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KR102467874B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR102467874B1
KR102467874B1 KR1020170134070A KR20170134070A KR102467874B1 KR 102467874 B1 KR102467874 B1 KR 102467874B1 KR 1020170134070 A KR1020170134070 A KR 1020170134070A KR 20170134070 A KR20170134070 A KR 20170134070A KR 102467874 B1 KR102467874 B1 KR 102467874B1
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shielding layer
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display panel
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KR1020170134070A
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김재능
권도현
정창용
임충열
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 위치하는 터치 센서를 포함하고, 상기 터치 센서는 터치를 감지하는 감지 전극, 그리고 상기 감지 전극의 일부와 중첩하며 상기 감지 전극과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 차폐층을 포함하고, 상기 감지 전극은 서로 연결되어 그물 형상을 가지는 복수개의 도전선을 포함하고, 복수개의 도전선은 서로 다른 층에 위치하는 제1 도전선 및 제2 도전선을 포함하고, 상기 차폐층은 상기 제1 도전선 및 제2 도전선 중 적어도 어느 하나와 중첩할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 개시는 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치 센서를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치의 입력 장치로서 사용자가 손가락 또는 펜 등으로 화면을 접촉하여 정보를 입력하는 터치 센서(touch sensor)가 적용되고 있다. 터치 센서의 여러 감지 방식들 가운데 서로 이격된 두 개의 전극에서 접촉에 따른 정전용량 변화가 일어난 위치를 감지하는 정전용량 방식(capacitive type)이 주로 사용되고 있다.
가요성(flexible) 표시 장치를 구현하기 위해서는 표시 장치를 얇게 만들어야 하며, 이를 위해 터치 센서는 표시 장치에 내장된다. 이러한 내장형 터치 센서는 자체 기판을 포함하지 않으며, 표시 장치의 어느 한 구성요소 위에 감지 전극들을 직접 형성한다.
실시예들은 터치 감도를 향상시킬 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 위치하는 터치 센서를 포함하고, 상기 터치 센서는 터치를 감지하는 감지 전극, 그리고 상기 감지 전극의 일부와 중첩하며 상기 감지 전극과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 차폐층을 포함하고, 상기 감지 전극은 서로 연결되어 그물 형상을 가지는 복수개의 도전선을 포함하고, 복수개의 도전선은 서로 다른 층에 위치하는 제1 도전선 및 제2 도전선을 포함하고, 상기 차폐층은 상기 제1 도전선 및 제2 도전선 중 적어도 어느 하나와 중첩할 수 있다.
상기 제1 도전선은 상기 제2 도전선 위에 위치하며, 상기 차폐층은 상기 제1 도전선의 일부와 중첩할 수 있다.
상기 터치 센서는 상기 표시 패널 위에 위치하는 제1 절연층, 상기 제1 절연층 위에 위치하는 제2 절연층을 더 포함하고, 상기 제2 도전선은 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 위치하고, 상기 제1 도전선은 상기 제2 절연층 위에 위치하며, 상기 차폐층은 상기 제2 도전선과 동일한 층에 위치할 수 있다.
상기 제2 절연층은 유기물을 포함할 수 있다.
상기 터치 센서 위에 위치하는 차광층을 더 포함하고, 상기 차폐층은 상기 차광층과 중첩할 수 있다.
상기 표시 패널은 기판, 상기 기판 위에 위치하는 발광 부재, 그리고 상기 발광 부재를 덮는 박막 봉지층을 포함하고, 상기 발광 부재는 발광하는 복수개의 유기 발광 다이오드, 상기 복수개의 유기 발광 다이오드를 서로 분리시키는 화소 정의막을 포함하고, 상기 차폐층은 상기 화소 정의막과 중첩할 수 있다.
상기 차광층은 상기 화소 정의막과 중첩할 수 있다.
상기 복수개의 도전선은 서로 연결되어 그물 형상을 가질 수 있다.
상기 차폐층은 평면상 상기 제1 도전선에 대응하며 그물 형상을 가질 수 있다.
상기 차폐층의 폭은 상기 제1 도전선의 폭보다 크고 상기 차광층의 폭보다 작을 수 있다.
상기 차폐층은 평면상 아일랜드 형상을 가질 수 있다.
상기 표시 패널은 표시 영역, 상기 표시 영역 바깥의 주변 영역을 포함하고, 상기 터치 센서는 상기 감지 전극과 연결되며 상기 주변 영역에 위치하는 연결 배선을 더 포함하며, 상기 연결 배선과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 주변 차폐층을 더 포함할 수 있다.
상기 연결 배선은 상기 복수개의 제1 도전선을 포함하며, 상기 주변 차폐층은 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 위치할 수 있다.
상기 주변 차폐층은 상기 제1 도전선 및 인접하는 상기 제1 도전선 사이의 제2 절연층 아래에 위치할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널 위에 위치하는 터치 센서를 포함하고, 상기 터치 센서는 터치를 감지하는 감지 전극, 그리고 상기 감지 전극과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 차폐층을 포함하고, 상기 감지 전극은 평면상 서로 이격되는 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극을 포함하고, 상기 차폐층은 상기 제1 감지 전극 및 상기 제2 감지 전극 중 적어도 어느 하나와 중첩할 수 있다.
상기 제1 감지 전극은 복수개의 제1 감지 셀, 상기 복수개의 제1 감지 셀을 서로 연결하는 복수개의 제1 연결부를 포함하고, 상기 제2 감지 전극은 복수개의 제2 감지 셀, 상기 복수개의 제2 감지 셀을 연결하는 복수개의 제2 연결부를 포함하며, 상기 차폐층은 상기 제1 연결부와 동일한 층에 위치할 수 있다.
상기 차폐층은 상기 제1 감지 셀, 제2 감지 셀, 그리고 상기 제2 연결부와 다른 층에 위치할 수 있다.
실시예들에 따르면, 터치 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 표시 패널(100)의 구동 시 발생하는 노이즈(noise)를 최소화할 수 있다.
또한, 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치의 내충격성을 강화시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 P1 부분의 확대 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선을 따라 잘라 도시한 일부 단면도다.
도 4는 도 2의 IV-IV선을 따라 잘라 도시한 일부 단면도이다.
도 5는 도 2의 P2 부분의 확대 평면도로서, 제1 감지 셀, 제2 감지 셀 및 제2 연결부와 그 아래에 위치하는 제1 연결부를 분리 도시한 평면도이다.
도 6은 도 2의 P2 부분의 확대 평면도이다.
도 7은 도 6의 P3 부분의 확대 평면도로서, 제1 도전선 및 차폐층을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8은 도 6의 P4 부분의 확대 평면도로서, 제1 도전선 및 제2 도전선을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 도 7의 IX-IX선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 10은 도 8의 X-X선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 확대 평면도로서, 도 6의 P3 부분에 대응하는 평면도이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도로서, 도 1의 P5 부분을 잘라 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
그러면 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 P1 부분의 확대 평면도이며, 도 3은 도 2의 III-III선을 따라 잘라 도시한 일부 단면도이고, 도 4는 도 2의 IV-IV선을 따라 잘라 도시한 일부 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널(100), 표시 패널(100) 위에 위치하는 터치 센서(200)를 포함한다. 표시 패널(100)은 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 표시 패널(100)은 다양한 표시 장치가 가능하다.
표시 패널(100)은 표시 영역(DA)과, 표시 영역 바깥의 주변 영역(PA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수개의 화소들을 포함할 수 있으며, 표시 영역(DA)에서는 영상이 출력될 수 있다. 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)의 일측에 배치될 수 있다. 도 1에서 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸고 있으나, 표시 영역(DA)과 주변 영역(PA)의 배치 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 필요에 따라서는 표시 영역(DA)과 주변 영역(PA)의 배치는 달라질 수 있다.
터치 센서(200)는 표시 영역(DA)에 위치하는 감지 전극(241, 242), 주변 영역(PA)에 위치하는 연결 배선(247, 248)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 감지 전극(241, 242)이 표시 영역(DA)에 위치하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 감지 전극(241, 242)이 주변 영역(PA)까지 확장되어 위치할 수도 있다. 이 경우, 감지 전극은 표시 장치를 제어하기 위한 조작부로 활용될 수 있다.
감지 전극(241, 242)은 제1 방향(X)으로 연장되는 제1 감지 전극(241), 제1 방향(X)과 교차하는 제2 방향(Y)과 연장되는 제2 감지 전극(242)을 포함할 수 있다. 연결 배선(247, 248)은 제1 감지 전극(241)과 연결되는 제1 연결 배선(247), 제2 감지 전극(242)과 연결되는 제2 연결 배선(248)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1 감지 전극(241) 및 제2 감지 전극(242)은 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지하며, 상호 정전 용량 방식 또는 자기 정전 용량 방식을 포함할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제1 감지 전극(241)은 대략 마름모 형상을 가지는 복수개의 제1 감지 셀(241a), 제1 방향(X)을 따라 연장되며 복수개의 제1 감지 셀(241a)을 서로 연결하는 복수개의 제1 연결부(241b)를 포함할 수 있다. 제1 감지 전극(241)은 제2 방향(Y) 좌표값을 감지하기 위한 제1 터치 신호가 전달되는 Tx 터치 전극(transmitter touch electrode)일 수 있다.
제2 감지 전극(242)은 대략 마름모 형상을 가지는 복수개의 제2 감지 셀(242a), 제2 방향(Y)을 따라 연장되며 복수개의 제2 감지 셀(242a)을 연결하는 복수개의 제2 연결부(242b)를 포함할 수 있다. 제2 감지 전극(242)은 제1 방향(X) 좌표값을 감지하기 위한 제2 터치 신호가 전달되는 Rx 터치 전극(receiver touch electrode)일 수 있다. 본 실시예에서는 제1 감지 셀(241a)과 제2 감지 셀(242a)이 마름모 형상으로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형상이 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 제1 감지 전극(241)이 Tx 터치 전극이고, 제2 감지 전극(242)이 Rx 터치 전극이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 감지 전극(241)이 Rx 터치 전극이고, 제2 감지 전극(242)이 Tx 터치 전극일 수 있다.
제1 감지 전극(241) 및 제2 감지 전극(242)은 각각 제1 연결 배선(247)과 제2 연결 배선(248)을 통해 패드부(PAD)에 연결될 수 있다. 패드부(PAD)는 제어부(도시하지 않음)에 연결되어 제1 터치 신호 및 제2 터치 신호를 감지 전극(241, 242)에 전달할 수 있다.
제1 감지 전극(241)과 제2 감지 전극(242)은 소정 간격만큼 이격되어 있으며, 제1 감지 전극(241)과 제2 감지 전극(242) 사이에 정전 용량이 형성될 수 있다. 사용자에 의한 터치가 있을 때, 제1 감지 전극(241)과 제2 감지 전극(242) 사이에 형성된 정전 용량이 변화하며, 이를 제어부(도시하지 않음)가 인식하여 터치 위치를 감지할 수 있다.
평면 상으로 볼 때, 제1 감지 셀(241a)과 제2 감지 셀(242a)은 서로 이웃하고, 제1 연결부(241b)와 제2 연결부(242b)는 서로 교차하나 제2 절연층(220)에 의해 절연될 수 있다.
제1 감지 셀(241a), 제2 감지 셀(242a) 및 제2 연결부(242b)는 동일한 층에 위치할 수 있다. 그리고, 제1 연결부(241b)는 제1 감지 셀(241a), 제2 감지 셀(242a) 및 제2 연결부(242b)와 다른 층에 위치할 수 있다. 구체적으로, 제1 연결부(241b)는 제1 감지 셀(241a), 제2 감지 셀(242a) 및 제2 연결부(242b) 아래에 위치할 수 있다. 제1 절연층(210) 위에 제1 연결부(241b)가 위치한다. 제1 절연층(210)은 제1 연결부(241b)와 표시 패널(100) 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 제1 연결부(241b) 위에 제2 절연층(220)이 위치하고, 제2 절연층(220)은 제1 연결부(241b)와 중첩하는 접촉구(221)를 가질 수 있다. 제2 절연층(220) 위에 제1 감지 셀(241a), 제2 감지 셀(242a) 및 제2 연결부(242b)가 위치할 수 있다. 제1 감지 셀(241a)은 접촉구(221)를 통해 제1 연결부(241b)와 연결될 수 있다.
제2 감지 전극(242)의 제2 감지 셀(242a) 및 제2 연결부(242b)는 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 동일한 공정 단계에서 제1 감지 셀(241a), 제2 감지 셀(242a) 및 제2 연결부(242b)가 동시에 형성될 수 있다. 그러나, 제2 연결부(242b)가 반드시 제1 감지 셀(241a) 및 제2 감지 셀(242a)과 동시에 형성되는 것은 아니며, 다른 물질을 이용하여 다른 공정 단계에서 별도로 형성될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 제1 연결부(241b)가 제1 감지 셀(241a), 제2 감지 셀(242a) 및 제2 연결부(242b)과 다른 층에 위치하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 연결부(242b)가 제1 감지 셀(241a), 제2 감지 셀(242a) 및 제1 연결부(241b)와 다른 층에 위치하는 구조도 가능하다.
감지 전극(241, 242)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등과 같은 저저항 금속을 포함하거나, 은 나노와이어(silver nanowire), 카본 나노튜브(carbon nanotube) 등과 같은 도전성 나노 물질을 포함할 수 있다. 이러한 감지 전극(241, 242)은 저항이 낮아 RC 지연을 줄일 수 있고, 연성이 우수하므로 휘어짐과 같은 반복적인 변형에도 쉽게 크랙이 발생하지 않는다.
제1 절연층(210)과 제2 절연층(220)은 무기물을 포함할 수 있다. 이때 무기물은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 하프늄 옥사이드, 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
그러나, 제1 절연층(210)과 제2 절연층(220)의 재료는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유기물을 포함할 수도 있다. 이 경우, 유기물은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 페릴렌계 수지, 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
터치 센서(200)는 그물(mesh) 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 감지 전극(241, 242) 및 연결 배선(247, 248)은 복수개의 도전선(conductive line)(CFL)을 포함할 수 있다. 도 2에서는 감지 전극(241, 242)이 복수개의 도전선(CFL)으로 이루어진 형상을 도시하였으나, 도 3 및 4에는 설명의 편의를 위해 도전선(CFL)을 구체적으로 도시하지 않았다.
이와 같이, 감지 전극(241, 242)은 복수개의 도전선(CFL)으로 이루어져 그물 모양을 가지므로, 표시 패널(100)에서 방출되는 빛을 차단하지 않으며, 표시 패널(100)의 도전선들과 중첩하는 면적을 줄여 기생 커패시턴스를 최소화할 수 있다.
또한, 터치 센서(200)는 자체 지지판을 사용하지 않고 표시 패널(100)을 지지판으로 사용한다. 따라서 터치 센서(200)는 전체 두께가 매우 얇아지므로, 표시 장치의 박형화에 유리하며, 가요성 표시 장치에 적합하다.
도 5는 도 2의 P2 부분의 확대 평면도로서, 제1 감지 셀, 제2 감지 셀 및 제2 연결부와 그 아래에 위치하는 제1 연결부를 분리 도시한 평면도이고, 도 6은 도 2의 P2 부분의 확대 평면도이다. 그리고, 도 7은 도 6의 P3 부분의 확대 평면도로서, 제1 도전선 및 차폐층을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 8은 도 6의 P4 부분의 확대 평면도로서, 제1 도전선 및 제2 도전선을 개략적으로 도시한 평면도이다. 그리고, 도 9는 도 7의 IX-IX선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 10은 도 8의 X-X선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 감지 전극(241) 및 제2 감지 전극(242)은 전체적으로 그물 모양을 이루는 복수개의 도전선(CFL)을 포함할 수 있다. 복수개의 도전선(CFL)은 서로 다른 층에 위치하는 제1 도전선(CFL1) 및 제2 도전선(CFL2)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 동일한 층에 위치하는 제1 감지 셀(241a), 제2 감지 셀(242a) 및 제2 연결부(242b)는 복수개의 제1 도전선(CFL1)을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 감지 셀(241a) 및 제2 연결부(242b)와 중첩하여 그 아래에 위치하는 제1 연결부(241b)는 복수개의 제2 도전선(CFL2)을 포함할 수 있다.
이하에서 도 7 내지 10을 참고하여 본 실시예에 따른 표시 장치의 층상 구조를 상세히 설명한다.
도 7 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100), 표시 패널(100) 위에 위치하는 터치 센서(200)를 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 기판(10), 기판(10) 위에 위치하는 스위칭 소자(20), 스위칭 소자(20) 위에 위치하는 발광 부재(25), 그리고 발광 부재(25)를 덮는 박막 봉지층(30)을 포함할 수 있다. 이 때, 터치 센서(200)는 박막 봉지층(30) 위에 직접 형성되어 위치할 수 있다.
기판(10)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 기판이나, 스테인리스 강 등으로 이루어진 금속성 기판일 수 있다.
스위칭 소자(20)은 기판(10) 위에 차례로 위치하는 버퍼층(120), 반도체(135), 게이트 절연막(140), 게이트 전극(125), 층간 절연막(160), 소스 전극(176) 및 드레인 전극(177), 그리고 평탄화막(180)을 포함할 수 있다. 그러나, 스위칭 소자는 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다.
버퍼층(120)은 다결정 규소를 형성하기 위한 결정화 공정 시 기판(10)으로부터 불순물을 차단하여 다결정 규소의 특성을 향상시킨다. 또한, 버퍼층(120)은 기판(10)을 평탄화시켜 버퍼층(120) 위에 형성되는 반도체(135)의 스트레스를 완화시키는 역할을 한다. 이러한 버퍼층(120)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성될 수 있다.
표시 영역(DA)의 버퍼층(120) 위에는 반도체(135)가 위치할 수 있다. 이러한 반도체(135)는 다결정 규소 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 반도체(135)는 채널 영역, 채널 영역의 양측에 위치하며 불순물이 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함한다. 반도체(135) 위에 게이트 절연막(140)이 위치하고, 게이트 절연막(140) 위에 게이트 전극(125)이 위치할 수 있다. 게이트 전극(125)은 반도체(135)의 채널 영역과 중첩된다. 게이트 절연막(140)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성될 수 있다.
게이트 전극(125) 위에 층간 절연막(160)이 위치하고, 층간 절연막(160) 위에 소스 전극(176)과 드레인 전극(177)이 위치할 수 있다. 소스 전극(176)과 드레인 전극(177)은 층간 절연막(160)과 게이트 절연막(140)에 형성된 접촉 구멍을 통해 반도체(135)의 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 연결된다. 도 9에 도시한 박막 트랜지스터(TFT)는 구동 박막 트랜지스터이며, 평탄화막(180)으로 덮일 수 있다.
발광 부재(25)는 평탄화막(180) 위에 위치하는 유기 발광 다이오드(OLED), 인접하는 유기 발광 다이오드(OLED)를 서로 분리시키는 화소 정의막(350)을 포함할 수 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 평탄화막(180) 위에 차례로 위치하는 제1 전극(191), 발광층(192), 그리고 제2 전극(193)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 평탄화막(180) 위에 제1 전극(191)이 위치한다. 제1 전극(191)은 화소마다 하나씩 형성되고, 평탄화막(180)에 형성된 비아 홀을 통해 구동 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(177)과 연결된다. 평탄화막(180)과 제1 전극(191) 위에 화소 정의막(350)이 위치한다.
화소 정의막(350)은 개구부(351)를 형성하여 발광층(192)이 위치할 제1 전극(191)의 중앙부를 노출시킨다.
제1 전극(191) 위에 발광층(192)이 위치하고, 발광층(192)과 화소 정의막(350) 위에 제2 전극(193)이 위치한다. 제2 전극(193)은 화소별 구분 없이 표시 패널(100) 전체에 형성된다. 제1 전극(191)과 제2 전극(193) 중 어느 하나는 발광층(192)으로 정공을 주입하고, 다른 하나는 발광층(192)으로 전자를 주입한다. 전자와 정공은 발광층(192)에서 결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 여기자가 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발생하는 에너지에 의해 빛이 방출된다. 제1 전극(191), 발광층(192) 및 제2 전극(193)은 함께 유기 발광 다이오드(OLED)를 이룬다. 제1 전극(191)은 반사막으로 형성될 수 있고, 제2 전극(193)은 투명막 또는 반투명막으로 형성될 수 있다. 발광층(192)에서 방출된 빛은 제1 전극(191)에서 반사되고, 제2 전극(193)을 투과하여 외부로 방출된다. 이때 제2 전극(193)이 반투명막으로 형성되는 경우, 제1 전극(191)에서 반사된 빛의 일부는 제2 전극(193)에서 재반사되며, 공진 구조를 이루어 광 추출 효율을 높인다.
제2 전극(193) 위에 박막 봉지층(30)이 형성되어 제2 전극(193)을 덮는다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 수분과 산소에 매우 취약하므로, 박막 봉지층(30)이 유기 발광 다이오드(OLED)를 밀봉시켜 외부의 수분과 산소의 침투를 차단한다. 박막 봉지층(30)은 무기막과 유기막의 다층막으로 구성될 수 있다. 무기막은 Al2O3, SiNx, 및 SiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 유기막은 에폭시, 아크릴레이트, 및 우레탄아크릴레이트 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 박막 봉지층(30)은 두께가 매우 얇아 표시 장치의 박형화에 유리하며, 가요성 표시 장치에 적합하다.
이러한 박막 봉지층(30)은 유기막을 포함하므로 평탄화된다. 평탄화된 박막 봉지층(30) 위에 터치 센서(200)가 위치한다.
도 9는 도 6에 도시된 제2 감지 셀(242a)에서, P3 부분의 IX-IX선을 따라 잘라 도시한 단면도이므로, 설명의 편의를 위해 도 9에는 제2 감지 셀(242a)의 제1 도전선(CFL1)만이 도시된다. 그리고, 도 10은 도 6에 도시된 P4 부분의 X-X선을 따라 잘라 도시한 단면도이므로, 설명의 편의를 위해 도 10에는 제1 연결부(241b)의 제2 도전선(CFL2)과 제2 연결부(242b)의 제1 도전선(CFL1)만이 도시된다.
구체적으로, 도 8 및 도 10에 도시한 바와 같이, 터치 센서(200)는 박막 봉지층(30) 위에 위치하는 제1 절연층(210), 제1 절연층(210) 위에 위치하는 제2 도전선(CFL2), 제1 절연층(210) 및 제2 도전선(CFL2)을 덮는 제2 절연층(220), 제2 절연층(220) 위에 위치하는 제1 도전선(CFL1), 제2 절연층(220) 및 제1 도전선(CFL1)을 덮는 제3 절연층(230)을 포함할 수 있다. 제2 도전선(CFL2)은 제2 절연층(220)에 형성된 접촉 구멍(21)을 통해 제1 도전선(CFL1)과 연결된다.
여기서, 복수개의 제2 도전선(CFL2)은 함께 제1 연결부(241b)를 형성하고, 복수개의 제1 도전선(CFL1)은 함께 제1 감지 셀(241a), 제2 감지 셀(242a) 및 제2 연결부(242b)를 형성한다.
그리고, 제3 절연층 위에 차광층(310)이 위치한다. 차광층(310)은 도전선(CFL)에 대응하여 위치한다. 이러한 차광층(310)을 덮개층(320)이 덮는다. 덮개층(320)은 차광층(310)을 덮어 평탄화한다. 덮개층(320)은 유기물을 포함할 수도 있다. 이 경우, 유기물은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 페릴렌계 수지, 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
이러한 차광층(310)은 화소 정의막(350)의 개구부(351)와 중첩하지 않으며 차광층(310)은 복수개의 화소(PX)를 실질적으로 둘러싸는 그물 모양으로 형성될 수 있다. 화소(PX)는 하나의 발광 단위로서, 유기 발광 다이오드(OLED)에 대응한다. 이 때, 유기 발광 다이오드(OLED)의 면적은 화소 정의막(350)의 개구부(351)를 통해 발광하는 면적으로 정의할 수 있다. 따라서, 화소(PX)의 면적은 유기 발광 다이오드(OLED)의 면적과 실질적으로 동일할 수 있다.
화소 정의막(350)과 중첩하여 제2 전극(193)의 일부를 가리는 차광층(310)을 형성함으로써, 제2 전극(193)에서 반사되는 외광을 최소화할 수 있다. 따라서, 표시 패널(100)의 외광 반사 및 반사 색감을 향상시킬 수 있다.
도 7 및 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 절연층(210) 위에 차폐층(410)이 위치할 수 있다. 즉, 차폐층(410)은 제2 도전선(CFL2)과 동일한 층에 위치할 수 있다. 이러한 차폐층(410)은 복수개의 제1 도전선(CFL1) 중 일부와 중첩할 수 있다. 즉, 차폐층(410)은 복수개의 제1 도전선(CFL1) 중 제2 도전선(CFL2)과 중첩하는 제1 도전선(CFL1)과는 중첩하지 않는다. 차폐층(410)의 폭(w1)은 제1 도전선(CFL1)의 폭(w2)보다 크고 차광층(310)의 폭(w3)보다 작을 수 있다.
차폐층(410)의 폭(w1)이 제1 도전선(CFL1)의 폭(w2)보다 큰 경우 효율적으로 노이즈를 제거할 수 있으며, 차폐층(410)의 폭(w1)이 차광층(310)의 폭(w3)보다 작은 경우 개구율의 감소를 방지할 수 있다.
차폐층(410)은 제1 도전선과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 차폐층(410)은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있으며, 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수도 있다.
차폐층(410)은 화소 정의막(350)과 중첩할 수 있으며, 차폐층(410)과 동일하게 평면상 그물형상을 가질 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 차폐층(410)은 평면상 제1 도전선(CFL1)에 대응하여 위치하며 그물 형상을 가질 수 있다.
이러한 차폐층(410)은 발광 부재(25)와 터치 센서(200)간의 기생 커패시턴스를 차단할 수 있으므로 터치 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 차폐층(410)은 표시 패널(100)의 구동 시 발생하는 노이즈(noise) 중 발광 부재(25)의 제2 전극(193)에서 차단되지 않는 노이즈를 차단할 수 있으므로, 노이즈를 최소화할 수 있다.
또한, 제1 도전선(CFL1) 아래에 차폐층(410)이 전체적으로 그물 형상을 가지며 형성되므로, 터치 센서(200) 및 이를 포함하는 표시 장치의 내충격성을 강화시킬 수 있다.
한편, 상기 도 1 내지 도 10에 도시된 일 실시예에서는 차폐층(410)이 전체적으로 그물 형상을 가지나, 차폐층(410)이 독립된 아일랜드(island) 형상을 가지는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 11을 참고하여, 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 11은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 확대 평면도로서, 도 6의 P3 부분에 대응하는 평면도이다.
도 11에 도시된 다른 실시예는 도 1 내지 도 10에 도시된 일 실시예와 비교하여 차폐층의 평면상 구조만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 11에 도시한 바와 같이, 다른 실시예에 따른 표시 장치의 터치 센서의 차폐층(410)은 복수개의 제1 도전선(CFL1) 중 일부와 중첩할 수 있다. 이러한 차폐층(410)은 평면상 아일랜드 형상을 가질 수 있다.
차폐층(410)은 발광 부재(25)와 터치 센서(200)간의 기생 커패시턴스를 차단할 수 있으므로 터치 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 차폐층(410)은 표시 패널(100)의 구동 시 발생하는 노이즈(noise) 중 발광 부재(25)의 제2 전극(193)에서 차단되지 않는 노이즈를 차단할 수 있으므로, 노이즈를 최소화할 수 있다.
또한, 제1 도전선(CFL1) 아래에 차폐층(410)이 평면상 아일랜드 형상을 가지며 형성되므로, 터치 센서(200) 및 이를 포함하는 표시 장치의 내충격성을 강화시킬 수 있다.
한편, 상기 도 1 내지 도 10에 도시된 일 실시예에서는 표시 영역에 위치하는 감지 전극의 제1 도전선 아래에 차폐층을 위치시켰으나, 주변 영역(PA)에 위치하는 연결 배선의 제1 도전선 아래에 차폐층을 위치시키는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 12를 참고하여, 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 12는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도로서, 도 1의 P5 부분을 잘라 도시한 단면도이다.
도 12에 도시된 다른 실시예는 도 1 내지 도 10에 도시된 일 실시예와 비교하여 주변 차폐층만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
우선, 도 1에 도시한 바와 같이, 다른 실시예에 따른 표시 장치의 주변 영역(PA)에는 표시 영역(DA)의 감지 전극(241, 242)과 연결되는 연결 배선(247, 248)이 위치할 수 있다. 이러한 연결 배선(247, 248)은 복수개의 제1 도전선(CFL1)을 포함할 수 있다
도 12에 도시한 바와 같이, 표시 패널(100)의 주변 영역(PA)에서 기판(10) 위에 스위칭 소자(20)가 위치하며, 스위칭 소자(20) 위에 제2 전극(193)이 위치한다. 그리고, 제2 전극(193)을 박막 봉지층(30)이 덮는다. 스위칭 소자(20)는 주변 영역에 위치하는 구동부(D)를 포함할 수 있다.
그리고, 박막 봉지층(30) 위에 위치하는 제1 절연층(210)이 위치하고, 제1 절연층(210) 위에 주변 차폐층(420)이 위치한다. 그리고, 주변 차폐층(420)을 제2 절연층(220)이 덮고, 제2 절연층(220) 위에 연결 배선(247, 248)을 이루는 제1 도전선(CFL1)이 위치한다.
이러한 주변 차폐층(420)은 일체형으로 형성되므로 제1 도전선(CFL1) 및 인접하는 제1 도전선(CFL1) 사이의 제2 절연층(220) 아래에도 위치하게 된다. 따라서, 주변 차폐층(420)은 제2 전극(193)과 함께 표시 패널(100)의 구동 시 구동부(D)에서 발생하는 노이즈(noise)를 차단할 수 있으므로, 노이즈를 최소화할 수 있다.
또한, 박막 봉지층(30) 위에 주변 차폐층(420)이 위치하므로, 노이즈 차단을 위해 박막 봉지층(30)의 두께를 크게 할 필요가 없으므로 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있다. 또한, 박막 봉지층(30)의 두께가 클 경우 박막 봉지층(30)이 들뜨는 현상도 방지할 수 있다.
또한, 주변 차폐층(420)이 노이즈를 차단하므로, 노이즈 차단을 위한 제2 전극(193) 위에 제1 도전선(CFL1)이 반드시 위치할 필요가 없다. 따라서, 제1 도전선(CFL1)의 폭을 증가시켜 연결 배선의 저항을 감소시킬 수 있다.
도 12에서는 설명의 편의를 위해 적색 색필터(R) 및 녹색 색필터(G)만을 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 기판 20: 스위칭 소자
25: 발광 부재 30: 박막 봉지층
100: 표시 패널 200: 터치 센서
210: 제1 절연층 220: 제2 절연층
230: 제3 절연층 241: 제1 감지 전극
242: 제2 감지 전극 310: 차광층
320: 덮개막 350: 화소 정의막
410: 차폐층 420: 주변 차폐층
CFL1: 제1 도전선 CFL2: 제2 도전선

Claims (18)

  1. 영상을 표시하는 표시 패널,
    상기 표시 패널 위에 위치하는 터치 센서
    를 포함하고,
    상기 터치 센서는
    상기 표시 패널의 위에 위치하는 차폐층; 및
    상기 차폐층의 일부와 중첩하고 상기 차폐층위에 위치하는 복수개의 감지 전극을 포함하고,
    상기 복수개의 감지 전극은 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극을 포함하고,
    상기 제1 감지 전극은 복수개의 제1 감지 셀 및 복수개의 제1 연결부를 포함하고,
    상기 제2 감지 전극은 복수개의 제2 감지 셀 및 복수개의 제2 연결부를 포함하고,
    상기 복수개의 제1 감지 셀, 상기 복수개의 제2 감지 셀, 및 상기 복수개의 제2 연결부는 제1층에 위치하고,
    상기 복수개의 제1 연결부 및 상기 차폐층은 상기 제1층과 다른 제2층에 위치하며,
    상기 차폐층은 상기 복수개가 제1 연결부와 동일한 물질로 형성되며, 상기 복수개의 제1 연결부와 중첩하지 않는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 감지 전극은 서로 다른 층에 위치하는 제1 도전선 및 제2 도전선을 포함하는 복수개의 도전선을 포함하고,
    제1 도전선은 상기 제2 도전선 위에 위치하며,
    상기 차폐층은 상기 제1 도전선의 일부와 중첩하는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 터치 센서는
    상기 표시 패널 위에 위치하는 제1 절연층,
    상기 제1 절연층 위에 위치하는 제2 절연층을 더 포함하고,
    상기 제2 도전선 및 상기 차폐층은 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 위치하고,
    상기 제1 도전선은 상기 제2 절연층 위에 위치하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제2 절연층은 유기물을 포함하는 표시 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 터치 센서 위에 위치하는 차광층을 더 포함하고,
    상기 차폐층은 상기 차광층과 중첩하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 표시 패널은
    기판,
    상기 기판 위에 위치하는 발광 부재, 그리고
    상기 발광 부재를 덮는 박막 봉지층을 포함하고,
    상기 발광 부재는
    복수개의 유기 발광 다이오드,
    상기 복수개의 유기 발광 다이오드의 사이에 위치하는 화소 정의막을 포함하고,
    상기 차폐층은 상기 화소 정의막과 중첩하는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 차광층은 상기 화소 정의막과 중첩하는 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 복수개의 도전선은 콘택홀을 통하여 서로 연결되며, 그물 형상을 가지는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 차폐층은 평면상 상기 제1 도전선에 대응하며 그물 형상을 가지는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 차폐층의 폭은 상기 제1 도전선의 폭보다 크고 상기 차광층의 폭보다 작은 표시 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 차폐층은 평면상 상기 복수개의 유기 발광 다이오드와 중첩하지 않는 표시 장치.
  12. 제3항에서,
    상기 표시 패널은 표시 영역, 상기 표시 영역 바깥의 주변 영역을 포함하고,
    상기 터치 센서는 상기 감지 전극과 연결되며 상기 주변 영역에 위치하는 연결 배선을 더 포함하며,
    상기 연결 배선과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 주변 차폐층을 더 포함하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 연결 배선은 복수개의 상기 제1 도전선을 포함하며,
    상기 주변 차폐층은 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 위치하는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 주변 차폐층은 상기 제1 도전선 및 인접하는 상기 제1 도전선 사이의 제2 절연층 아래에 위치하는 표시 장치.
  15. 영상을 표시하는 표시 패널,
    상기 표시 패널 위에 위치하는 터치 센서
    를 포함하고,
    상기 터치 센서는
    터치를 감지하는 복수개의 감지 전극, 그리고
    상기 복수개의 감지 전극과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 차폐층을 포함하고,
    상기 복수개의 감지 전극은 제1 감지 전극 및 제2 감지 전극을 포함하고,
    상기 제1 감지 전극은 복수개의 제1 감지 셀 및 복수개의 제1 연결부를 포함하고,
    상기 제2 감지 전극은 복수개의 제2 감지 셀 및 복수개의 제2 연결부를 포함하고,
    상기 복수개의 제1 감지 셀, 상기 복수개의 제2 감지 셀, 및 상기 복수개의 제2 연결부는 제1층에 위치하고,
    상기 복수개의 제1 연결부 및 상기 차폐층은 상기 제1층과 다른 제2층에 위치하며,
    상기 차폐층은 상기 복수개가 제1 연결부와 동일한 물질로 형성되며, 상기 복수개의 제1 연결부와 중첩하지 않는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 감지 전극은 제1 방향으로 연장되고,
    상기 제2 감지 전극은 상기 제1 방향과 수직 교차하는 제2 방향으로 연장되며,
    상기 차폐층은 상기 제1 연결부와 동일한 층에 위치하는 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 제1 감지 셀과 상기 제1 연결부는 각각 서로 다른 층에 위치하는 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    인접하는 적어도 2개의 상기 제1 감지 셀은 각각 서로 다른 컨택홀을 통하여 동일한 상기 제1 연결부와 연결되어 있는 표시 장치.
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