KR20210086283A - 인-셀(In-cell)터치 유기발광다이오드 표시 장치 및 그 검사 방법 - Google Patents

인-셀(In-cell)터치 유기발광다이오드 표시 장치 및 그 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시 장치 및 그 검사 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치는 화소 검사를 위한 신호 인가 패드와 터치 블록을 검사하기 위한 신호 인가 패드를 공용으로 사용함으로써 내로우 베젤을 구현할 수 있는 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

인-셀(In-cell)터치 유기발광다이오드 표시 장치 및 그 검사 방법{In-cell Touch Organic Light Emitting Diode Display Device and Testing method thereof}
본 발명은 터치 유기발광다이오드 표시 장치 및 그 검사 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화소 검사를 위한 신호 인가 패드와 터치 블록을 검사하기 위한 신호 인가 패드를 공용으로 사용함으로써 내로우 베젤을 구현할 수 있는 표시 장치 및 그 검사 방법에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 이를 위하여, 터치 스크린 패널은 영상표시장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환할 수 있고 이에 따라 접촉 위치에서 선택된 지시 내용은 입력신호로 받아들여질 수 있다.
터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같은 별도의 입력장치를 필요로 하지 않기 때문에 점차 사용이 증대되고 있다. 최근에는 터치 스크린이 액정표시장치 및 유기발광다이오드 표시장치와 같은 평판표시장치에도 널리 사용되고 있다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전용량 방식 등이 알려져 있으며, 이중 정전용량 방식의 터치 스크린 패널은, 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지패턴이 주변의 다른 감지패턴 또는 접지전극 등과 형성하는 정전용량의 변화를 감지함으로써, 접촉위치를 전기적 신호로 변환할 수 있다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 일반적으로 평판표시장치의 외면에 부착되어 제품화되어 왔다. 그러나, 터치 스크린 패널의 평판표시장치의 외면에 부착되는 경우, 이른바 애드-온 방식(add-on type)에 의한 제작 방식에 의하는 경우, 터치 스크린 패널과 평판표시장치 사이의 접착층이 필요하고 그에 따라 광학 특성이 저하되는 문제가 있으며, 평판표시장치와는 별도로 터치 스크린 패널의 제조 공정이 요구되므로 공정 시간 및 공정 비용이 증가되는 단점이 있다. 따라서, 상기와 같은 단점을 극복하기 위해서 최근에는 터치 스크린 패널과 표시패널을 일체화한 터치 스크린 내장형 평판표시장치가 구현되고 있는 추세이다.
한편, 공정 단계에서 터치 스크린 패널은 일반적인 표시 소자와 달리 화상이 출력되는 표시 소자에 터치 입력을 감지하는 터치 감지용 전극이 추가로 배치되기 때문에, 표시 소자의 검사뿐만 아니라 터치 감지용 전극의 불량 여부를 검사하는 공정이 진행된다.
이때, 터치 스크린 패널이 평판표시장치의 외면에 부착되어 이용되는 종래의 애드 온 방식에 의하는 패널 제작 공정에서는, 터치 감지 기능의 양부를 판단하기 위하여 최종 모듈로 완성된 단계, 또는 셀(cell) 단위로 터치 스크린 패널을 제작한 단계 이후에 터치 감지용 전극의 불량 여부 검사를 수행하는 것이 일반적이다.
본 발명은 표시 소자의 검사뿐만 아니라 터치 감지용 전극의 불량 여부를 검사하기 위한 배선을 형성하기 위한 베젤의 공간을 줄일 수 있는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치 및 그 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 표시 소자 및 터치 감지용 전극의 불량 검사를 위한 패드의 수를 줄일 수 있는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치 및 그 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 셀을 형성하는 글라스 기판의 면취 효율을 증가시킬 수 있는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치 및 그 검사 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치는 데이터 라인들, 상기 데이터 라인들과 교차되는 게이트 라인들, 복수의 서브 화소에 대응하며 매트릭스 배열되는 복수의 화소들 및 상기 복수의 화소들에 각각 대응하여 배치되는 복수의 터치 블록을 가지는 픽셀 어레이; 상기 픽셀 어레이 밖의 베젤 영역에 배치되어 화소 검사와 터치 검사를 선택적으로 수행하는 복수의 검사 패드들; 상기 복수의 검사 패드들에 연결되고, 상기 픽셀 어레이 내에 배치되는 복수의 화소 검사 라인들과 복수의 터치 블록 검사 라인들; 상기 복수의 검사 패드들과 상기 복수의 화소 검사 라인들과 복수의 터치 블록 검사 라인들의 사이에 배치되어 각각 화소 검사 라인들과 터치 블록 검사 라인 중 어느 하나의 검사 라인에 검사 신호를 인가하는 스위칭부; 상기 베젤 영역에 배치되어 상기 픽셀 어레이 내의 화소 구동을 검사하기 위한 신호를 상기 스위칭부에 제공하는 화소 검사 스위칭 패드; 및 상기 베젤 영역에 배치되어 상기 픽셀 어레이 내의 터치 블록을 검사하기 위한 신호를 상기 스위칭부에 제공하는 터치 블록 검사 스위칭 패드를 포함하여 이루어지는 것을 구성의 특징으로 한다.
본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치의 또 다른 구성의 특징은 복수의 터치 블록 검사 라인들은 상기 화소 검사 라인들과 평행하게 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치의 또 다른 구성의 특징은 픽셀 어레이, 상기 베젤 영역에 형성되는 상기 복수의 검사 패드들, 상기 스위칭부, 상기 화소 검사 스위칭 패드, 상기 터치 블록 검사 스위칭 패드를 구동하는 구동회로를 갖는 기판을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치의 또 다른 구성의 특징은 복수의 터치 블록 검사 라인들에 인가되는 검사신호는 정전류(constant current)일 수 있다.
본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치의 또 다른 구성의 특징은 복수의 검사 패드들을 통해 측정되는 터치 블록의 전기적 특성은 터치 블록에 형성된 커패시터의 커패시턴스 값, 주파수, 저항 전압 중 어느 하나의 전기적 특성일 수 있다.
본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치의 검사 방법은 픽셀 어레이 내에 매트릭스 배열되는 복수의 화소 전극에 연결된 복수의 화소 검사 라인들에 동일한 검사 신호를 공급하는 단계; 검사 신호가 인가된 화소의 불량 정보를 검출하는 단계; 스위칭부에 스위칭 신호를 공급하여 픽셀 어레이 내에 형성된 복수의 터치 블록 검사 라인들과 베젤 영역에 형성된 복수의 검사 패드에 각각 연결하는 단계; 상기 터치 블록 검사 라인에 동일한 검사 신호를 공급하는 단계; 및 검사 신호가 인가된 터치 블록의 불량 정보를 검출하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치 및 그 검사방법은 다음과 같은 효과를 나타낼 수 있다.
첫째, TFT 검사를 위한 패드와 터치 검사를 위한 패드를 공용으로 사용할 수 있다.
둘째, 필요한 검사 패드의 수를 줄여 설계 자유도가 향상될 수 있다.
셋째, 베젤의 사이즈를 줄일 수 있어 셀 사이즈가 줄어들어 글라스 기판의 면취 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 디스플레이 장치의 표시 영역과 비표시 영역을 나타낸 예시도이다.
도 2는 도 1의 "A"을 확대 표시한 것으로서,본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치의 검사를 위한 검사 라인 배치를 나타낸 예시도이다.
도 3은 도 2에서의 검사 패드, 스위칭부, 화소 검사 스위칭, 블록 검사 스위칭 패드 사이의 배치 구성을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서 인셀 타입 유기전계 발광소자의 단면도이다.
도 5a 내지 5b는 본 발명에 따른 터치센서 인셀 타입 유기전계 발광소자에 있어 터치 센서의 동작을 설명한 간략한 단면도.
도 6a는 도 2의 절단선Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이고, 도 6b는 도 2의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기 발광다이오드 표시장치의 검사 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8a는 일반적인 인-셀(In-cell) 터치 유기 발광다이오드 표시장치의 제조 원장을 나타낸 예시도이고, 도 8b는 본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기 발광다이오드 표시장치의 제조 원장을 나타낸 예시도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 없는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 나타내는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 흐름도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시장치 및 그 검사방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 디스플레이 장치의 표시 영역과 비표시 영역을 나타낸 예시도이다.
도시한 바와 같이, 디스플레이 장치는 화면이 표시되는 표시 영역(Active Area: A/A)과 상기 표시 영역에 배치된 화소 회로를 구동하기 위한 집적회로 등이 배치된 비표시 영역(Non-active Area: N/A)을 포함하여 이루어진다.
도 2는 도 1의 "A"을 확대 표시한 것으로서, 본 발명에 따른 터치 유기발광다이오드 표시 장치의 검사를 위한 검사 라인 배치를 나타낸 예시도이다.
도시한 바와 같이, 데이터 라인들, 상기 데이터 라인들과 교차되는 게이트 라인들, 복수의 서브 화소에 대응하며 매트릭스 배열되는 복수의 화소들 및 상기 복수의 화소들에 각각 대응하여 배치되는 복수의 터치 블록을 가지는 픽셀 어레이(200); 상기 픽셀 어레이 밖의 베젤 영역에 배치되어 화소 검사와 터치 검사를 선택적으로 수행하는 복수의 검사 패드들(220); 상기 복수의 검사 패드(220)들에 연결되고, 상기 픽셀 어레이 내에 배치되는 복수의 화소 검사 라인(250)들과 복수의 터치 블록 검사 라인들(260); 상기 복수의 검사 패드들(220)과 상기 복수의 화소 검사 라인들(250)과 복수의 터치 블록 검사 라인들(260)의 사이에 배치되어 각각 화소 검사 라인들과 터치 블록 검사 라인 중 어느 하나의 검사 라인에 검사 신호를 인가하는 스위칭부(240); 상기 베젤 영역에 배치되어 상기 픽셀 어레이(200) 내의 화소 구동을 검사하기 위한 제어신호를 상기 스위칭부(240)에 제공하는 화소 검사 스위칭 패드(210); 상기 베젤 영역에 배치되어 상기 픽셀 어레이(200) 내의 터치 블록을 검사하기 위한 제어신호를 상기 스위칭부(240)에 제공하는 터치 블록 검사 스위칭 패드(230)를 포함하여 이루어진다.
복수의 터치 블록 검사 라인들(260)은 상기 화소 검사 라인들(250)과 평행하게 배치된다.
인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시장치는 상기 픽셀 어레이(200), 상기 베젤 영역에 형성되는 상기 복수의 검사 패드들(220), 상기 스위칭부(240), 상기 화소 검사 스위칭 패드(210), 상기 터치 블록 검사 스위칭 패드(230)를 구동하는 구동회로를 갖는 기판을 구비한다.
도 3은 도 2에서의 검사 패드, 스위칭부, 화소 검사 스위칭, 블록 검사 스위칭 패드 사이의 배치 구성을 나타낸 예시도이다. 도시한 바와 같이, 스위칭 부(240)는 각 게이트 전극을 통해 화소 검사 스위칭 패드(210)로부터 제공된 동작 신호를 공급받는 복수의 제1 스위칭 트랜지스터(T1)와, 각 게이트 전극을 통해 터치 블록 검사 스위칭 패드(210)로부터 제공된 동작 신호를 공급받는 복수의 제2 스위칭 트랜지스터(T2)를 포함하여 이루어진다. 화소 검사 스위칭 패드(210)에서 각 제1 스위칭 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 게이트 온 전압을 제공할 때, 터치 블록 검사 스위칭 패드(210)는 각 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 게이트 오프 전압을 제공한다. 화소 검사 스위칭 패드(210)에서 각 제1 스위칭 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 게이트 온 전압을 제공하여 복수의 제1 스위칭 트랜지스터(T1)들이 턴-온되면 각 검사 패드(220-1, 220-2, 220-3, …, 220-n)는 각 화소 검사라인(250)들과 연결된다. 이때, 복수의 제2 스위칭 트랜지스터(T2)들은 턴-오프된다. 반대로, 터치 블록 검사 스위칭 패드(210)를 통해 복수의 제2 스위칭 트랜지스터(T2)들에 게이트 온 전압이 공급되면 복수의 제2 스위칭 트랜지스터(T2)들이 턴-온되어 각 검사 패드(220-1, 220-2, 220-3, …, 220-n)는 각 터치 블록 검사라인(260)들과 연결된다. 이때, 복수의 제1 스위칭 트랜지스터(T1)들은 턴-오프된다.
도 4은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센서 인셀 타입 유기전계 발광소자의 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 스위칭 박막트랜지스터가 형성될 영역을 스위칭 영역, 구동 박막트랜지스터가 형성될 영역을 구동 영역이라 정의한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 센서 인셀 타입 유기전계 발광소자(101)는 구동 및 스위칭 박막트랜지 스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E) 및 터치 센서가 형성된 제 1 기판(110)과, 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)으로 구성되고 있다. 우선, 제 1 기판(110)의 구성에 대해 설명한다.
제 1 기판(110) 상부에는 각 화소영역(P) 내에 순수 폴리실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 제 1 영역(113a) 그리고 제 1 영역(113a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제 2 영역(113b)으로 구성된 반도체층(113)이 형성되어 있다. 반도체층(113)을 덮으며 전면에 게이트 절연막(116)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(116) 위로는 반도체층(113)의 제 1 영역(113a)에 대응하여 게이트 전극(120)이 형성되어 있다.
층간절연막(123)과 그 하부의 게이트 절연막(116)은 제 1 영역(113a) 양측면에 위치한 제 2 영역 (113b) 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 형성되어 있다.
반도체층 콘택홀(125) 을 통해 노출된 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다. 소스 및 드레인 전극(133, 136)과, 이들 전극(133, 136)과 접촉하는 제 2 영역(113b)을 포함하는 반도체층 (113)과, 반도체층(113) 상부에 형성된 게이트 절연막(116) 및 게이트 전극(120)은 각각 구동 박막트랜지 스터(DTr)를 이룬다.
구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 연결되는 제 1 전극(147)은 구동 박막트랜 지스터(DTr)의 타입에 따라 애노드 또는 캐소드 전극의 역할을 하게 되는 것이다. 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된 제 1 전극(147)은 애노드 전극의 역할을 하게 되는 것이 특징이다.
구동 박막트랜지스터(DTr) 위로는 전면에 제 1 보호층(140)이 형성되어 있다. 제 1 보호층(140)에는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택 홀(143)이 형성되어 있다.
드레인 콘택홀(143)을 구비한 제 1 보호층(140) 위로는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 드레인 콘택홀(143)을 통해 접촉되며, 각 화소영역(P) 별로 제 1 전극(147)이 형성되어 있다. 제 1 전극(147) 위로 각 화소 영역(P)의 경계에는 각 화소영역(P)을 둘러싸는 형태로 제 1 전극 (147)의 테두리와 중첩하도록 버퍼패턴(150)이 형성되어 있다. 버퍼패턴(150)으로 둘러싸인 각 화소영역(P)에 있어 제 1 전극(147) 위로는 유기 발광층(155)이 형성되고 있으며, 유기 발광층(155) 위로는 표시영역 전면에 제 2 전극(158)이 형성되어 있다. 제 1, 2 전극(147, 158)과 그 사이에 형성된 유기 발광층(155)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이루게 된다.
유기 발광층(155) 상부에 형성된 제 2 전극(158)은 캐소드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 알루미늄 마그네슘 합금(AlMg) 중 하나로 형성될 수 있다.
표시영역 전면에 형성된 제 2 전극(158) 위로 유기 발광층(155)의 광효율을 향상시키고, 제 2 전극(158)의 보호와 습기 침투 방지를 위해 무기절연물질 또는 유기절연물질로써 제 2 보호층(160)이 형성되고 있다.
제 2 보호층(160) 위로 서로 일정간격 이격하는 바(bar) 형태의 터치 제 2 전극(165)이 형성되고 있다. 이때, 상기 이격하는 터치 제 2 전극(165)은 그 하부에 위치하는 제 2 보호층(160)과 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극(158, 터치 제 1 전극)과 더불어 터치 센서(TS)를 이룬다.
제 2 전극(165)은 유기전계 발광 다이오드(E)의 구성요소도 되며, 터치 센서(TS)의 일 구성 요소도 되는 것이 특징이다.
다음, 터치 제 2 전극(165) 위로는 그 내부에 불활성 기체, 유기절연물질 또는 페이스 씰(face sel)을 개재하여 투명한 유리재질 또는 투명한 플라스틱 재질의 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비된다. 제 2 기판(170)의 외측면에는 상기 유기 발광층(155)으로부터 나오는 빛을 효율증대를 위해 편광판 (175)이 구비될 수도 있다.
한편, 전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 터치센서 인셀 타입 유기전계 발광소자(101)에 있어서, 터치 센서(TS)는 제 2 전극(158)과 제 2 보호층(160)과 터치 제 2 전극(165)으로 구성되는 커패시터 형태를 이루게된다. 손가락 등이 접촉하게 되면 커패시터의 프린지 필드 변동에 의한 용량 변화를 인식하여 터치 센서(TS)로서의 작용을 하게 되는 것이다.
도 5a 내지 5b는 본 발명에 따른 터치센서 인셀 타입 유기전계 발광소자에 있어 터치 센서의 동작을 설명한 단면도이다. 설명의 편의를 위해 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와 유기전계 발광 다이오드는 생략하고 제 1 기판에 구비된 터치센서와 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판만을 간략히 도시하였다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 터치센서 인셀 타입 유기전계 발광소자(101)에 있어 제 2 기판(170) 표면에 대해 사용자의 손가락(195) 등의 터치가 이루어지지 않았을 경우, 제 2 전극(158)과 터치 제 2 전극(165) 간에 형성되는 프린지 필드가 일정하게 유지됨으로써 커패시터의 용량변화가 없으므로, 동작을 하지 않으며, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제 2 기판(170)의 표면에 사용자의 손가락(195) 등의 터치가 발생하면 제 2 전극(158, 터치 제 1 전극)과 터치 제 2 전극(165)과 프린지 필드가 터치가 이루어진 손가락(195) 등에 영향을 받아 변화를 일으키게 됨으로써 터치 센서가 터치된 것을 감지하게 됨으로써 터치 동작을 실시하게 된다.
도 4를 참조하면, 전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 터치 센서 인셀 타입 유기전계 발광소자(101)는 유기전계 발광 다이오드(E)를 이루는 하나의 구성요소인 제 2 전극(158)을 터치 센서(TS)의 터치 제 1 전극으로 이용하고, 이의 상부에 통상적으로 유기 발광층(155)의 투습 방지를 위해 형성하는 제 2 보호층(160)을 유 전체층으로 이용하고, 별도로 제 2 보호층(160) 상부에 이격하는 바(bar) 형태를 갖는 터치 제 2 전극 (165)을 형성한 후, 인캡슐레이션용 제 2 기판(170)을 합착함으로써 완성된다.
도 6a는 도 2의 절단선 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이고, 도 6b는 도 2의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 화소 검사 스위칭 패드(210)에서 픽셀 어레이(200) 내의 화소 구동을 검사하기 위한 제어신호를 화소 검사 신호 전달 라인(211)을 통해 스위칭부(240)에 제공한다. 스위칭부(240) 내의 다수의 스위칭 트랜지스터들(T1)은 검사 패드 신호 라인(221)과 픽셀 어레이 내에 형성된 복수의 화소 검사 라인들(250)과 연결한다.
터치 블록 검사 스위칭 패드(230)는 픽셀 어레이(200) 내의 터치 블록을 검사하기 위한 제어신호를 터치 블록 검사 신호 전달 라인(231)을 통해 스위칭부(240)에 공급한다. 이에 따라, 스위칭부(240) 내의 스위치(241)는 검사 패드 신호 라인(221)과 픽셀 어레이 내에 형성된 복수의 터치 블록 검사 라인들(260)과 연결한다. 터치 영역은 터치 버퍼(301) 상부에 배치되는 터치 메탈(303)과 그 사이에 놓이는 층간 절연막(302) 및 터치 메탈(303) 위의 보호층(304)을 포함한다. 401는 뱅크 영역을 402는 스페이서를 나타낸다. 도 6b에 도시한 바와 같이, 터치 메탈(303)은 박막 트랜지스터의 소스/드레인 전극과 “B” 영역에서 접촉된다.
도 7은 본 발명에 따른 터치 유기 발광다이오드 표시장치의 검사 방법을 나타낸 흐름도이다.
픽셀 어레이 내에 매트릭스 배열되는 복수의 화소 전극에 연결된 복수의 화소 검사 라인들에 동일한 화소 검사 신호를 공급한다. 즉, 화소 검사 스위칭 패드(210)에서 상기 픽셀 어레이(200) 내의 화소 구동을 검사하기 위한 제어신호를 화소 검사 신호 전달 라인(211)을 통해 상기 스위칭부(240)에 제공한다. 이에 따라, 스위칭부(240) 내의 스위치(241)는 검사 패드 신호 라인(221)과 화소 검사 라인(250)을 연결한다 (S1).
픽셀 어레이(200)의 모든 화소가 발광할 수 있도록 모든 데이터 라인들을 통해 모든 화소에 동일한 크기의 동작 전원이 공급된다. 이때, 검사 신호가 인가되었으나 동작되지 않는 불량 화소를 검출한다(S2).
화소 검사가 완료된 상태에서 터치 블록 검사 스위칭 패드(230)는 픽셀 어레이(200) 내의 터치 블록을 검사하기 위한 제어신호를 터치 블록 검사 신호 전달 라인(231)을 통해 스위칭부(240)에 공급한다. 이에 따라, 스위칭부(240) 내의 스위치(241)는 검사 패드 신호 라인(221)과 픽셀 어레이 내에 형성된 복수의 터치 블록 검사 라인들(260)과 연결한다 (S3).
이에 따라 검사 패드(220)들로부터 검사 패드 신호 라인(221)을 통해 정전류(constant current)가 복수의 터치 블록 검사 라인들에 인가된다 (S4).
각 터치 블록 검사 라인을 통해 픽셀 어레이의 터치 블록에 검사 신호를 인가한 후, 복수의 검사 패드들을 통해 각 터치 블록의 전기적 특성을 측정하여 터치 블록의 불량을 검출한다. 이때, 측정되는 터치 블록의 전기적 특성은 터치 블록에 형성된 커패시터의 커패시턴스 값, 주파수, 저항 전압 중 어느 하나의 전기적 특성이 될 수 있다 (S5).
도 8a는 일반적인 터치 유기 발광다이오드 표시장치의 제조 원장을 나타낸 예시도이고, 도 8b는 본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기 발광다이오드 표시장치의 제조 원장을 나타낸 예시도이다.
일반적인 인-셀(In-cell) 터치 유기발광 다이오드 표시장치의 디스플레이 패널에는 셀(Cell) 제작 후 점등을 통한 검사를 위해 셀(Cell) 외곽 부에 검사 신호 인가 목적의 패드를 형성한다. 따라서, 베젤에 터치 검사 패드 및 터치 블록 검사라인, 그리고 화소 검사 패드 및 화소 검사 라인을 형성하기 위한 공간이 필요하다. 글래스 기판 원장("C") 내에 비치되는 각 셀(cell)의 사이즈가 크기 때문에 하나의 글래스 기판 원장("C")에 형성할 수 있는 셀(cell)의 개수가 감소한다. 이로 인해 패널을 형성하는 글래스 기판의 효율이 줄어들게 된다.
반면, 본 발명에 따른 인-셀 터치 유기발광 다이오드 표시장치에서는 터치 블록 검사를 위한 터치 검사 패드 및 화소 검사 패드를 공용으로 사용할 수 있으므로, 필요한 검사 패드의 수를 줄일 수 있고 셀(cell)의 크기가 증가하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기 발광다이오드 표시장치의 제조 원장("C")에는 더 많은 수의 셀(cell)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 동일한 크기의 글래스 원장의 면적이 "C"라고 할 때, 도 5a에 도시한 바와 같이 종래 기술에 따른 인-셀 터치 유기발광 다이오드 표시장치의 셀 크기가 증가하여 20개의 셀(cell)을 형성할 수 있었다.
본 발명에 따른 인-셀(In-cell) 터치 유기 발광다이오드 표시장치의 제조 원장("C")에는 셀(cell)의 크기가 증가하지 않으므로 도 8b에 도시한 바와 같이 30개의 셀을 형성할 수 있어 설계 효율을 증가시키고, 생산 비용을 절감할 수 있다.
상술한 본 출원의 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 출원의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 인-셀 터치 검사 패드 11: 터치블록 검사라인
20: 화소 검사 패드 21: 화소 검사 라인
200: 픽셀 어레이 210: 화소 검사 스위칭 패드
211: 화소 검사 신호 전달 라인 220: 검사 패드
221: 검사 패드 신호 라인 230: 터치 블록 검사 스위칭 패드
231: 터치 블록 검사신호 전달 라인 240: 스위칭부
241: 스위치 250: 화소 검사 라인
260: 터치 블록 검사 라인

Claims (9)

  1. 데이터 라인들, 상기 데이터 라인들과 교차되는 게이트 라인들, 복수의 서브 화소에 대응하며 매트릭스 배열되는 복수의 화소들 및 상기 복수의 화소들에 각각 대응하여 배치되는 복수의 터치 블록을 가지는 픽셀 어레이;
    상기 픽셀 어레이 밖의 베젤 영역에 배치되어 화소 검사와 터치 블록 검사를 선택적으로 수행하는 복수의 검사 패드들;
    상기 복수의 검사 패드들에 연결되고, 상기 픽셀 어레이 내에 배치되는 복수의 화소 검사 라인들과 복수의 터치 블록 검사 라인들;
    상기 복수의 검사 패드들과 상기 복수의 화소 검사 라인들과 복수의 터치 블록 검사 라인들의 사이에 배치되어 각각 화소 검사 라인들과 터치 블록 검사 라인 중 어느 하나의 검사 라인에 검사 신호를 인가하는 스위칭부;
    상기 베젤 영역에 배치되어 상기 픽셀 어레이 내의 화소 구동을 검사하기 위한 제어신호를 상기 스위칭부에 제공하는 화소 검사 스위칭 패드;
    상기 베젤 영역에 배치되어 상기 픽셀 어레이 내의 터치 블록을 검사하기 위한 제어신호를 상기 스위칭부에 제공하는 터치 블록 검사 스위칭 패드를 포함하여 이루어지는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 터치 블록 검사 라인들은 상기 화소 검사 라인들과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 픽셀 어레이, 상기 베젤 영역에 형성되는 상기 복수의 검사 패드들, 상기 스위칭부, 상기 화소 검사 스위칭 패드, 상기 터치 블록 검사 스위칭 패드를 구동하는 구동회로를 갖는 기판을 더 포함하는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 터치 블록 검사 라인들에 인가되는 검사신호는 정전류(constant current)인 것을 특징으로 하는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 검사 패드들을 통해 측정되는 터치 블록의 전기적 특성은 터치 블록에 형성된 커패시터의 커패시턴스 값, 주파수, 저항 전압 중 어느 하나의 전기적 특성인 것을 특징으로 하는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치.
  6. 픽셀 어레이 내에 매트릭스 배열되는 복수의 화소 전극에 연결된 복수의 화소 검사 라인들에 동일한 검사 신호를 공급하는 단계;
    검사 신호가 인가된 화소의 불량 정보를 검출하는 단계;
    스위칭부에 스위칭 신호를 공급하여 픽셀 어레이 내에 형성된 복수의 터치 블록 검사 라인들과 베젤 영역에 형성된 복수의 검사 패드들에 각각 연결하는 단계;
    상기 터치 블록 검사 라인에 동일한 검사 신호를 공급하는 단계;
    검사 신호가 인가된 터치 블록의 불량 정보를 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치의 검사방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 터치 블록 검사 라인들은 상기 화소 검사 라인들과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치의 검사방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 터치 블록 검사 라인들에 인가되는 검사신호는 정전류(constant current)인 것을 특징으로 하는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치의 검사방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 검사 패드들을 통해 측정되는 터치 블록의 전기적 특성은 터치 블록에 형성된 커패시터의 커패시턴스 값, 주파수, 저항 전압 중 어느 하나의 전기적 특성인 것을 특징으로 하는 인-셀(In-cell) 터치 유기발광다이오드 표시 장치의 검사방법.
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