하는 별도의 터치 패널이 박막 봉지층(TFEL) 상에 부착되는 경우보다 표시 장치(10)의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.
센서 전극층(SEL)은 정전 용량 방식으로 구동하는 센서 전극들과 센서 패드들과 센서 전극들을 연결하는 센서 배선들을 포함할 수 있다. 센서 전극층(SEL)의 센서 전극들은 도 11과 같이 표시 영역(DA)에 중첩하는 센서 영역(SA)에 배치될 수 있다. 센서 전극층(SEL)의 센서 배선들은 도 11과 같이 비표시 영역(NDA)에 중첩하는 센서 주변 영역(SPA)에 배치될 수 있다.
도 8은 도 7의 표시 유닛을 설명하기 위한 평면도이다. 도 9는 도 8의 제1 영역을 설명하기 위한 평면도이다. 도 10은 도 8의 제2 영역을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8에서는 설명의 편의를 위해 표시 유닛(DU)의 화소(SP1, SP2)들, 스캔 라인(SL)들, 데이터 라인(DL)들, 스캔 제어 라인들(SCL), 팬 아웃 라인(DLL)들, 스캔 구동부(340), 표시 구동 회로(320), 및 표시 패드들(DP) 만을 도시하였다.
도 8을 참조하면, 표시 영역(DA)에는 화소(SP1, SP2)들, 스캔 라인(SL)들, 및 데이터 라인(DL)들이 배치된다.
화소(SP1, SP2)는 제1 영역(A1)에 배치되는 제1 화소(SP1)들, 제2 영역(A2)에 배치되는 제2 화소(SP2)들을 포함할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명을 위해 도 9 및 도 10이 참조된다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 영역(A1)은 제1 화소(SP1)들 및 제1 화소(SP1)들에 의해 둘러싸인 투과 영역(TA)을 포함할 수 있다. 투과 영역(TA)은 상술한 패널 하부 센서(740, 750, 760)들과 두께 방향으로 중첩할 수 있다. 이 경우, 투과 영역(TA)은 표시 패널(300)의 상부로부터의 광이 패널 하부 센서(740, 750, 760)들로 입사될 수 있는 경로를 제공할 수 있다. 따라서, 패널 하부 센서(740, 750, 760)들이 표시 패널(300)과 중첩하도록 배치되더라도, 패널 하부 센서(740, 750, 760)들의 감지 능력이 낮아지는 것을 방지하거나 줄일 수 있다.
제2 영역(A2)에는 투과 영역(TA)이 배치되지 않을 수 있다. 투과 영역(TA)으로 인해 제1 영역(A1)의 단위 면적 당 제1 화소(SP1)의 개수와 제2 영역(A2)의 단위 면적 당 제2 화소(SP2)의 개수는 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(A1)의 단위 면적 당 제1 화소(SP1)의 개수는 제2 영역(A2)의 단위 면적 당 제2 화소(SP2)의 개수보다 적을 수 있다. 일반적으로, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 화소 밀도가 달라지는 경우, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2) 사이의 경계가 시인될 수 있다. 이에 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 제1 영역(A1)에 배치되는 제1 센서 전극(SE1)과 제2 영역(A2)에 배치되는 제2 센서 전극(SE2)의 패턴을 상이하게 형성하여 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2) 사이의 경계가 시인되는 현상을 최소화할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 11을 참조하여 후술하기로 한다.
도 9 및 도 10에서는 제1 화소(SP1)와 제2 화소(SP2)가 평면상 정사각형 형태를 갖는 경우를 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제1 화소(SP1)와 제2 화소(SP2)는 각각은 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변을 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다.
또한, 도 9에서는 투과 영역(TA)이 평면상 직사각형의 형태를 갖는 것을 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 투과 영역(TA)은 직사각형 이외의 다른 사각형의 형태를 갖거나, 사각형 이외의 다른 다각 형태, 원 형태, 타원 형태, 또는 비정형 형태를 가질 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 스캔 라인(SL)들은 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 형성되고, 데이터 라인(DL)들은 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 나란하게 형성될 수 있다.
화소(SP1, SP2)들 각각은 스캔 라인(SL)들 중 적어도 어느 하나와 데이터 라인(DL)들 중 어느 하나에 접속될 수 있다. 화소(SP1, SP2)들 각각은 구동 트랜지스터와 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터들, 발광 소자, 및 커패시터를 포함할 수 있다. 화소(SP1, SP2)들 각각은 스캔 라인(SL)으로부터 스캔 신호가 인가되는 경우 데이터 라인(DL)의 데이터 전압을 공급받으며, 게이트 전극에 인가된 데이터 전압에 따라 발광 소자에 구동 전류를 공급함으로써 발광할 수 있다. 발광 소자는 제1 전극, 유기 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 발광 소자는 제1 전극, 양자점 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 양자점 발광 소자, 제1 전극, 무기 반도체를 갖는 무기 발광층, 및 제2 전극을 포함하는 무기 발광 소자, 또는 초소형 발광 다이오드를 포함하는 초소형 발광 소자로 구현될 수 있다.
스캔 구동부(340)는 복수의 스캔 제어 라인들(SCL)을 통해 표시 구동 회로(320)에 연결된다. 그러므로, 스캔 구동부(340)는 표시 구동 회로(320)의 스캔 제어 신호를 입력 받을 수 있다. 스캔 구동부(340)는 스캔 제어 신호에 따라 스캔 신호들을 생성하여 스캔 라인(SL)들에 공급한다.
도 8에서는 스캔 구동부(340)가 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스캔 구동부(340)는 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽과 우측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 형성될 수 있다.
표시 구동 회로(320)는 표시 패드들(DP)에 접속되어 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호들을 입력 받는다. 표시 구동 회로(320)는 디지털 비디오 데이터를 아날로그 정극성/부극성 데이터 전압들로 변환하여 팬 아웃 라인(DLL)들을 통해 데이터 라인(DL)들에 공급한다. 또한, 표시 구동 회로(320)는 복수의 스캔 제어 라인들(SCL)을 통해 스캔 구동부(340)를 제어하기 위한 스캔 제어 신호를 생성하여 공급한다. 스캔 구동부(340)의 스캔 신호들에 의해 데이터 전압들이 공급될 화소(SP1, SP2)들이 선택되며, 선택된 화소(SP1, SP2)들에 데이터 전압들이 공급된다.
도 11은 도 7의 센서 유닛을 설명하기 위한 평면도이다. 도 12는 도 11의 A 영역의 확대도이다. 도 13은 도 12의 B 영역의 확대도이다. 도 14는 도 13의 ⅩⅣ-ⅩⅣ' 선을 기준으로 자른 단면도이다. 도 15는 도 9의 C 영역의 확대도이다. 도 16은 도 15의 D 영역의 확대도이다. 도 17은 도 16의 ⅩⅦ-ⅩⅦ' 선을 기준으로 자른 단면도이다.
도 11에서는 센서 유닛(SU)은 센서 전극(SE1, SE2)들이 두 종류의 전극들, 예를 들어 연결 전극(BE1, BE2)들을 통해 연결되는 구동 전극(TE1, TE2)들과 감지 전극(RE1, RE2)들을 포함하며, 구동 전극(TE1, TE2)들에 구동 신호를 인가한 후 감지 전극(RE1, RE2)들을 통해 상호 용량들의 변화량들을 감지하는 상호 용량 방식으로 구동되는 2 층(two layer)의 상호 용량 방식으로 구동되는 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 센서 유닛(SU)은 센서 전극(SE1, SE2)들이 연결 전극(BE1, BE2)들 없이 구동 전극(TE1, TE2)들과 감지 전극(RE1, RE2)들을 포함하며, 상호 용량 방식으로 구동되는 1 층(one layer)의 상호 용량 방식으로 구동될 수 있다. 또는, 센서 유닛(SU)은 한 종류의 전극들을 이용하여 셀프 용량들의 변화량들을 감지하는 1 층의 셀프 용량 방식으로 구동될 수 있다.
도 11에서는 설명의 편의를 위해 센서 전극들(SE1, SE2), 도전 패턴(DE1, DE2)들, 센서 배선들(TL1, TL2, RL), 센서 패드들(TP1, TP2), 가드 라인들(GL1~GL5), 및 접지 라인들(GRL1~GRL3)만을 도시하였다.
도 11을 참조하면, 센서 유닛(SU)은 사용자의 터치를 감지하기 위한 센서 영역(SA)과 센서 영역(SA)의 주변에 배치되는 센서 주변 영역(SPA)을 포함한다. 센서 영역(SA)은 표시 유닛(DU)의 표시 영역(DA)에 중첩하고, 센서 주변 영역(SPA)은 표시 유닛(DU)의 비표시 영역(NDA)에 중첩할 수 있다.
센서 영역(SA)은 상술한 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 센서 영역(SA)의 제1 영역(A1)에는 제1 센서 전극(SE1)과 제1 도전 패턴(DE1)이 배치되고, 제2 영역(A2)에는 제2 센서 전극(SE2)과 제2 도전 패턴(DE2)이 배치될 수 있다.
제1 센서 전극(SE1)과 제2 센서 전극(SE2)은 각각 구동 전극과 감지 전극을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 센서 전극(SE1)은 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1)을 포함할 수 있다.
제1 감지 전극(RE1)들은 제1 방향(X축 방향)으로 배치되고, 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 구동 전극(TE1)들은 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 배치되며, 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 제1 구동 전극(TE1)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 제2 방향(Y축 방향)으로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들은 제1 연결 전극(BE1)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 제1 방향(X축 방향)으로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들은 전기적으로 절연된다. 또한, 제1 방향(X축 방향)으로 인접한 제1 감지 전극(RE1)들은 제1 연결부(CE1)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 제2 방향(Y축 방향)으로 인접한 제1 감지 전극(RE1)들은 전기적으로 절연된다. 그러므로, 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들의 교차점들에는 제1 상호 용량(Cm1)이 형성될 수 있다. 센서 구동부(330)는 수분 측정 모드에서 제1 상호 용량(Cm1)에 충전된 전압을 감지함으로써, 사용자의 피부 수분을 측정할 수 있다. 아울러, 센서 구동부(330)는 터치 감지 모드에서 제1 상호 용량(Cm1)에 충전된 전압을 감지함으로써, 사용자의 터치 여부를 판단할 수도 있다.
제1 구동 전극(TE1), 제1 감지 전극(RE1), 제1 도전 패턴(DE1), 및 제1 연결부(CE1)는 동일한 층에 배치되므로, 평면상 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 구동 전극(TE1), 제1 감지 전극(RE1), 제1 도전 패턴(DE1), 및 제1 연결부(CE1) 각각의 사이에는 갭이 존재할 수 있다. 도 12에서는 설명의 편의를 위해 제1 구동 전극(TE1), 제1 감지 전극(RE1), 제1 도전 패턴(DE1), 및 제1 연결부(CE1) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다.
제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1)은 적어도 하나의 절곡부를 포함할 수 있다. 도 12에서는 제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1)이 10개의 절곡부를 포함하는 경우를 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 절곡부에 의해 제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1)은 적어도 하나의 볼록부 및 오목부를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 구동 전극(TE1)의 볼록부(TV)는 기준선(RF)으로부터 돌출된 부분으로 정의될 수 있다. 기준선(RF)은 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들이 교차하는 지점을 잇는 직선으로 정의될 수 있다. 제1 구동 전극(TE1)의 오목부(TC)는 기준선(RF)으로부터 함몰된 부분으로 정의될 수 있다.
제1 센서 전극(SE1)의 볼록부와 오목부는 서로 대향할 수 있다. 구체적으로, 제1 구동 전극(TE1)의 볼록부(TV)는 제1 감지 전극(RE1)의 오목부(RC)와 대향할 수 있다. 또한, 제1 구동 전극(TE1)의 오목부(TC)는 제1 감지 전극(RE1)의 볼록부(RV)와 대향할 수 있다.
제1 구동 전극(TE1)의 폭(WT1)은 기준선(RF)으로부터 제1 도전 패턴(DE1)과 인접하는 제1 구동 전극(TE1)의 가장자리까지의 거리로 정의될 수 있다. 제1 구동 전극(TE1)의 폭(WT1)은 790μm 내지 835μm일 수 있다. 또한, 제1 구동 전극(TE1)의 폭(WT1)은 810μm 내지 815μm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 감지 전극(RE1)의 폭(WR1)은 기준선(RF)으로부터 제1 도전 패턴(DE1)과 인접하는 제1 감지 전극(RE1)의 가장자리까지의 거리로 정의될 수 있다. 제1 감지 전극(RE1)의 폭(WR1)은 제1 구동 전극(TE1)의 폭(WT1)과 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 구동 전극(TE1)의 볼록부(TV)가 기준선(RF)으로부터 돌출된 길이(WTP1)는 405μm 내지 450μm 일 수 있다. 또한, 제1 구동 전극(TE1)의 볼록부(TV)가 기준선(RF)으로부터 돌출된 길이(WTP1)는 425μm 내지 430μm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 감지 전극(RE1)의 볼록부(RV)가 기준선(RF)으로부터 돌출된 길이(WRP1)는 제1 구동 전극(TE1)의 볼록부(TV)가 기준선(RF)으로부터 돌출된 길이(WTP1)와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1) 간의 제1 간격(D1)은 2μm 내지 90μm 일 수 있다. 또한, 제1 간격(D1)은 4μm 내지 5μm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 제1 센서 전극(SE1)이 절곡부를 포함하는 경우, 제1 센서 전극(SE1)의 제1 상호 용량(Cm1)의 용량 값이 커질 수 있다. 이에 따라, 사용자의 피부 수분에 따른 제1 센서 전극(SE1) 감도를 향상시킬 수 있으므로, 피부 수분도를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1)은 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성될 수 있다. 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1)들을 포함하는 센서 전극층(SEL)이 도 14와 같이 박막 봉지막(TFEL) 상에 바로 형성되는 경우, 발광 소자층(EML)의 제2 전극과 센서 전극층(SEL)의 제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1)들 각각의 사이의 거리가 가깝기 때문에, 발광 소자층(EML)의 제2 전극과 제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1)들 각각의 사이에 기생 정전 용량(parasitic capacitance)이 크게 형성될 수 있다. 기생 정전 용량은 발광 소자층(EML)의 제2 전극과 센서 전극층(SEL)의 제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1) 각각의 사이의 중첩 면적에 비례하므로, 기생 정전 용량을 줄이기 위해 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1)은 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1)이 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성되는 경우, 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1)은 제1 화소(SP1)의 서브 화소(R, G, B)들과 중첩하지 않을 수 있다. 구체적으로, 제1 화소(SP1)는 계조를 표현할 수 있는 한 그룹의 서브 화소들을 의미할 수 있으며, 도 13에서는 제1 화소(SP1)가 하나의 제1 서브 화소(R), 두 개의 제2 서브 화소(G)들, 및 하나의 제3 서브 화소(B)를 포함하는 것을 예시하였다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 화소(SP1)는 하나의 제1 서브 화소(R), 하나의 제2 서브 화소(G), 및 하나의 제3 서브 화소(B)를 포함할 수도 있다. 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1)이 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성되는 경우, 서브 화소(R, G, B)들로부터 출력된 광이 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1)에 의해 가려짐으로써 광의 휘도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1)의 메쉬 구조는 서브 화소(R, G, B)의 발광 영역을 정의하는 화소 정의막과 중첩하도록 배치될 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 제1 연결 전극(BE1)은 제1 서브 연결 전극(BE11), 제2 서브 연결 전극(BE12), 및 제3 서브 연결 전극(BE13)을 포함할 수 있다. 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들이 복수 개의 제1 연결 전극(BE1)들에 의해 연결되므로, 제1 연결 전극(BE1)들 중 어느 하나가 단선되더라도, 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들이 안정적으로 연결될 수 있다. 제1 서브 연결 전극(BE11), 제2 서브 연결 전극(BE12), 및 제3 서브 연결 전극(BE13)은 각각 제1 컨택홀(CNT1-1, CNT1-2)을 통해 제1 구동 전극(TE1)들과 접속될 수 있다. 제1 서브 연결 전극(BE11), 제2 서브 연결 전극(BE12), 및 제3 서브 연결 전극(BE13)의 일단은 제1-1 컨택홀(CNT1-1)을 통해 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 제1 구동 전극(TE1)들 중 어느 한 제1 구동 전극(TE1)에 접속될 수 있다. 제1 서브 연결 전극(BE11), 제2 서브 연결 전극(BE12), 및 제3 서브 연결 전극(BE13)의 타단은 제1-2 컨택홀(CNT1-2)을 통해 제2 방향(Y축 방향)으로 제1 구동 전극(TE1)들 중 다른 제1 구동 전극(TE1)에 접속될 수 있다.
제1 연결 전극(BE1)은 제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1)과 중첩할 수 있다. 또한, 제1 연결 전극(BE1)은 제1 연결부(CE1)와 중첩할 수도 있다. 제1 연결 전극(BE1)은 제1 구동 전극(TE1), 제1 감지 전극(RE1), 또는 제1 연결부(CE1)와 상이한 층에 배치되므로, 제1 구동 전극(TE1), 제1 감지 전극(RE1), 또는 제1 연결부(CE1)와 중첩하더라도, 제1 구동 전극(TE1), 제1 감지 전극(RE1), 또는 제1 연결부(CE1)에 단락되지 않을 수 있다.
도 12에서는 제1 연결 전극(BE1)이 3개의 서브 연결 전극(BE11, BE12, BE13)으로 이루어지는 경우를 예시하였으나, 제1 연결 전극(BE1)의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제1 연결 전극(BE1)은 5개 이상의 복수의 서브 연결 전극을 더 포함할 수 있다.
제1 연결부(CE1)는 제1 감지 전극(RE1)들 사이에 배치될 수 있다. 제1 연결부(CE1)는 제1 감지 전극(RE1)들과 동일한 층에 형성되며, 제1 감지 전극(RE1)들로부터 연장된 형태를 가질 수 있다. 그러므로, 제1 연결부(CE1)는 별도의 컨택홀 없이 제1 감지 전극(RE1)에 연결될 수 있다.
다시 도 11을 참조하면, 제1 도전 패턴(DE1)들은 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들과 전기적으로 분리될 수 있다. 제1 구동 전극(TE1)들, 제1 감지 전극(RE1)들, 및 제1 도전 패턴(DE1)들은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 제1 도전 패턴(DE1)들 각각은 제1 구동 전극(TE1)들과 제1 감지 전극(RE1)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다.
제1 도전 패턴(DE1)들로 인해 발광 소자층(EML)의 제2 전극과 제1 구동 전극(TE1) 또는 제1 감지 전극(RE1) 사이의 기생 정전 용량이 작아질 수 있다. 기생 정전 용량이 작아지는 경우 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1) 사이의 제1 상호 용량(Cm1)이 충전되는 충전 속도를 높일 수 있는 장점이 있다. 하지만, 제1 도전 패턴(DE1)들로 인해 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1)의 면적이 지나치게 줄어드는 경우, 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1) 사이의 제1 상호 용량(Cm1)이 작아질 수 있으며, 이로 인해 노이즈에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 제1 도전 패턴(DE1)들의 면적은 기생 정전 용량과 상호 용량을 고려하여 적절하게 설정되는 것이 바람직하다. 제1 도전 패턴(DE1)의 면적은 제1 구동 전극(TE1) 및 제1 감지 전극(RE1)의 면적보다 작을 수 있다.
제1 도전 패턴(DE1)은 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성될 수 있다.
도 11에서는 제1 도전 패턴(DE1)이 마름모 형상을 갖는 것을 예시하였으나, 제1 도전 패턴(DE1)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 영역(A2)에는 제2 센서 전극(SE2)과 제2 도전 패턴(DE2)이 배치될 수 있다.
제2 센서 전극(SE2)은 제2 구동 전극(TE2)과 제2 감지 전극(RE2)을 포함할 수 있다.
제2 감지 전극(RE2)들은 제1 방향(X축 방향)으로 배치되고, 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 구동 전극(TE2)들은 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 배치되며, 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 제2 구동 전극(TE2)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다.
제2 방향(Y축 방향)으로 인접한 제2 구동 전극(TE2)들은 제2 연결 전극(BE2)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 제1 방향(X축 방향)으로 인접한 제2 구동 전극(TE2)들은 전기적으로 절연된다. 또한, 제1 방향(X축 방향)으로 인접한 제2 감지 전극(RE2)들은 제2 연결부(CE2)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 제2 방향(Y축 방향)으로 인접한 제2 감지 전극(RE2)들은 전기적으로 절연된다. 그러므로, 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들의 교차점들에는 제2 상호 용량(Cm2)이 형성될 수 있다. 센서 구동부(330)는 터치 감지 모드에서 제2 상호 용량(Cm2)에 충전된 전압을 감지함으로써, 사용자의 터치 여부를 판단할 수 있다.
제2 구동 전극(TE2), 제2 감지 전극(RE2), 제2 도전 패턴(DE2), 및 제2 연결부(CE2)는 동일한 층에 배치되므로, 평면상 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제2 구동 전극(TE2), 제2 감지 전극(RE1), 제2 도전 패턴(DE1), 및 제2 연결부(CE1) 각각의 사이에는 갭이 존재할 수 있다. 도 15에서는 설명의 편의를 위해 제2 구동 전극(TE1), 제2 감지 전극(RE1), 제2 도전 패턴(DE1), 및 제2 연결부(CE1) 사이의 경계를 점선으로 도시하였다.
제2 센서 전극(SE2) 즉, 제2 구동 전극(TE2) 및 제2 감지 전극(RE2)의 가장자리는 절곡되지 않고, 기준선(RF)을 따라 연장할 수 있다. 즉, 제2 구동 전극(TE2) 및 제2 감지 전극(RE2)의 가장자리는 기준선(RF)과 평행할 수 있다. 이에 따라, 제2 센서 전극(SE2)의 제2 상호 용량(Cm2)의 용량 값은 절곡부를 포함하는 제1 센서 전극(SE1)의 제1 상호 용량(Cm1)의 용량 값보다 작을 수 있다.
제2 구동 전극(TE2)과 제2 감지 전극(RE2) 간의 제2 간격(D2)은 제1 구동 전극(TE1)과 제1 감지 전극(RE1) 간의 제1 간격(D1)보다 클 수 있다.
제2 구동 전극(TE2)의 폭(WT2)은 기준선(RF)으로부터 제2 도전 패턴(DE2)과 인접하는 제2 구동 전극(TE2)의 가장자리까지의 거리로 정의될 수 있다.
제2 구동 전극(TE2)의 폭(WT2)은 제1 구동 전극(TE1)의 폭(WT1)의 폭보다 클 수 있다. 예를 들어, 제2 구동 전극(TE2)의 폭(WT2)은 1000μm 이상일 수 있다. 또한, 제2 구동 전극(TE2)의 폭(WT2)은 1010μm 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 감지 전극(RE2)의 폭(WR2)은 기준선(RF)으로부터 제2 도전 패턴(DE2)과 인접하는 제2 감지 전극(RE2)의 가장자리까지의 거리로 정의될 수 있다. 제2 감지 전극(RE2)의 폭(WR2)은 제2 구동 전극(TE2)의 폭(WT2)과 실질적으로 동일할 수 있다.
제2 구동 전극(TE2)과 제2 감지 전극(RE2)은 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성될 수 있다. 제2 구동 전극(TE2)과 제2 감지 전극(RE2)이 메쉬 형태로 형성되는 경우, 발광 소자층(EML)의 제2 전극과 제2 구동 전극(TE2)과 제2 감지 전극(RE2) 사이의 기생 정전 용량을 최소화하고 광 휘도 저하를 방지할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제2 연결 전극(BE2)은 제2 구동 전극(TE2)과 상이한 층에 배치되며, 제2 컨택홀(CNT2-1, CNT2-2)을 통해 제2 구동 전극(TE2)들과 접속될 수 있다. 제2 연결 전극(BE2)의 일단은 제2-1 컨택홀(CNT2-1)을 통해 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 인접한 제2 구동 전극(TE2)들 중 어느 한 제2 구동 전극(TE2)에 접속될 수 있다. 제2 연결 전극(BE2)의 타단은 제2-2 컨택홀(CNT2-2)을 통해 제2 방향(Y축 방향)으로 제2 구동 전극(TE2)들 중 다른 제2 구동 전극(TE2)에 접속될 수 있다.
제2 연결 전극(BE2)은 제2 구동 전극(TE2) 및 제2 감지 전극(RE2)과 중첩할 수 있다. 또한, 제2 연결 전극(BE2)은 제2 연결부(CE2)와 중첩할 수도 있다. 제2 연결 전극(BE2)은 제2 구동 전극(TE2), 제2 감지 전극(RE2), 또는 제2 연결부(CE2)와 상이한 층에 배치되므로, 제2 구동 전극(TE2), 제2 감지 전극(RE2), 또는 제2 연결부(CE2)와 중첩하더라도, 제2 구동 전극(TE2), 제2 감지 전극(RE2), 또는 제2 연결부(CE2)에 단락되지 않을 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
도 15에서는 제2 구동 전극(TE2)들이 하나의 제2 연결 전극(BE2)에 의해 연결되는 경우를 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제2 연결 전극(BE2)은 3개 이상의 복수의 서브 연결 전극으로 이루어질 수 있다. 다만, 제2 연결 전극(BE2)의 개수는 상술한 제1 연결 전극(BE1)의 개수보다 적을 수 있다. 구체적으로, 제2 연결 전극(BE2)이 N개의 서브 연결 전극으로 이루어지는 경우, 제1 연결 전극(BE1)은 N+2개의 서브 연결 전극으로 이루어질 수 있다.
제2 연결부(CE2)는 제2 감지 전극(RE2)들 사이에 배치될 수 있다. 제2 연결부(CE2)는 제2 감지 전극(RE2)들과 동일한 층에 형성되며, 제2 감지 전극(RE2)들로부터 연장된 형태를 가질 수 있다. 그러므로, 제2 연결부(CE2)는 별도의 컨택홀 없이 제2 감지 전극(RE2)에 연결될 수 있다.
다시 도 11을 참조하면, 제2 도전 패턴(DE2)들은 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들과 전기적으로 분리될 수 있다. 제2 구동 전극(TE2)들, 제2 감지 전극(RE2)들, 및 제2 도전 패턴(DE2)들은 서로 떨어져 배치될 수 있다. 제2 도전 패턴(DE2)들 각각은 제2 구동 전극(TE2)들과 제2 감지 전극(RE2)들 각각에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다.
제2 도전 패턴(DE2)들로 인해 발광 소자층(EML)의 제2 전극과 제2 구동 전극(TE2) 또는 제2 감지 전극(RE2) 사이의 기생 정전 용량이 작아질 수 있다. 기생 정전 용량이 작아지는 경우 제2 구동 전극(TE2)과 제2 감지 전극(RE2) 사이의 제2 상호 용량(Cm2)이 충전되는 충전 속도를 높일 수 있는 장점이 있다. 하지만, 제2 도전 패턴(DE2)들로 인해 제2 구동 전극(TE2)과 제2 감지 전극(RE2)의 면적이 지나치게 줄어드는 경우, 제2 구동 전극(TE2)과 제2 감지 전극(RE2) 사이의 제2 상호 용량(Cm2)이 작아질 수 있으며, 이로 인해 노이즈에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 제2 도전 패턴(DE2)들의 면적은 기생 정전 용량과 상호 용량을 고려하여 적절하게 설정되는 것이 바람직하다.
제2 도전 패턴(DE2)의 면적은 제2 구동 전극(TE2) 및 제2 감지 전극(RE2)의 면적보다 작을 수 있다. 또한, 제2 도전 패턴(DE2)의 면적은 상술한 제1 도전 패턴(DE1)의 면적보다 작을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 도전 패턴(DE2)은 메쉬 형태 또는 그물망 형태로 형성될 수 있다.
도 11에서는 제2 도전 패턴(DE2)이 마름모 형상을 갖는 것을 예시하였으나, 제2 도전 패턴(DE2)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 피부 수분을 측정하는 제1 센서 전극(SE1)이 절곡부를 포함하여 제1 센서 전극(SE1)의 감도가 향상될 수 있다. 따라서, 사용자의 피부 수분도를 보다 정확하게 판단할 수 있다. 아울러, 제2 영역(A2)에 배치되는 제2 센서 전극(SE2)은 절곡부를 포함하지 않음으로써, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 화소 밀도 차이로 인해 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계가 시인되는 현상을 최소화할 수 있다.
센서 주변 영역(SPA)에는 센서 배선들(TL, RL, PL)이 배치될 수 있다. 센서 배선들(TL1, TL2, RL)은 각 센서 전극(SE1, SE2)의 감지 전극(RE1, RE2)에 연결되는 감지 라인(RL)들, 및 각 센서 전극(SE1, SE2)의 구동 전극(TE1, TE2)에 연결되는 구동 라인(TL1, TL2)을 포함할 수 있다.
센서 영역(SA)의 일 측에 배치된 제1 감지 전극(RE1) 및 제2 감지 전극(RE2)들은 감지 라인(RL)들에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 11과 같이 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결된 제1 감지 전극(RE1) 및 제2 감지 전극(RE2) 중 우측 끝에 배치된 감지 전극이 감지 라인(RL)에 연결될 수 있다. 감지 라인(RL)들은 제2 센서 패드들(TP2)에 연결될 수 있다. 그러므로, 센서 구동부(330)는 제1 감지 전극(RE2)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
센서 영역(SA)의 제2 영역(A2)의 일 측에 배치된 제2 구동 전극(TE2)들은 제1 구동 라인(TL1)들에 연결되고, 센서 영역(SA)의 제1 영역(A1)의 일 측에 배치된 제1 구동 전극(TE1)들은 제2 구동 라인(TL2)들에 연결될 수 있다. 센서 영역(SA)의 제2 영역(A2)의 일 측은 센서 영역(SA)의 하측을 의미하고, 센서 영역(SA)의 제1 영역(A1)의 일 측은 센서 영역(SA)의 상측을 의미할 수 있다. 여기서 센서 영역(SA)의 하측과 상측은 서로 대향하는 측일 수 있다. 예를 들어, 도 11과 같이 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된 제2 구동 전극(TE2)들 중 하측 끝에 배치된 제2 구동 전극(TE2)은 제1 구동 라인(TL1)에 연결되며, 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된 제1 구동 전극(TE1)들 중 상측 끝에 배치된 제1 구동 전극(TE1)은 제2 구동 라인(TL2)에 연결될 수 있다. 제2 구동 라인(TL2)들은 센서 영역(SA)의 좌측 바깥쪽을 경유하여 센서 영역(SA)의 상측에서 제1 구동 전극(TE1)들에 연결될 수 있다. 제1 구동 라인(TL1)들과 제2 구동 라인(TL2)들은 제1 센서 패드들(TP1)에 연결될 수 있다. 그러므로, 센서 구동부(330)는 구동 전극(TE1, TE2)들에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 가드 라인(GL1)은 감지 라인(RL)들 중 가장 외곽에 배치된 감지 라인(RL)의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 또한, 제1 접지 라인(GRL1)은 제1 가드 라인(GL1)의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 제1 가드 라인(GL1)은 감지 라인(RL)들 중 우측 끝에 배치된 감지 라인(RL)의 우측에 배치되고, 제1 접지 라인(GRL1)은 제1 가드 라인(GL1)의 우측에 배치될 수 있다.
제2 가드 라인(GL2)은 감지 라인(RL)들 중 가장 안쪽에 배치된 감지 라인(RL)과 제1 구동 라인(TL1)들 중 우측 끝에 배치된 제1 구동 라인(TL1) 사이에 배치될 수 있다. 감지 라인(RL)들 중 가장 안쪽에 배치된 감지 라인(RL)은 감지 라인(RL)들 중 좌측 끝에 배치된 감지 라인(RL)일 수 있다. 또한, 제2 가드 라인(GL2)은 제1 구동 라인(TL1)들 중 우측 끝에 배치된 제1 구동 라인(TL1)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치될 수 있다.
제3 가드 라인(GL3)은 감지 라인(RL)들 중 가장 안쪽에 배치된 감지 라인(RL)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치될 수 있다. 제2 접지 라인(GRL2)은 제1 센서 패드들(TP1) 중 가장 우측에 배치된 제1 센서 패드(TP1)와 제2 센서 패드들(TP2) 중에 가장 좌측에 배치된 제2 센서 패드(TP2)에 연결될 수 있다.
제4 가드 라인(GL4)은 제2 구동 라인(TL2)들 중 가장 외곽에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 제4 가드 라인(GL4)은 제2 구동 라인(TL2)들 중 좌측 끝에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 좌측에 배치될 수 있다.
또한, 제4 가드 라인(GL4)의 바깥쪽에는 제3 접지 라인(GRL3)이 배치될 수 있다. 제4 가드 라인(GL4)은 제2 구동 라인(TL2)들 중 좌측과 상측 끝에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 좌측과 상측에 배치되고, 제3 접지 라인(GRL3)은 제4 가드 라인(GL4)의 좌측과 상측에 배치될 수 있다.
제5 가드 라인(GL5)은 제2 구동 라인(TL2)들 중에 가장 안쪽에 배치된 제2 구동 라인(TL2)의 안쪽에 배치될 수 있다. 제5 가드 라인(GL5)은 제2 구동 라인(TL2)들 중에 우측 끝에 배치된 제2 구동 라인(TL2)과 제1 감지 전극(RE2)들 사이에 배치될 수 있다.
제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제3 접지 라인(GRL3)에는 접지 전압이 인가될 수 있다. 또한, 제1 가드 라인(GL1), 제2 가드 라인(GL2), 제3 가드 라인(GL3), 제4 가드 라인(GL4), 및 제5 가드 라인(GL5)에는 접지 전압이 인가될 수 있다.
도 11에 도시된 실시예에 의하면, 제1 가드 라인(GL1)은 가장 외곽에 배치되는 감지 라인(RL)과 제1 접지 라인(GRL1) 사이에 배치되므로, 가장 외곽에 배치되는 감지 라인(RL)이 제1 접지 라인(GRL1)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제2 가드 라인(GL2)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 가장 외곽에 배치되는 제1 구동 라인(TL1) 사이에 배치된다. 이로 인해, 제2 가드 라인(GL2)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 가장 외곽에 배치되는 제1 구동 라인(TL1)이 전압 변화에 따른 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제3 가드 라인(GL3)은 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)과 제2 접지 라인(GRL2) 사이에 배치되므로, 가장 안쪽에 배치되는 감지 라인(RL)이 제2 접지 라인(GRL2)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제4 가드 라인(GL4)은 가장 외곽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 제3 접지 라인(GRL3) 사이에 배치되므로, 제2 구동 라인(TL2)이 제3 접지 라인(GRL3)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제5 가드 라인(GL5)은 가장 안쪽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 센서 전극들(SE1, SE2) 사이에 배치되므로, 가장 안쪽에 배치되는 제2 구동 라인(TL2)과 센서 전극들(SE1, SE2)이 서로 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다.
이하, 화소(SP1, SP2)의 단면 구조에 대해 상세히 설명한다. 제1 화소(SP1)와 제2 화소(SP2)의 단면 구조는 실질적으로 동일하거나, 화소를 이루는 구성이 유사할 수 있으므로, 도 14와 도 17을 참조하여 함께 설명하기로 한다.
도 14 및 도 17을 참조하면, 기판(SUB) 상에는 박막 트랜지스터층(TFTL)이 형성된다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 박막 트랜지스터(120)들, 게이트 절연막(130), 층간 절연막(140), 보호막(150), 및 평탄화막(160)을 포함한다.
기판(SUB)의 일면 상에는 버퍼막(BF)이 형성될 수 있다. 버퍼막(BF)은 투습에 취약한 기판(SUB)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(120)들과 발광 소자층(EML)의 발광층(172)을 보호하기 위해 기판(SUB)의 일면 상에 형성될 수 있다. 버퍼막(BF)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막(BF)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막(BF)은 생략될 수 있다.
버퍼막(BF) 상에는 박막 트랜지스터(120)가 형성된다. 박막 트랜지스터(120)는 액티브층(121), 게이트 전극(122), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 포함한다. 도 14 및 도 17에서는 박막 트랜지스터(120)가 게이트 전극(122)이 액티브층(121)의 상부에 위치하는 상부 게이트(탑 게이트, top gate) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 박막 트랜지스터(210)들은 게이트 전극(122)이 액티브층(121)의 하부에 위치하는 하부 게이트(보텀 게이트, bottom gate) 방식 또는 게이트 전극(122)이 액티브층(121)의 상부와 하부에 모두 위치하는 더블 게이트(double gate) 방식으로 형성될 수 있다.
버퍼막(BF) 상에는 액티브층(121)이 형성된다. 액티브층(121)은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 저온 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 산화물 반도체는 인듐, 아연, 갈륨, 주석, 티타늄, 알루미늄, 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg) 등을 함유하는 이성분계 화합물(ABx), 삼성분계 화합물(ABxCy), 사성분계 화합물(ABxCyDz)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액티브층(121)은 ITZO(인듐, 주석, 티타늄을 포함하는 산화물)나 IGZO(인듐, 갈륨, 주석을 포함하는 산화물)를 포함할 수 있다. 버퍼막과 액티브층(121) 사이에는 액티브층(121)으로 입사되는 외부광을 차단하기 위한 차광층이 형성될 수 있다.
액티브층(121) 상에는 게이트 절연막(130)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(130)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 도 14 및 도 17에서는 게이트 절연막(130)이 게이트 전극(122)과 중첩하는 영역 이외에도 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 게이트 절연막(130)은 게이트 전극(122)과 중첩하는 영역에만 형성될 수 있다.
게이트 절연막(130) 상에는 게이트 전극(122)과 게이트 라인이 형성될 수 있다. 게이트 전극(122)과 게이트 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(122)과 게이트 라인 상에는 층간 절연막(140)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(140)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
층간 절연막(140) 상에는 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)이 형성될 수 있다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124) 각각은 게이트 절연막(130)과 층간 절연막(140)을 관통하는 컨택홀을 통해 액티브층(121)에 접속될 수 있다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
소스 전극(213)과 드레인 전극(124) 상에는 박막 트랜지스터(120)를 절연하기 위한 보호막(150)이 형성될 수 있다. 보호막(150)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
보호막(150) 상에는 박막 트랜지스터(120)로 인한 단차를 평탄하게 하기 위한 평탄화막(160)이 형성될 수 있다. 평탄화막(160)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL) 상에는 발광 소자층(EML)이 형성된다. 발광 소자층(EML)은 발광 소자(170)들과 화소 정의막(180)을 포함한다.
발광 소자(170)들과 화소 정의막(180)은 평탄화막(160) 상에 형성된다. 발광 소자(170)들 각각은 제1 전극(171), 발광층(172), 및 제2 전극(173)을 포함할 수 있다.
제1 전극(171)은 평탄화막(160) 상에 형성될 수 있다. 도 14 및 도 17에서는 제1 전극(171)이 보호막(150)과 평탄화막(160)을 관통하는 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)에 접속된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 전극(171)은 보호막(150)과 평탄화막(160)을 관통하는 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)에 접속될 수 있다.
발광층(172)을 기준으로 제2 전극(173) 방향으로 발광하는 상부 발광(top emission) 구조에서 제1 전극(171)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. APC 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금이다.
발광층(172)을 기준으로 제1 전극(171) 방향으로 발광하는 하부 발광(bottom) 구조에서 제1 전극(171)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 전극(171)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
화소 정의막(180)은 상술한 서브 화소들(R, G, B)을 정의하는 화소 정의막으로 역할을 하기 위해 평탄화막(250) 상에서 제1 전극(171)을 구획하도록 형성될 수 있다. 화소 정의막(180)은 제1 전극(171)의 가장자리를 덮도록 형성될 수 있다. 화소 정의막(180)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
서브 화소들(R, G, B) 각각은 제1 전극(171), 발광층(172), 및 제2 전극(173)이 순차적으로 적층되어 제1 전극(171)으로부터의 정공과 제2 전극(173)으로부터의 전자가 발광층(172)에서 서로 결합되어 발광하는 영역을 나타낸다. 제2 서브 화소(G)와 제3 서브 화소(B)는 도 14 및 도 17에 도시된 제1 서브 화소(R)와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.
제1 전극(171)과 화소 정의막(180) 상에는 발광층(172)이 형성된다. 발광층(172)은 유기 물질을 포함하여 소정의 색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 발광층(172)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 물질층, 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 이 경우, 적색 서브 화소(R)의 발광층(172)은 적색 광을 발광하고, 녹색 서브 화소(G)의 발광층(172)은 녹색 광을 발광하며, 청색 서브 화소(B)의 발광층(172)은 청색 광을 발광할 수 있다.
또는, 서브 화소들(R, G, B)의 발광층(172)들은 하나의 층으로 형성되어 백색 광, 자외선 광, 또는 청색 광을 발광할 수 있다. 이 경우 적색 서브 화소(R)는 적색 광을 투과시키는 적색 컬러필터층과 중첩하고, 녹색 서브 화소(G)는 녹색 광을 투과시키는 녹색 컬러필터층과 중첩하며, 청색 서브 화소(B)는 청색 광을 투과시키는 청색 컬러필터층과 중첩할 수 있다. 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층, 및 청색 컬러필터층은 박막 봉지층(TFEL) 상에 배치될 수 있다. 또한, 적색 서브 화소(R)는 자외선 광 또는 청색 광을 적색 광으로 변환하는 적색 파장 변환층과 중첩하고, 녹색 서브 화소(G)는 자외선 광 또는 청색 광을 녹색 광으로 변환하는 적색 파장 변환층과 중첩하며, 청색 서브 화소(B)는 자외선 광 또는 청색 광을 청색 광으로 변환하는 청색 파장 변환층과 중첩할 수 있다. 적색 파장 변환층, 녹색 파장 변환층, 및 청색 파장 변환층은 박막 봉지층(TFEL) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 적색 파장 변환층은 박막 봉지층(TFEL)과 적색 컬러필터층 사이에 배치되고, 녹색 파장 변환층은 박막 봉지층(TFEL)과 녹색 컬러필터층 사이에 배치되며, 청색 파장 변환층은 박막 봉지층(TFEL)과 청색 컬러필터층 사이에 배치될 수 있다.
제2 전극(173)은 발광층(172) 상에 형성된다. 제2 전극(173)은 발광층(172)을 덮도록 형성될 수 있다. 제2 전극(173)은 화소(SP1, SP2)들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 제2 전극(173) 상에는 캡핑층(capping layer)이 형성될 수 있다.
상부 발광 구조에서 제2 전극(173)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 제2 전극(173)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
하부 발광 구조에서 제2 전극(173)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. APC 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금이다.
발광 소자층(EML) 상에는 박막 봉지층(TFEL)이 형성된다. 박막 봉지층(TFEL)은 제2 전극(173) 상에 배치된다. 박막 봉지층(TFEL)은 발광층(172)과 제2 전극(173)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하기 위해 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 또한, 박막 봉지층(TFEL)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호하기 위해 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 박막 봉지층(TFEL)은 제2 전극(173) 상에 배치된 제1 무기막, 제1 무기막 상에 배치된 유기막, 유기막 상에 배치된 제2 무기막을 포함할 수 있다. 제1 무기막과 제2 무기막은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 유기막은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
박막 봉지층(TFEL) 상에는 센서 전극층(SEL)이 형성된다. 박막 봉지층(TFEL)과 센서 전극층(SEL) 사이에는 버퍼막이 추가로 형성될 수 있다. 센서 전극층(SEL)은 제1 센서 전극층(TCL1)과 제2 센서 전극층(TCL2)을 포함할 수 있다.
박막 봉지층(TFEL) 상에는 제1 센서 전극층(TCL1)이 형성된다. 제1 센서 전극층(TCL1)은 제1 연결 전극(BE1) 및 제2 연결 전극(BE2)을 포함할 수 있다. 제1 센서 전극층(TCL1)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 센서 전극층(TCL1) 상에는 제1 터치 절연막(TINS1)이 형성된다. 제1 터치 절연막(TINS1)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 또는, 제1 터치 절연막(TINS1)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제1 터치 절연막(TINS1) 상에는 제2 센서 전극층(TCL2)이 형성된다. 제2 센서 전극층(TCL2)은 구동 전극(TE1, TE2)들, 감지 전극(RE1, RE2)들, 도전 패턴(DE1, DE2)들, 연결부(CE1, CE2)들, 구동 라인(TL1, TL2)들, 감지 라인(RL)들, 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3, GRL4)을 포함할 수 있다. 제2 센서 전극층(TCL2)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 터치 절연막(TINS1)에는 제1 터치 절연막(TINS1)을 관통하여 연결 전극(BE1, BE2)들을 노출하는 컨택홀들(CNT1-1, CNT1-2, CNT2-1, CNT2-2)이 형성될 수 있다. 구동 전극(TE1, TE2)들은 노출하는 컨택홀들(CNT1-1, CNT1-2, CNT2-1, CNT2-2)을 통해 연결 전극(BE1, BE2)들에 접속될 수 있다.
제2 센서 전극층(TCL2) 상에는 제2 터치 절연막(TINS2)이 형성된다. 제2 터치 절연막(TINS2)은 제1 센서 전극층(TCL1)과 제2 센서 전극층(TCL2)로 인해 형성된 단차를 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 제2 터치 절연막(TINS2)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 다른 표시 장치에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서 이미 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호로서 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 18은 다른 실시예에 따른 제1 센서의 확대도이다.
도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 센서 전극은 제1 구동 전극(TE1'), 제1 감지 전극(RE1') 및 제1 도전 패턴(DP1')의 형상이 도 12의 실시예와 상이하다.
구체적으로, 제1 도전 패턴(DP1')은 제1 방향(X축 방향)으로 연장하는 제1 변(S1), 제2 방향(Y축 방향)으로 연장하는 제2 변(S2), 및 제1 변(S1)과 제2 변(S2)을 잇는 제3 변(S3)을 포함할 수 있다. 제1 도전 패턴(DP1')의 형상에 따라, 제1 도전 패턴(DP1')과 인접한 제1 구동 전극(TE1')과 제1 감지 전극(RE1')의 가장자리의 형상이 달라질 수 있다.
제1 구동 전극(TE1')의 폭(WT1')은 기준선(RF)으로부터 제1 도전 패턴(DE1')과 인접하는 제1 구동 전극(TE1')의 가장자리까지의 거리로 정의될 수 있다. 따라서, 제1 구동 전극(TE1')의 폭(WT1')은 제1 도전 패턴(DP1')의 제1 변(S1), 제2 변(S2), 및 제3 변(S3) 중 기준선(RF)과 가장 인접한 제3 변(S3)과 인접하는 제1 구동 전극(TE1')의 가장자리에서 최소일 수 있다.
제1 구동 전극(TE1')의 폭의 최소값(WT1M)은 405μm 내지 450μm 일 수 있다. 또한, 제1 구동 전극(TE1')의 폭의 최소값(WT1M)은 425μm 내지 430μm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 감지 전극(RE1')의 폭(WR1')은 기준선(RF)으로부터 제1 도전 패턴(DE1')과 인접하는 제1 감지 전극(RE1')의 가장자리까지의 거리로 정의될 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이, 제1 감지 전극(RE1')의 폭(WR1')은 제1 도전 패턴(DP1')의 제1 변(S1), 제2 변(S2), 및 제3 변(S3) 중 기준선(RF)과 가장 인접한 제3 변(S3)과 인접하는 제1 감지 전극(RE1')의 가장자리에서 최소일 수 있다.
제1 감지 전극(RE1')의 폭의 최소값(WR1M)은 제1 구동 전극(TE1')의 폭의 최소값(WT1M)과 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 구동 전극(TE1')의 볼록부(TV)가 기준선(RF)으로부터 돌출된 길이(WTP1')는 190μm 내지 235μm 일 수 있다. 또한, 제1 구동 전극(TE1')의 볼록부(TV)가 기준선(RF)으로부터 돌출된 길이(WTP1')는 210μm 내지 215μm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 감지 전극(RE1')의 볼록부(RV)가 기준선(RF)으로부터 돌출된 길이(WRP1')는 제1 구동 전극(TE1')의 볼록부(TV)가 기준선(RF)으로부터 돌출된 길이(WTP1')와 실질적으로 동일할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 구동 전극(TE1') 과 제1 감지 전극(RE1')이 볼록부 및 오목부를 포함하는 경우, 제1 구동 전극(TE1') 과 제1 감지 전극(RE1')의 제1 상호 용량(Cm1)의 용량 값이 커질 수 있다. 이에 따라, 사용자의 피부 수분에 따른 제1 구동 전극(TE1') 과 제1 감지 전극(RE1')의 감도를 향상시킬 수 있으므로, 피부 수분도를 보다 정확하게 판단할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
이외, 제1 구동 전극(TE1'), 제1 감지 전극(RE1'), 및 제1 도전 패턴(DE1')에 대한 상세한 설명은 도 12를 참조하여 설명한 제1 구동 전극(TE1), 제1 감지 전극(RE1), 및 제1 도전 패턴(DE1)과 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치
100: 표시 패널
200: 표시 구동 회로
300: 회로 보드
400: 터치 회로 보드

Claims (20)

  1. 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 제1 영역과 두께 방향으로 중첩하는 패널 하부 센서를 포함하고,
    상기 표시 패널은 상기 제1 영역에 배치된 제1 센서 전극들, 및 상기 제2 영역에 배치된 제2 센서 전극들을 포함하고,
    상기 제1 센서 전극들의 형상은 제2 센서 전극들의 형상과 상이한 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서 전극들의 가장자리는 복수의 절곡부를 포함하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서 전극들은 기준선으로부터 돌출된 볼록부 및 상기 기준선으로부터 함몰된 오목부를 포함하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 볼록부와 상기 오목부는 서로 대향하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 볼록부가 상기 기준선으로부터 돌출된 길이는 100μm 내지 600μm 인 표시 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 센서 전극들의 가장자리는 상기 기준선과 평행한 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서 전극들은 제1 구동 전극들 및 제1 감지 전극들을 포함하고,
    상기 제2 센서 전극들은 제2 구동 전극들 및 제2 감지 전극들을 포함하고,
    상기 제1 구동 전극과 상기 제1 감지 전극 간의 제1 간격은 상기 제2 구동 전극과 상기 제2 감지 전극 간의 제2 간격보다 작은 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    인접한 상기 제1 구동 전극들을 연결하는 제1 연결 전극들을 더 포함하고,
    인접한 상기 제2 구동 전극들을 연결하는 제2 연결 전극들을 더 포함하고,
    상기 제1 연결 전극들의 개수는 상기 제2 연결 전극들의 개수보다 많은 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서 전극과 전기적으로 분리된 제1 도전 패턴들, 및
    상기 제2 센서 전극과 전기적으로 분리된 제2 도전 패턴들을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴은 상기 제1 센서 전극에 의해 둘러싸이고,
    상기 제2 도전 패턴은 상기 제2 센서 전극에 의해 둘러싸인 표시 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴의 면적은 상기 제2 도전 패턴의 면적보다 큰 표시 장치.
  12. 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 제1 영역과 두께 방향으로 중첩하는 패널 하부 센서를 포함하고,
    상기 표시 패널은 상기 제1 영역에 배치된 제1 센서 전극들, 및 상기 제2 영역에 배치된 제2 센서 전극들을 포함하고,
    상기 제1 센서 전극들의 제1 상호 용량의 용량 값은 상기 제2 센서 전극들의 제2 상호 용량의 용량 값과 상이한 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 상호 용량에 충전된 전압을 감지하여 피부 수분도를 산출하는 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 상호 용량의 용량 값은 상기 제2 상호 용량의 용량 값보다 큰 표시 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 배치된 제1 화소들을 더 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 제1 화소와 중첩하지 않는 투과부를 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 투과부는 상기 제1 화소들에 의해 둘러싸인 표시 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 패널 하부 센서는 상기 투과부와 두께 방향으로 중첩하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 배치된 제2 화소들을 더 포함하고,
    단위 면적 당 상기 제1 화소들의 개수는 상기 제2 화소들의 개수보다 적은 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 화소 및 상기 제2 화소는 제1 전극, 상기 제1 전극을 노출하는 개구부를 포함하는 화소 정의막, 상기 화소 정의막 상에 배치된 발광층, 및 상기 발광층 상에 배치된 제2 전극을 포함하는 표시 장치.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 영역의 면적은 상기 제2 영역의 면적보다 작은 표시 장치.
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