KR20200042995A - 터치 센서 및 이를 포함한 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

터치 센서는, 감지 영역 및 비감지 영역을 포함한 베이스 층; 상기 베이스 층 상의 상기 감지 영역에 제공된 복수의 터치 전극들; 평면 상에서 상기 터치 전극들 사이에 배치되고, 서로 이격된 복수의 더미 패턴들을 포함하는 더미 전극; 및 상기 터치 전극들과 상기 더미 전극 상에 제공된 절연층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 절연층은 서로 인접한 2개의 상기 더미 패턴들 사이 영역에 대응하는 제1 부분과 상기 제1 부분을 제외한 제2 부분을 포함할 수 있다. 상기 제1 부분에는 적어도 하나 이상의 요철 패턴이 배치될 수 있다.

Description

터치 센서 및 이를 포함한 표시 장치{TOUCH SENSOR AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE TOUCH SENSOR}
본 발명은 터치 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 센서 및 이를 포함한 표시 장치에 관한 것이다.
최근의 표시 장치는 영상 표시 기능과 더불어 정보 입력 기능을 구비하는 방향으로 개발되고 있다. 표시 장치의 입력 기능은 일반적으로 사용자의 터치 또는 소정의 도구로부터의 터치를 입력받기 위한 터치 센서로 구현될 수 있다.
터치 센서는 영상 표시 기능을 구현하는 표시 패널의 일면에 부착되거나, 표시 패널과 일체로 형성되어 사용된다. 사용자는 표시 패널에서 구현되는 이미지를 시청하면서 터치 센서를 누르거나 터치하여 정보를 입력할 수 있다.
터치 센서는 평판 표시 장치뿐만 아니라, 플렉서블(flexible) 표시 장치, 커브드(curved) 표시 장치, 폴더블(foldable) 표시 장치, 벤더블(bendable) 표시 장치 등에도 적용될 수 있다.
이러한 표시 장치의 형태의 자유로운 변형을 위해 표시 패널 및 터치 센서의 박형화, 및 터치 센서의 감도 불량, 외부 광 반사로 인해 도전 패턴이 사용자에게 시인되는 불량 등을 방지하기 위한 연구가 진행 중이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 불량을 최소화하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 터치 센서 및 이를 포함한 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서는, 감지 영역 및 비감지 영역을 포함한 베이스 층; 상기 베이스 층 상의 상기 감지 영역에 제공된 복수의 터치 전극들; 평면 상에서 상기 터치 전극들 사이에 배치되고, 서로 이격된 복수의 더미 패턴들을 포함한 더미 전극; 및 상기 터치 전극들과 상기 더미 전극 상에 제공된 절연층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 절연층은 서로 인접한 2개의 상기 더미 패턴들 사이 영역에 대응하는 제1 부분과 상기 제1 부분을 제외한 제2 부분을 포함할 수 있다. 상기 제1 부분에는 적어도 하나 이상의 요철 패턴이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 요철 패턴은 상기 절연층의 일면에서 상기 더미 패턴들이 제공되는 타면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 요철 패턴은 상기 절연층의 일면에서 상기 타면을 향하여 상기 절연층의 두께의 절반 이하의 깊이를 가질 수 있다. 여기서, 상기 요철 패턴의 폭은 상기 서로 인접한 2개의 더미 패턴들 사이의 간격과 동일하거나 이보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 요철 패턴은 상기 더미 패턴들 사이 영역으로 유입되는 광의 난반사를 일으킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연층의 제2 부분은 평탄부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치 전극들은, 제1 터치 패턴들 및 상기 제1 터치 패턴들을 연결하는 제1 브릿지 패턴들을 포함한 제1 터치 전극; 및 제2 터치 패턴들 및 상기 제2 터치 패턴들을 연결하는 제2 브릿지 패턴들을 포함한 제2 터치 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 터치 패턴들 및 상기 제2 터치 패턴들은 동일한 층 상에 배치되고, 상기 제1 브릿지 패턴들과 상기 제2 브릿지 패턴들 중 어느 하나의 브릿지 패턴들은 상기 제1 터치 패턴들과 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 브릿지 패턴들과 상기 제2 브릿지 패턴들은 층간 절연층을 사이에 두고 교차할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 층간 절연층은 유기 재료를 포함한 유기 절연막일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 더미 전극은 상기 제1 및 제2 터치 패턴들과 동일한 층 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치 전극들 및 상기 더미 전극은 메쉬 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 더미 전극은, 일 방향을 따라 연장되는 제1 더미 세선; 상기 일 방향과 교차하는 타 방향을 따라 연장되며 서로 평행한 복수의 제2 더미 세선들; 및 상기 제1 더미 세선과 상기 제2 더미 세선들이 교차하여 형성된 복수의 더미 메쉬 개구들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서는, 감지 영역 및 비감지 영역을 포함한 베이스 층; 상기 베이스 층 상의 상기 감지 영역에 제공되며, 제1 방향으로 연장된 제1 터치 전극; 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격된 터치 패턴들 및 제1 절연층을 사이에 두고 상기 제2 방향으로 서로 인접한 2개의 상기 터치 패턴들 사이를 연결하는 브릿지 패턴을 포함한 제2 터치 전극; 평면 상에서 상기 제1 터치 전극과 상기 터치 패턴들 사이에 배치되고, 서로 이격된 복수의 더미 패턴들을 포함한 더미 전극; 및 상기 제1 및 제2 터치 전극과 상기 더미 전극 상에 제공된 제2 절연층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 절연층은 서로 인접한 2개의 상기 더미 패턴들 사이 영역에 대응하는 적어도 하나 이상의 요철 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 제공된 터치 센서를 포함할 숴 있다. 상기 터치 센서는, 상기 표시 패널 상에 제공되며, 감지 영역 및 비감지 영역을 포함한 베이스 층; 상기 베이스 층 상의 상기 감지 영역에 제공된 복수의 터치 전극들; 평면 상에서 상기 터치 전극들 사이에 배치되고, 서로 이격된 복수의 더미 패턴들을 포함하는 더미 전극; 및 상기 터치 전극들과 상기 더미 전극 상에 제공된 절연층을 포함할 수 있다. 상기 절연층은 서로 인접한 2개의 상기 더미 패턴들 사이 영역에 대응하는 제1 부분과 상기 제1 부분을 제외한 제2 부분을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 부분에는 적어도 하나 이상의 요철 패턴이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 더미 패턴들 사이 영역에 대응되는 적어도 하나 이상의 요철 패턴을 포함한 절연층을 상기 더미 패턴들 상에 배치하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 터치 센서를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 터치 센서를 구비한 표시 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 표시 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 표시 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 하나의 화소를 나타내는 등가회로도이다.
도 6은 도 3에 도시된 표시 패널의 확대된 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 터치 센서의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 터치 센서를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 9는 도 8의 EA1 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 확대 평면도이다.
도 10은 도 9의 Ⅰ ~ Ⅰ' 부분의 일 예 및 도 9의 Ⅱ ~ Ⅱ' 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 11a는 도 10의 EA2 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 11b 및 도 11c는 도 11a의 제2 절연층을 다른 형태로 구현한 단면도들이다.
도 12는 도 1에 도시된 터치 센서를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 13은 도 12의 EA3 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 확대 평면도이다.
도 14는 도 13의 EA4 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 확대 평면도이다.
도 15는 도 12의 Ⅲ ~ Ⅲ' 부분의 일 예 및 도 14의 Ⅳ ~Ⅳ' 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 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.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 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 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "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. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 어느 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상(on)에 형성되었다고 할 경우, 상기 형성된 방향은 상부 방향만 한정되지 않으며 측면이나 하부 방향으로 형성된 것을 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 아래의 설명에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수만을 포함하지 않는 한, 복수의 표현도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 모듈(DM) 및 윈도우(WD)를 포함할 수 있다.
표시 장치(DD)는 다양한 형상으로 제공될 수 있으며, 일 예로, 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 직사각형의 판상으로 제공될 수 있다. 표시 장치(DD)가 직사각형의 판상으로 제공되는 경우, 두 쌍의 변들 중 어느 한 쌍의 변이 다른 한 쌍의 변보다 길게 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서는 설명의 편의를 위해 표시 장치(DD)가 한 쌍의 장 변과 한 쌍의 단 변을 갖는 직사각 형상인 경우를 나타내며, 상기 장 변의 연장 방향을 제1 방향(DR1), 상기 단 변의 연장 방향을 제2 방향(DR2), 상기 장 변과 상기 단 변의 연장 방향에 수직한 방향을 제3 방향(DR3)으로 표시하였다.
표시 장치(DD)는 적어도 일부가 가요성(flexibility)을 가질 수 있으며, 상기 가요성을 가지는 부분에서 접힐 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, “접힌다”라는 용어는 형태가 고정된 것이 아니라 원래의 형태로부터 다른 형태로 변형될 수 있다는 것으로서, 하나 이상의 특정 라인, 즉, 접이선을 따라 접히거나(folded), 휘거나(curved), 두루마리 식으로 말리는(rolled) 것을 포함할 수 있다.
표시 장치(DD)는 영상을 표시하는 표시 영역(DD_DA)과 상기 표시 영역(DD_DA)의 적어도 일측에 제공되는 비표시 영역(DD_NDA)을 포함할 수 있다. 비표시 영역(DD_NDA)은 영상이 표시되지 않는 영역이다.
표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP)과 터치 센서(TS)를 포함할 수 있다. 터치 센서(TS)는 표시 패널(DP) 상에 직접 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, “직접 배치된다”는 것은 별도의 접착층을 이용하여 부착하는 것을 제외하며, 연속 공정에 의해 형성되는 것을 의미한다. 다만, 이에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 표시 패널(DP) 및 터치 센서(TS) 사이에 접착층, 기판 등 다른 층이 개재될 수도 있다.
표시 패널(DP)은 임의의 시각 정보, 예를 들어, 텍스트, 비디오, 사진, 2차원 또는 3차원 영상 등을 표시할 수 있다. 이하, 임의의 시각 정보를 “영상”으로 지칭한다. 표시 패널(DP)의 종류는 영상을 표시하는 것으로서 특별히 한정되는 것은 아니다. 표시 패널(DP)로는 유기 발광 표시 패널(Organic Light Emitting Display panel, OLED panel)과 같은 자발광이 가능한 표시 패널이 사용될 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)로는 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 패널(DP)로 사용되는 경우, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP)로 광을 공급하는 백라이트 유닛을 구비할 수 있다.
터치 센서(TS)는 표시 패널(DP)의 영상이 출사되는 면 상에 배치되어 사용자의 터치 입력을 수신할 수 있다. 터치 센서(TS)는 사용자의 손이나 별도의 입력 수단을 통해 표시 장치(DD)의 터치 이벤트를 인식할 수 있다. 터치 센서(TS)는 정전 용량 방식으로 터치 이벤트를 인식할 수 있다.
표시 모듈(DM) 상에는 상기 표시 모듈(DM)의 노출면을 보호하기 위한 윈도우(WD)가 제공될 수 있다. 윈도우(WD)는 외부 충격으로부터 표시 모듈(DM)을 보호하고, 사용자에게 입력면 및/또는 표시면을 제공할 수 있다. 윈도우(WD)는 광학 투명 접착부재(OCA)를 통해 표시 모듈(DM)과 결합할 수 있다.
윈도우(WD)는 유리 기판, 플라스틱 필름, 플라스틱 기판으로부터 선택된 다층 구조를 가질 수 있다. 이러한 다층 구조는 연속 공정 또는 접착층을 이용한 접착 공정을 통해 형성될 수 있다. 윈도우(WD)는 전체 또는 일부가 가요성(flexibility)을 가질 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 표시 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP)과 상기 표시 패널(DP) 상에 배치된 터치 센서(TS)를 포함할 수 있다.
표시 패널(DP)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)의 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)은 표시 장치(DD)의 표시 영역(DD_DA) 및 비표시 영역(DD_NDA)에 각각 대응한다. 즉, 표시 패널(DP)의 표시 영역(DA)은 표시 장치(DD)의 표시 영역(DD_DA)에 대응되고, 상기 표시 패널(DP)의 비표시 영역(NDA)은 상기 표시 장치(DD)의 비표시 영역(DD_NDA)에 대응될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 표시 패널(DP)의 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)은 표시 장치(DD)의 표시 영역(DD_DA) 및 비표시 영역(DD_NDA)과 반드시 동일할 필요는 없고, 상기 표시 패널(DP)의 구조 및/또는 디자인에 따라 변경될 수 있다.
표시 패널(DP)은 구동 회로(SDV), 복수의 신호 배선들, 복수 개의 화소들(PXL), 및 복수 개의 패드부(PD)를 포함할 수 있다.
화소들(PXL)이 배치된 영역이 표시 영역(DA)으로 정의될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다. 각 화소(PXL)는 발광 소자와 상기 발광 소자에 연결된 화소 구동 회로를 포함할 수 있다.
구동 회로(SDV)는 주사 구동 회로를 포함할 수 있다. 이하, 편의를 위하여, 구동 회로(SDV)를 주사 구동 회로(SDV)로 설명한다. 주사 구동 회로(SDV)는 복수 개의 주사 신호들을 생성하고, 상기 주사 신호들을 후술하는 복수 개의 주사선들(SL)에 순차적으로 출력할 수 있다. 주사 구동 회로(SDV)는 화소들(PXL)의 구동 회로에 또 다른 제어 신호를 더 출력할 수 있다. 주사 구동 회로(SDV)는 화소들(PXL)의 구동 회로와 동일한 공정, 예컨대 LTPS(Low Temperature Polycrystalie Silicon) 공정 또는 LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide) 공정을 통해 형성된 적어도 하나 이상의 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
신호 배선들은 주사선들(SL), 데이터선들(DL), 발광 제어선들(EL), 제어신호 배선들(CSL), 및 전원 배선들(PL)을 포함할 수 있다. 주사선들(SL)은 화소들(PXL) 중 대응하는 화소(PXL)에 각각 연결되고, 데이터선들(DL)은 화소들(PXL) 중 대응하는 화소(PXL)에 각각 연결된다. 발광 제어선들(EL) 각각은 주사선들(SL) 중 대응하는 주사선에 나란하게 배열될 수 있다. 제어신호 배선들(CSL)은 주사 구동 회로(SDV)에 제어 신호들을 전달하며 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)에 중첩할 수 있다. 전원 배선들(PL)은 화소들(PXL)에 연결되며 각 화소(PXL)에 제1 전원 전압을 전달할 수 있다.
패드부들(PD)은 비표시 영역(NDA)에 배치되고, 데이터선들(DL), 제어신호 배선들(CSL), 및 전원 배선들(PL)의 일단에 연결될 수 있다.
표시 패널(DP)은 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(SUB), 상기 기판(SUB) 상에 제공된 화소 회로층(PCL), 상기 화소 회로층(PCL) 상에 제공된 표시 소자층(DPL), 및 상기 표시 소자층(DPL) 상에 제공된 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 유리, 수지(resin) 등과 같은 절연성 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(SUB)은 휘거나 접힘이 가능하도록 가요성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 가요성을 갖는 재료로는 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 기판(SUB)을 구성하는 재료는 다양하게 변화될 수 있으며, 섬유 강화 플라스틱(FRP, Fiber glass Reinforced Plastic) 등으로도 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 기판(SUB)은 가요성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있다.
화소 회로층(PCL)은 복수 개의 절연층들, 복수 개의 도전층들 및 반도체층을 포함할 수 있다. 화소 회로층(PCL)의 복수 개의 도전층들은 신호 배선들 또는 화소 구동 회로를 구성할 수 있다.
표시 소자층(DPL)은 광을 방출하는 발광 소자를 포함할 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 표시 소자층(DPL)을 밀봉한다. 박막 봉지층(TFE)은 단일층으로 이루어질 수 있으나, 다중층으로 이루어질 수도 있다. 박막 봉지층(TFE)은 발광 소자를 커버하는 복수의 절연막을 포함할 수 있다. 구체적으로, 박막 봉지층(TFE)은 복수의 무기막 및 복수의 유기막을 포함할 수 있다. 예를 들면, 박막 봉지층(TFE)은 무기막 및 유기막이 교번하여 적층된 구조를 가질 수 있다. 또한, 경우에 따라, 박막 봉지층(TFE)은 표시 소자층(DPL) 상에 배치되고 실런트를 통해 기판(SUB)과 합착되는 봉지 기판일 수 있다.
터치 센서(TS)는 복수의 터치 전극들(미도시)과 복수의 센싱 라인들(미도시)을 포함할 수 있다. 터치 전극들과 센싱 라인들은 단일층 또는 다중층 구조를 가질 수 있다.
터치 전극들과 센싱 라인들은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), PEDOT, 금속 나노 와이어, 그라핀을 포함할 수 있다. 터치 전극들과 센싱 라인들은 금속층, 예컨대 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 터치 전극들과 센싱 라인들은 동일한 층구조를 갖거나, 다른 층구조를 가질 수 있다. 터치 센서(TS)에 대한 구체적인 내용은 도 8을 참고하여 후술한다.
도 5는 도 3에 도시된 하나의 화소를 나타내는 등가회로도이다.
설명의 편의를 위해, 도 5에 있어서는, i번째 행 및 j번째 열에 배치되며, j번째 데이터선(Dj), i-1번째 주사선(Si-1), i번째 주사선(Si), 및 i+1번째 주사선(Si+1)에 접속된 하나의 화소를 도시하였다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PXL)는 발광 소자(OLED) 및 상기 발광 소자(OLED)에 연결되어 상기 발광 소자(OLED)를 구동하는 화소 구동 회로(PC)를 포함할 수 있다. 여기서, 화소 구동 회로(PC)는 제1 내지 제7 트랜지스터(T1 ~ T7) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
발광 소자(OLED)의 애노드 전극은 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 제1 트랜지스터(T1)에 접속되고, 상기 발광 소자(OLED)의 캐소드 전극은 제2 전원(ELVSS)에 접속될 수 있다.
발광 소자(OLED)는 제1 트랜지스터(T1)로부터 공급되는 전류 량에 대응하여 소정 휘도의 광을 생성할 수 있다. 발광 소자(OLED)로 전류가 흐를 수 있도록 전원 배선(PL)으로 인가되는 제1 전원(ELVDD)은 제2 전원(ELVSS)보다 높은 전압으로 설정될 수 있다.
제1 트랜지스터(T1; 구동 트랜지스터)의 소스 전극은 제5 트랜지스터(T5)를 경유하여 제1 전원(ELVDD)에 접속되고, 드레인 전극은 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 발광 소자(OLED)의 애노드 전극에 접속된다. 이와 같은 제1 트랜지스터(T1)는 자신의 게이트 전극인 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 제1 전원(ELVDD)으로부터 발광 소자(OLED)를 경유하여 제2 전원(ELVSS)으로 흐르는 전류량을 제어한다.
제2 트랜지스터(T2; 스위칭 트랜지스터)는 j번째 데이터선(Dj)과 제1 트랜지스터(T1)의 소스 전극 사이에 접속된다. 그리고, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 i번째 주사선(Si)에 접속된다. 이와 같은 제2 트랜지스터(T2)는 i번째 주사선(Si)으로 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어 j번째 데이터선(Dj)과 제1 트랜지스터(T1)의 소스 전극을 전기적으로 접속시킨다.
제3 트랜지스터(T3)는 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전극과 제1 노드(N1) 사이에 접속된다. 그리고, 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 i번째 주사선(Si)에 접속된다. 이와 같은 제3 트랜지스터(T3)는 i번째 주사선(Si)으로 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전극과 제1 노드(N1)를 전기적으로 접속시킨다. 따라서, 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온될 때 제1 트랜지스터(T1)는 다이오드 형태로 접속된다.
제4 트랜지스터(T4)는 제1 노드(N1)와 초기화 전원(Vint) 사이에 접속된다. 그리고, 제4 트랜지스터(T4)의 게이트 전극은 i-1번째 주사선(Si-1)에 접속된다. 이와 같은 제4 트랜지스터(T4)는 i-1번째 주사선(Si-1)으로 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어 제1 노드(N1)로 초기화 전원(Vint)의 전압을 공급한다. 여기서, 초기화 전원(Vint)은 데이터 신호보다 낮은 전압으로 설정된다.
제5 트랜지스터(T5)는 제1 전원(ELVDD)과 제1 트랜지스터(T1)의 소스 전극 사이에 접속된다. 그리고, 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 i번째 발광 제어선(Ei)에 접속된다. 이와 같은 제5 트랜지스터(T5)는 i번째 발광 제어선(Ei)으로 발광 제어 신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온된다.
제6 트랜지스터(T6)는 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전극과 발광 소자(OLED)의 애노드 전극 사이에 접속된다. 그리고, 제6 트랜지스터(T6)의 게이트 전극은 i번째 발광 제어선(Ei)에 접속된다. 이와 같은 제6 트랜지스터(T6)는 i번째 발광 제어선(Ei)으로 발광 제어 신호가 공급될 때 턴-오프되고, 그 외의 경우에 턴-온된다.
제7 트랜지스터(T7)는 초기화 전원(Vint)과 발광 소자(OLED)의 애노드 전극 사이에 접속된다. 그리고, 제7 트랜지스터(T7)의 게이트 전극은 i+1번째 주사선(Si+1)에 접속된다. 이와 같은 제7 트랜지스터(T7)는 i+1번째 주사선(Si+1)으로 주사 신호가 공급될 때 턴-온되어 초기화 전원(Vint)의 전압을 발광 소자(OLED)의 애노드 전극으로 공급한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 전원(ELVDD)과 제1 노드(N1) 사이에 접속된다. 이와 같은 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터 신호 및 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압에 대응하는 전압을 저장한다.
도 6은 도 3에 도시된 표시 패널의 확대된 단면도이다.
도 6에 있어서는, 설명의 편의를 위하여 도 5에 도시된 제1 내지 제7 트랜지스터 중 제2 및 제6 트랜지스터 각각에 대응하는 부분의 단면만을 도시하였다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 표시 패널(DP)은 기판(SUB), 화소 회로층(PCL), 표시 소자층(DPL), 및 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 유리, 유기 고분자, 수정 등과 같은 절연성 재료를 포함할 수 있다. 또한, 기판(SUB)은 휘거나 접힘이 가능하도록 가요성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단일층 구조나 다중층 구조를 가질 수 있다.
화소 회로층(PCL)은 버퍼층(BFL), 제2 및 제6 트랜지스터(T2, T6), 및 보호층(PSV)을 포함할 수 있다.
버퍼층(BFL)은 기판(SUB) 상에 제공되며, 제2 및 제6 트랜지스터(T2, T6)에 불순물이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 버퍼층(BFL)은 단일층으로 제공될 수 있으나, 적어도 2중층 이상의 다중층으로 제공될 수 있다. 버퍼층(BFL)은 기판(SUB)의 재료 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
제2 및 제6 트랜지스터(T2, T6) 각각은 반도체층(SCL), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다.
제2 및 제6 트랜지스터(T2, T6) 각각의 반도체층(SCL)은 버퍼층(BFL) 상에 제공될 수 있다. 반도체층(SCL)은 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)에 각각 접촉되는 제1 및 제2 영역을 포함할 수 있다. 제1 영역과 제2 영역 사이의 영역은 채널 영역일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 영역은 소스 영역 및 드레인 영역 중 하나의 영역일 수 있고, 제2 영역은 나머지 하나의 영역일 수 있다.
반도체층(SCL)은 폴리 실리콘, 아몰퍼스 실리콘, 산화물 반도체 등으로 이루어진 반도체 패턴일 수 있다. 채널 영역은 불순물로 도핑되지 않은 진성 반도체 패턴일 수 있다. 여기서, 불순물로는 n형 불순물, p형 불순물, 기타 금속과 같은 불순물이 사용될 수 있다. 제1 및 제2 영역은 불순물이 도핑된 반도체 패턴일 수 있다.
제2 및 제6 트랜지스터(T2, T6) 각각의 게이트 전극(GE)은 게이트 절연층(GI)을 사이에 두고 대응하는 반도체층(SCL) 상에 제공될 수 있다.
제2 및 제6 트랜지스터(T2, T6) 각각의 소스 전극(SE)은 층간 절연층(ILD)과 게이트 절연층(GI)을 관통하는 컨택 홀을 통해 대응하는 반도체층(SCL)의 제1 영역 및 제2 영역 중 하나의 영역에 접촉될 수 있다. 일 예로, 제2 트랜지스터(T2)의 소스 전극(SE)은 층간 절연층(ILD)과 게이트 절연층(GI)을 관통하는 제1 컨택 홀(CH1)을 통해 대응하는 반도체층(SCL)의 제1 영역에 접촉되고, 제6 트랜지스터(T6)의 소스 전극(SE)은 상기 층간 절연층(ILD)과 상기 게이트 절연층(GI)을 관통하는 제3 컨택 홀(CH3)을 통해 대응하는 반도체층(SCL)의 제1 영역에 접촉될 수 있다.
제2 및 제6 트랜지스터(T2, T6) 각각의 드레인 전극(DE)은 층간 절연층(ILD)과 게이트 절연층(GI)을 관통하는 컨택 홀을 통해 대응하는 반도체층(SCL)의 제1 및 제2 영역 중 나머지 하나의 영역에 접촉될 수 있다. 일 예로, 제2 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(DE)은 층간 절연층(ILD)과 게이트 절연층(GI)을 관통하는 제2 컨택 홀(CH2)을 통해 대응하는 반도체층(SCL)의 제2 영역에 접촉되고, 제6 트랜지스터(T6)의 드레인 전극(DE)은 상기 층간 절연층(ILD)과 상기 게이트 절연층(GI)을 관통하는 제4 컨택 홀(CH4)을 통해 대응하는 반도체층(SCL)의 제2 영역에 접촉될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 층간 절연층(ILD)과 게이트 절연층(GI) 각각은 무기 재료를 포함한 무기 절연막 또는 유기 재료를 포함한 유기 절연막으로 이루어질 수 있다.
보호층(PSV)은 제2 및 제6 트랜지스터(T2, T6) 상에 제공되어 상기 제2 및 제6 트랜지스터(T2, T6)를 커버할 수 있다. 보호층(PSV)은 제6 트랜지스터(T6)의 드레인 전극(DE)의 일부를 외부로 노출하는 제5 컨택 홀(CH5)을 포함할 수 있다.
표시 소자층(DPL)은 보호층(PSV) 상에 제공되며 광을 방출하는 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다.
발광 소자(OLED)는 제1 및 제2 전극(AE, CE)과, 두 전극(AE, CE) 사이에 제공된 발광층(EML)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전극 및 제2 전극(AE, CE) 중 어느 하나는 애노드(anode) 전극일 수 있으며, 다른 하나는 캐소드(cathode) 전극일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(AE)이 애노드 전극일 수 있으며 제2 전극(CE)이 캐소드 전극일 수 있다. 발광 소자(OLED)가 전면 발광형 유기 발광 소자인 경우, 제1 전극(AE)이 반사형 전극이고, 제2 전극(CE)이 투과형 전극일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 발광 소자(OLED)가 전면 발광형 유기 발광 소자이며, 제1 전극(AE)이 애노드 전극인 경우를 예로서 설명한다.
제1 전극(AE)은 보호층(PSV)을 관통하는 제5 컨택 홀(CH5)을 통해 제6 트랜지스터(T6)의 드레인 전극(DE)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(AE)은 광을 반사시킬 수 있는 반사막(미도시) 및 상기 반사막의 상부 또는 하부에 배치되는 투명 도전막(미도시)을 포함할 수 있다. 투명 도전막 및 반사막 중 적어도 하나는 제6 트랜지스터(T6)의 드레인 전극(DE)에 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 소자층(DPL)은 제1 전극(AE)의 일부, 예를 들면, 제1 전극(AE)의 상면을 노출시키는 개구부(OP)를 구비한 화소 정의막(PDL)을 더 포함할 수 있다.
표시 패널(DP)에 제공된 각 화소(PXL)는 평면 상에서 화소 영역에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 화소 영역은 발광 영역(EMA)과 상기 발광 영역(EMA)에 인접한 비발광 영역(NEMA)을 포함할 수 있다. 비발광 영역(NEMA)은 발광 영역(EMA)을 에워쌀 수 있다. 본 실시예에 있어서, 발광 영역(EMA)은 개구부(OP)에 의해 노출된 제1 전극(AE)의 일부 영역에 대응하게 정의될 수 있다.
표시 소자층(DPL)은 정공 제어층(HCL) 및 전자 제어층(ECL)을 포함할 수 있다.
정공 제어층(HCL)은 발광 영역(EMA)과 비발광 영역(NEMA)에 공통으로 배치될 수 있다. 별도로 도시하지 않았으나, 정공 제어층(HCL)과 같은 공통층은 복수 개의 화소들(PXL)에 공통으로 형성될 수 있다.
정공 제어층(HCL) 상에 발광층(EML)이 배치될 수 있다. 발광층(EML)은 개구부(OP)에 대응하는 영역에 배치될 수 있다. 즉, 발광층(EML)은 복수 개의 화소들(PXL) 각각에 분리되어 제공될 수 있다. 발광층(EML)은 유기 물질 및/또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 패터닝된 발광층(EML)을 예시적으로 도시하였으나, 발광층(EML)은 실시예에 따라 화소들(PXL)에 공통적으로 제공될 수 있다. 발광층(EML)에서 생성되는 광의 색상은 적색(red), 녹색(green), 청색(blue) 및 백색(white) 중 하나일 수 있으나, 본 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 발광층(EML)에서 생성되는 광의 색상은 마젠타(magenta), 시안(cyan), 옐로(yellow) 중 하나일 수도 있다.
발광층(EML) 상에 전자 제어층(ECL)이 제공될 수 있다. 전자 제어층(ECL)은 화소들(PXL)에 공통으로 형성될 수 있으며, 발광층(EML)에 전자를 주입 및/또는 수송하는 역할을 할 수 있다.
전자 제어층(ECL) 상에 제2 전극(CE)이 제공될 수 있다. 제2 전극(CE)은 화소들(PXL)에 공통으로 제공될 수 있다.
제2 전극(CE) 상에는 상기 제2 전극(CE)을 커버하는 박막 봉지층(TFE)이 제공될 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 단일층으로 이루어질 수 있으나, 다중층으로 이루어질 수도 있다. 박막 봉지층(TFE)은 발광 소자(OLED)를 커버하는 복수의 절연막을 포함할 수 있다. 구체적으로, 박막 봉지층(TFE)은 복수의 무기막 및 복수의 유기막을 포함할 수 있다. 예를 들면, 박막 봉지층(TFE)은 무기막 및 유기막이 교번하여 적층된 구조를 가질 수 있다. 실시예에 따라, 박막 봉지층(TFE)은 발광 소자(OLED) 상에 배치되고 실런트를 통해 기판(SUB)과 합착되는 봉지 기판일 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 터치 센서의 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서(TS)는 제1 도전 패턴(CP1), 제1 절연층(IL1), 제2 도전 패턴(CP2), 및 제2 절연층(IL2)을 포함할 수 있다.
제1 도전 패턴(CP1)은 표시 패널(DP)의 박막 봉지층(TFE) 상에 직접 배치될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 제1 도전 패턴(CP1)과 및 박막 봉지층(TFE) 사이에 또 다른 무기 절연막이 배치될 수 있으며, 이러한 경우, 상기 제1 도전 패턴(CP1)은 상기 무기 절연막 상에 직접 배치될 수 있다.
제1 및 제2 도전 패턴(CP1, CP2) 각각은 단일층 구조를 갖거나, 두께 방향으로 적층된 다중층 구조를 가질 수 있다. 단일층 구조의 도전 패턴은 금속층 또는 투명 도전층을 포함할 수 있다. 금속층은 몰리브텐, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명한 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 그밖에 투명 도전층은 PEDOT, 금속 나노 와이어, 그라핀을 포함할 수 있다.
다중층 구조의 도전 패턴은 다층의 금속층들을 포함할 수 있다. 다층의 금속층들은 예컨대 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수 있다. 다중층 구조의 도전 패턴은 단층의 금속층 및 투명 도전층을 포함할 수 있다. 다중층 구조의 도전 패턴은 다층의 금속층들 및 투명 도전층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 도전 패턴(CP1, CP2) 각각은 터치 전극들 및 센싱 라인들을 포함할 수 있다.
제1 절연층(IL1) 및 제2 절연층(IL2) 각각은 무기 재료를 포함한 무기 절연막 또는 유기 재료를 포함한 유기 절연막을 포함할 수 있다. 무기 절연막은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드, 또는 실리콘 나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유기 절연막은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 실록산계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 터치 센서를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 9는 도 8의 EA1 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 확대 평면도이고, 도 10은 도 9의 Ⅰ ~ Ⅰ' 부분의 일 예 및 도 9의 Ⅱ ~ Ⅱ' 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 11a는 도 10의 EA2 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 11b 및 도 11c는 도 11a의 제2 절연층을 다른 형태로 구현한 단면도들이다.
도 1 내지 도 10, 도 11a, 도 11b, 및 도 11c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서(TS)는 감지 영역(SA) 및 비감지 영역(NSA)을 포함한 베이스 층(BSL)을 포함할 수 있다.
감지 영역(SA)은 표시 패널(DP)의 표시 영역(DA)과 중첩하며 상기 표시 영역(DA)의 형상과 실질적으로 동일한 형상으로 제공될 수 있다. 비감지 영역(NSA)은 표시 패널(DP)의 비표시 영역(NDA)과 중첩할 수 있다.
감지 영역(SA)에는 복수의 터치 전극들(TE)이 제공될 수 있고, 비감지 영역(SA)에는 상기 터치 전극들(TE)을 패드부에 연결하는 복수의 센싱 라인들(SL)이 제공될 수 있다. 패드부는 복수의 패드들(SL_PD)을 포함할 수 있다. 패드들(SL_PD) 각각은 대응하는 센싱 라인(SL)을 통해 대응하는 터치 전극(TE)에 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 전극들(TE)은 제1 방향(DR1)으로 연장된 복수의 제1 터치 전극들(TE1)과 상기 제1 터치 전극들(TE1)에 전기적으로 절연되며 상기 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 연장된 복수의 제2 터치 전극들(TE2)을 포함할 수 있다. 또한, 터치 전극들(TE)은 인접한 제1 터치 전극들(TE1)을 전기적 및/또는 물리적으로 연결하는 제1 브릿지 패턴(BRP1)과 인접한 제2 터치 전극들(TE2)을 전기적 및/또는 물리적으로 연결하는 제2 브릿지 패턴(BRP2)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각은 대응하는 센싱 라인(SL)을 통하여 하나의 패드(SL_PD)에 전기적으로 연결될 수 있다.
센싱 라인들(SL)은 제1 터치 전극들(TE1)에 연결된 복수의 제1 센싱 라인들(SL1)과 제2 터치 전극들(TE2)에 연결된 복수의 제2 센싱 라인들(SL2)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 터치 전극들(TE1) 각각은 대응하는 제1 센싱 라인(SL1)을 통해 터치 감지를 위한 구동 신호를 인가받고, 제2 터치 전극들(TE2) 각각은 대응하는 제2 센싱 라인(SL2)을 통해 터치 감지 신호를 전달할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 그 반대의 경우도 가능하다. 일 예로, 제2 터치 전극들(TE2) 각각이 대응하는 제2 센싱 라인(SL2)을 통해 터치 감지를 위한 구동 신호를 인가받고, 제1 터치 전극들(TE1) 각각이 대응하는 제1 센싱 라인(SL1)을 통해 터치 감지 신호를 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 터치 센서(TS)는 제1 터치 전극들(TE1) 및 제2 터치 전극들(TE2) 사이에 형성되는 정전 용량(mutual capacitance)의 변화량을 감지하여 사용자의 터치를 인식할 수 있다.
터치 센서(TS)는 베이스 층(BSL) 상에 제공된 제1 도전 패턴(도 7의 CP1 참고), 상기 제1 도전 패턴(CP1) 상에 제공된 제1 절연층(IL1), 상기 제1 절연층(IL1) 상에 제공된 제2 도전 패턴(도 7의 CP2 참고), 및 상기 제2 도전 패턴(CP2)을 커버하는 제2 절연층(IL2)을 포함할 수 있다.
베이스 층(BSL)은 표시 패널(DP)의 박막 봉지층(도 7의 TFE 참고) 상에 제공될 수 있다. 베이스 층(BSL)은 유기 재료를 포함한 유기 절연막 또는 무기 재료를 포함한 무기 절연막을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 베이스 층(BSL)은 휘거나 접힘이 가능하도록 유연성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단일층 구조 또는 다중층 구조를 가질 수 있다. 터치 스크린 기능을 구현하기 위하여, 터치 센서(TS)는 이미지를 표시하는 표시 패널(DP)과 결합될 수 있다. 이에, 터치 센서(TS)는 광을 투과할 수 있는 투명성(transparency)을 가질 수 있다.
실시예에 따라, 베이스 층(BSL)은 표시 패널(DP)의 박막 봉지층(TFE)의 최상층일 수 있다. 예를 들어, 베이스 층(BSL)은 박막 봉지층(TFE)의 최상층인 무기 절연막(또는 무기층)일 수 있다. 실시예에 따라, 베이스 층(BSL)은 박막 봉지층(TFE) 상에 추가적으로 배치되는 무기 절연막(무기 버퍼층)일 수 있다. 예를 들어, 베이스 층(BSL)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있다.
제1 도전 패턴(CP1)은 베이스 층(BSL) 상에 직접 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 도전 패턴(CP1)은 화소 정의막(도 6의 PDL 참고)에 중첩하여 배치될 수 있다.
제1 도전 패턴(CP1)은 제1 터치 전극들(TE1), 제2 터치 전극들(TE2), 및 제1 브릿지 패턴(BRP1)을 포함할 수 있다.
제1 도전 패턴(CP1)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 도전성 물질은 투명 도전성 산화물, 또는 금속 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 도전 패턴(CP1)은 적층된 복수의 금속층들을 포함할 수 있다. 투명 도전성 산화물로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide) 등을 들 수 있다. 금속 물질로는 구리, 은, 금, 백금, 팔라듐, 니켈, 주석, 알루미늄, 코발트, 로듐, 이리듐, 철, 루테늄, 오스뮴, 망간, 몰리브덴, 텅스텐, 니오브, 탄탈, 타이타늄, 비스머스, 안티몬, 납 등을 들 수 있다. 제1 도전 패턴(CP1)은 단일층 구조를 갖거나 다중층 구조를 가질 수 있다.
제1 절연층(IL1)은 제1 도전 패턴(CP1) 상에 제공될 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 베이스 층(BSL)과 동일한 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 절연층(IL1)은 유기 재료를 포함한 유기 절연막 또는 무기 재료를 포함한 무기 절연막을 포함할 수 있다.
제2 도전 패턴(CP2)은 제1 도전 패턴(CP1)과 같이 단일의 도전성 물질층을 포함하거나, 적층된 복수의 도전성 물질층을 포함할 수 있다. 제2 도전 패턴(CP2)은 제1 절연층(IL1) 상에 제공된 제2 브릿지 패턴(BRP2)을 포함할 수 있다.
제2 절연층(IL2)은 제2 도전 패턴(CP2)이 제공된 제1 절연층(IL1) 상에 제공될 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 제2 도전 패턴(CP2)이 외부로 노출되는 것을 방지하여, 상기 제2 도전 패턴(CP2)의 부식을 방지할 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 유기 재료로 구성된 유기 절연막으로 이루어질 수 있다. 유기 재료는 아크릴(acryl), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리아미드(PA, polyamide) 및 벤조시클로부텐(BCB, benzocyclobutene) 중 하나를 포함할 수 있다. 유기 절연막으로 이루어진 제2 절연막(IL2)은 투명하고, 유동성이 있어 하부 구조의 굴곡을 완화시켜 평탄화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 브릿지 패턴(BRP1), 제1 및 제2 터치 전극들(TE1, TE2)이 제1 도전 패턴(CP1)에 포함되고, 제2 브릿지 패턴(BRP2)이 제2 도전 패턴(CP2)에 포함됨을 예로서 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 제2 브릿지 패턴(BRP2)이 제1 도전 패턴(CP1)에 포함되고, 제1 브릿지 패턴(BRP1), 제1 및 제2 터치 전극들(TE1, TE2)이 제2 도전 패턴(CP2)에 포함될 수도 있다. 즉, 제2 브릿지 패턴(BRP2)이 베이스 층(BSL) 상에 형성 및/또는 배치되고, 제1 브릿지 패턴(BRP1), 제1 및 제2 터치 전극들(TE1, TE2)이 제1 절연층(IL1) 상에 형성 및/또는 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 도전 패턴(CP1)이 베이스 층(BSL) 상에 제공되고, 제2 도전 패턴(CP2)이 제1 절연층(IL1) 상에 제공됨을 예로서 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 제1 도전 패턴(CP1)이 제1 절연층(IL1) 상에 제공되고, 제2 도전 패턴(CP2)이 베이스 층(BSL) 상에 제공될 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 터치 전극들(TE1, TE2)이 동일한 층 상에 제공됨을 예로서 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 제1 터치 전극들(TE1)과 제2 터치 전극들(TE2)은 서로 상이한 층에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 터치 전극들(TE1)과 제2 터치 전극들(TE2) 각각은 복수의 도전성 세선들(CFL)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각은 제1 방향(DR1)의 사선 방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제1 도전성 세선들(CFL1) 및 제2 방향(DR2)의 사선 방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제2 도전성 세선들(CFL2)을 포함할 수 있다. 제1 도전성 세선들(CFL1)과 제2 도전성 세선들(CFL2)로 인해 제1 및 제2 터치 전극들(TE1, TE2) 각각은 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다. 메쉬 구조는 복수의 메쉬 개구부들(MH), 예를 들면, 제1 도전성 세선들(CFL1) 및 제2 도전성 세선들(CFL2)이 교차하여 형성되는 영역들을 포함할 수 있다.
제1 터치 전극들(TE1)과 제2 터치 전극들(TE2)이 메쉬 구조를 갖는 경우, 제1 터치 전극들(TE1) 및 제2 터치 전극들(TE2)이 중첩하는 면적이 메쉬 개구부들(MH)에 의해 감소될 수 있다. 이에 따라, 표시 패널(DP)의 전극들과의 기생 커패시턴스가 감소될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 브릿지 패턴들(BRP1) 각각은 복수의 제1 브릿지 패턴용 도전성 세선들(BRP1_CFL)을 포함하고, 제2 브릿지 패턴들(BRP2) 각각은 복수의 제2 브릿지 패턴용 도전성 세선들(BRP2_CFL)을 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 브릿지 패턴용 도전성 세선들(BRP1_CFL)은 제1 방향(DR1)의 사선 방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제1 브릿지 패턴용 제1 도전성 세선들(BRP1_CFL1) 및 제2 방향(DR2)의 사선 방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제1 브릿지 패턴용 제2 도전성 세선들(BRP1_CFL2)을 포함할 수 있다. 제1 브릿지 패턴용 제1 도전성 세선들(BRP1_CFL1)과 제1 브릿지 패턴용 제2 도전성 세선들(BRP1_CFL2)로 인해 제1 브릿지 패턴들(BRP1) 각각은 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다. 이러한 메쉬 구조는 복수의 메쉬 개구부들(MH), 예를 들면, 제1 브릿지 패턴용 제1 도전성 세선들(BRP1_CFL1) 및 제1 브릿지 패턴용 제2 도전성 세선들(BRP1_CFL2)이 교차하여 형성되는 영역들을 포함할 수 있다.
또한, 제2 브릿지 패턴용 도전성 세선들(BRP2_CFL)은 제1 방향(DR1)의 사선 방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제2 브릿지 패턴용 제1 도전성 세선들(BRP2_CFL1) 및 제2 방향(DR2)의 사선 방향으로 연장되고 서로 평행한 복수의 제2 브릿지 패턴용 제2 도전성 세선들(BRP2_CFL2)을 포함할 수 있다. 제2 브릿지 패턴용 제1 도전성 세선들(BRP2_CFL1)과 제2 브릿지 패턴용 제2 도전성 세선들(BRP2_CFL2)로 인해 제2 브릿지 패턴들(BRP2) 각각은 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다. 이러한 메쉬 구조는 복수의 메쉬 개구부들(MH), 예를 들면, 제2 브릿지 패턴용 제1 도전성 세선들(BRP2_CFL1) 및 제2 브릿지 패턴용 제2 도전성 세선들(BRP2_CFL2)이 교차하여 형성되는 영역들을 포함할 수 있다.
제2 브릿지 패턴용 제1 및 제2 도전성 세선들(BRP2_CFL1, BRP2_CFL2)은 제1 절연층(IL1) 상에 제공되어 상기 제1 절연층(IL1)을 관통하는 관통 홀(TH)을 통해 제2 터치 전극들(TE2)의 도전성 세선들(CFL)에 전기적 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 이로 인해, 제2 방향(DR2)을 따라 인접하게 배치된 제2 터치 전극들(TE2)은 전기적으로 서로 연결될 수 있다.
한편, 터치 센서(TS)는 베이스 층(BSL) 상의 감지 영역(SA)에서 제1 및 제2 터치 전극들(TE1, TE2) 사이에 제공된 복수의 더미 전극들(DME)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 더미 전극들(DME)은 베이스 층(BSL) 상에 제공될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 더미 전극들(DME)은 제1 절연층(IL1) 상에 제공될 수도 있다.
더미 전극들(DME) 각각은 복수의 더미 세선들(DFL)을 포함할 수 있다. 일 예로, 각 더미 전극(DME)은 제1 방향(DR1)의 사선 방향으로 연장된 제1 더미 세선(DFL1) 및 제2 방향(DR2)의 사선 방향으로 연장되고 서로 평행한 제2 더미 세선들(DFL2)을 포함할 수 있다. 더미 전극들(DME) 각각은 더미 세선들(DFL)을 포함하는 메쉬 구조로 이루어질 수 있다. 메쉬 구조는 복수의 더미 메쉬 개구부들(DMH), 예를 들면, 제1 더미 세선(DFL1)과 제2 더미 세선들(DFL2)이 교차하여 형성되는 영역들을 포함할 수 있다.
더미 전극들(DME) 각각이 메쉬 구조를 갖는 경우, 더미 전극들(DME)이 중첩하는 면적이 더미 메쉬 개구부들(DMH)에 의해 감소될 수 있다. 이에 따라, 표시 패널(DP)의 전극들과의 기생 커패시턴스가 감소될 수 있다.
더미 전극들(DME)은 제1 터치 전극들(TE1) 및 제2 터치 전극들(TE2)과 동일한 공정을 통해 형성됨으로써, 동일한 재료를 포함하며, 동일한 적층 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 더미 전극들(DME)은 플로팅(floating) 전극으로 제1 터치 전극들(TE1) 및 제2 터치 전극들(TE2)과 전기적으로 연결되지 않는다. 더미 전극들(DME)이 배치됨으로써 제1 터치 전극들(TE1)과 제2 터치 전극들(TE2) 사이의 경계 영역의 시인성이 감소될 수 있다.
더미 전극들(DME) 상에는 제1 절연층(IL1)이 배치되고, 상기 제1 절연층(IL1) 상에는 제2 절연층(IL2)이 배치될 수 있다.
제2 절연층(IL2)은 영역에 따라 평탄부(FP)와 홈부(HP)로 구분될 수 있다. 홈부(HP)는 더미 전극들(DME) 사이 영역에 대응되도록 제공될 수 있다. 평탄부(FP)는 홈부(HP)가 제공되지 않는 영역, 예를 들어, 더미 전극들(DME), 제1 및 제2 터치 전극들(TE1, TE2), 제1 및 제2 브릿지 패턴들(BRP1, BRP2) 상에 각각 대응되도록 제공될 수 있다.
제2 절연층(IL2)의 평탄부(FP)는 터치 전극들(TE), 제1 및 제2 브릿지 패턴들(BRP1, BRP2), 더미 전극들(DME)에 의한 단차를 완화시키는 평탄화층의 역할을 할 수 있다.
제2 절연층(IL2)의 홈부(HP)는 더미 전극들(DME) 사이 영역에 대응되는 적어도 하나 이상의 요철 패턴(RP)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 요철 패턴(RP)은 도 11a에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 이격된 2개의 제2 더미 세선들(DFL2) 사이 영역(A)에 대응될 수 있다. 요철 패턴(RP)은 제2 절연층(IL2)의 일 면(일 예로, 상부 면)에서 2개의 제2 더미 세선들(DFL2)과 마주보는 제2 절연층(IL2)의 타 면(일 예로, 하부 면)을 향하여 움푹 파인 형상을 가질 수 있다.
요철 패턴(RP)은 일정한 폭과 높이를 가질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 랜덤한 형태를 가질 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 요철 패턴(RP)은 제2 브릿지 패턴(BRP2)을 포함한 베이스 층(BSL) 전면에 절연 물질층(미도시)을 도포한 후 마스크를 이용한 식각 공정으로 형성 및/또는 제공될 수 있다.
요철 패턴(RP)은 도 11a에 도시된 바와 같이 가우시안(Gaussian) 형상의 반대 형상을 포함한 반타원 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 11b에 도시된 바와 같이, 요철 패턴(RP)은 제2 절연층(IL2)의 일 면으로부터 그 타 면을 향하여 동일한 폭으로 움푹 파인 사각 형상을 가질 수도 있다. 또한, 도 11c에 도시된 바와 같이, 요철 패턴(RP)은 제2 절연층(IL2)의 일 면으로부터 그 타 면을 향하여 폭이 좁아지는 다각 형상을 가질 수도 있다. 혹은 도면에 직접적으로 도시하지 않았으나, 요철 패턴(RP)은 제2 절연층(IL2)의 일 면으로부터 그 타 면을 향하여 폭이 커지는 다각 형상을 가질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 요철 패턴(RP)은 상술한 형상들 이외에도 원형 형상, 원뿔 형상 등을 포함하는 다양한 형상을 가질 수 있다.
요철 패턴(RP)의 폭(W)은 0 내지 5㎛일 수 있으나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 요철 패턴(RP)의 폭(W)은 인접하게 배치된 2개의 제2 더미 세선들(DFL2) 사이 영역(A)의 간격과 동일하거나 그보다 작을 수 있다. 또한, 요철 패턴(RP)의 깊이(d)는 0 내지 5㎛일 수 있으나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 요철 패턴(RP)은 제2 절연층(IL2)의 신뢰성 측면을 고려하여 제2 절연층(IL2)의 두께(t)의 절반 이하의 깊이(d)를 갖도록 제2 절연층(IL2)의 일 면에서 그 타 면을 향하여 움푹 파일 수 있다.
제2 절연층(IL2)은 요철 패턴(RP)을 포함해야 하므로 일정한 수준 이상의 두께를 가져야 한다. 일 예로, 제2 절연층(IL2)은 4.0㎛ 내지 5.0㎛ 정도의 두께(t)를 가질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 센서(TS)의 박형화(또는 슬림화)에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 일정한 수준 이상의 두께를 가지는 것이 바람직할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 절연층(IL2)이 요철 패턴(RP)을 포함함에 따라, 상기 제2 절연층(IL2)은 제2 더미 세선들(DFL2) 사이 영역(A)에 대응하는 영역에서 그 표면이 고르지 않고 굴곡진 형태, 예를 들어, 울퉁불퉁한 형태를 가질 수 있다. 이러한 경우, 외부로부터 터치 센서(TS), 특히, 일정 간격으로 이격된 2개의 제2 더미 세선들(DFL2) 사이 영역(A)으로 유입된 광(이하, “외부 광”이라 함)은 제2 더미 세선들(DFL2)의 에지(혹은 측면)에서 반사되어 요철 패턴(RP)으로 진행되고, 상기 요철 패턴(RP)에 의해 난반사될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 더미 세선들(DFL2)은 도시의 편의를 위하여 베이스 층(BSL)에서 수직 방향으로 90°의 경사각을 갖는 에지(혹는 측면)를 갖는 것으로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 더미 세선들(DFL2)은 적어도 일부가 테이퍼진 형상을 갖는 에지(혹은 측면)를 포함할 수 있다.
제2 더미 세선들(DFL2) 사이 영역(A)에서 발생된 외부 광의 난반사는 터치 전극들(TE)에서 발생된 외부 광 반사와 상쇄 간섭을 일으켜 소멸될 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 외부 광의 반사율을 줄여 더미 전극들(DME)이 외부로 시인되는 불량을 최소화함으로써, 신뢰성이 향상될 수 있다.
구체적으로, 터치 센서(TS)로 입사된 외부 광은 감지 영역(SA)에 배치된 터치 전극들(TE)과 제1 및 제2 브릿지 패턴들(BRP1, BRP2) 등에 의해 반사될 수 있다. 터치 전극들(TE)과 제1 및 제2 브릿지 패턴들(BRP1, BRP2) 등에 의해 반사된 외부 광은 경면 반사(거울 반사: 동일한 반사각을 가지며 반사되는 형태)를 일으켜 사용자의 눈에 시인되지 않는 방향으로 반사될 수 있다.
또한, 외부 광이 일정 간격으로 이격된 2개의 제2 더미 세선들(DFL2) 사이 영역(A)으로 입사되면, 상기 외부 광은 제2 더미 세선들(DFL2)의 에지에 의해 입사각과 실질적으로 동일한 방향으로 반사되어 제2 절연층(IL2)의 요철 패턴(RP)으로 진행될 수 있다. 이러한 경우, 외부 광은 제2 절연층(IL2)의 요철 패턴(RP)에서 난반사되어 사용자의 눈에 시인되지 않는 방향으로 반사되거나 터치 전극들(TE)과 제1 및 제2 브릿지 패턴들(BRP1, BRP2)에 의해 반사된 외부 광과 상쇄 간섭을 일으켜서 소멸될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 외부 광의 반사율을 줄여 더미 전극들(DME)이 외부로 시인되는 불량을 최소화함으로써, 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 요철 패턴(RP)을 포함한 제2 절연층(IL2)이 일정한 수준 이상의 두께(t)를 갖게 됨에 따라 그 하부에 제공된 터치 전극들(TE), 제1 및 제2 브릿지 패턴들(BRP1, BRP2), 더미 전극들(DME) 등은 외부의 충격 등에 영향을 받지 않을 수도 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 요철 패턴(RP)을 포함한 제2 절연층(IL2)은 터치 센서(TS)를 접을 때 상기 터치 센서(TS)에 인가되는 응력에 의해 터치 센서(TS)가 파손되는 굴곡 파괴를 최소화하여 터치 센서(TS)의 내충격 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도면에 직접적으로 도시하지 않았으나, 터치 센서(TS) 상에는 편광 필름이 제공될 수 있다. 편광 필름은 편광 축을 가지며 상기 편광 축에 수직하는 방향으로 광을 선편광시킬 수 있다. 예를 들어, 편광 필름은 편광 축과 일치하는 광은 흡수시키고, 상기 편광 축과 수직하는 광은 통과시킬 수 있다. 따라서, 광이 편광 필름을 통과하면 편광 축에 수직 방향으로 선 편광될 수 있다. 이러한 편광 필름 상에는 접착제 등을 이용하여 윈도우(WD)가 부착될 수 있다.
도 12는 도 1에 도시된 터치 센서를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 13은 도 12의 EA3 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 확대 평면도이고, 도 14는 도 13의 EA4 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 확대 평면도이며, 도 15는 도 12의 Ⅲ ~ Ⅲ' 부분의 일 예 및 도 14의 Ⅳ ~Ⅳ' 부분의 일 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 12에서는 도 8을 참조하여 설명한 구성 요소들에 대해 동일한 참조 부호들을 사용하며, 이러한 구성 요소들에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도 12의 터치 센서는 터치 전극의 형상 및 더미 전극의 형상을 제외하면, 도 8의 터치 센서와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성을 가질 수 있다.
도 1, 도 12 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서(TS)는 감지 영역(SA)과 비감지 영역(NSA)을 포함한 베이스 층(BSL)을 포함할 수 있다.
감지 영역(SA)에는 복수의 터치 전극들(TE)이 제공될 수 있고, 비감지 영역(NSA)에는 상기 터치 전극들(TE)을 패드부에 연결하는 복수의 센싱 라인들(SL)이 제공될 수 있다. 패드부는 복수의 패드들(SL_PD)을 포함할 수 있다. 패드들(SL_PD) 각각은 대응하는 센싱 라인(SL)을 통해 대응하는 터치 전극(TE)에 전기적으로 연결될 수 있다.
터치 전극들(TE)은 제1 방향(DR1)으로 연장된 복수의 제1 터치 전극들(TE1)과 상기 제1 터치 전극들(TE1)에 전기적으로 절연되며 제2 방향(DR2)으로 연장된 복수의 제2 터치 전극들(TE2)을 포함할 수 있다. 터치 전극들(TE)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 전극들(TE)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 등과 같은 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 전극들(TE)은 금속 물질 또는 전도성 고분자 등으로 이루어질 수도 있다. 또한, 터치 전극들(TE)은 Ag, Cu, Au 등을 포함하는 나노 와이어로 이루어질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 터치 전극들(TE1)은 제1 터치 패턴들(TP1) 및 제1 브릿지 패턴(BRP1)을 포함할 수 있다.
제1 터치 패턴들(TP1) 각각은 제1 방향(DR1)으로 서로 이격된다. 제1 터치 패턴들(TP1)은 마름모 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다. 제1 터치 패턴들(TP1) 각각의 경계는 지그재그 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다. 제1 터치 패턴들(TP1) 각각의 경계가 지그재그 형상을 갖는 경우, 표시 패널(DP)의 표시 영역(도 3의 DA 참고)과 제1 터치 패턴들(TP1)이 중첩되어 배치되더라도 제1 터치 패턴들(TP1)이 표시되는 영상의 시인성에 미치는 영향을 감소시킬 수 있다.
제1 브릿지 패턴들(BRP1)은 제1 방향(DR1)으로 서로 인접한 2개의 제1 터치 패턴들(TP1) 사이를 연결할 수 있다. 제1 브릿지 패턴들(BRP1)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 터치 패턴들(TP1)의 연장 방향과 제1 브릿지 패턴들(BRP1)의 연장 방향은 서로 동일할 수 있다. 또한, 제1 터치 패턴들(TP1)과 제1 브릿지 패턴들(BRP1)은 일체로 형성 및/또는 제공될 수 있다. 제1 터치 패턴들(TP1)과 제1 브릿지 패턴들(BRP1)이 일체로 형성 및/또는 제공되는 경우, 제1 브릿지 패턴들(BRP1)은 제1 터치 패턴들(TP1)의 일 영역으로 간주할 수도 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 실시예에 따라, 제1 터치 패턴들(TP1)과 제1 브릿지 패턴들(BRP1)이 서로 개별적으로 형성되어, 도시되지 않은 컨택 홀 또는 비아 홀 등을 통해 서로 전기적 및/또는 물리적으로 연결될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 터치 전극들(TE2)은 제2 터치 패턴들(TP2) 및 제2 브릿지 패턴들(BRP2)을 포함할 수 있다.
제2 터치 패턴들(TP2) 각각은 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)으로 서로 이격될 수 있다. 제2 터치 패턴들(TP2)은 마름모 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다. 제2 터치 패턴들(TP2) 각각의 경계는 지그재그 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다.
제2 브릿지 패턴들(BRP2)은 제2 방향(DR2)으로 서로 인접한 2개의 제2 터치 패턴들(TP2) 사이를 연결할 수 있다. 제2 브릿지 패턴들(BRP2)은 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 제2 터치 전극들(TE2)의 연장 방향과 제2 브릿지 패턴들(BRP2)의 연장 방향은 서로 동일할 수 있다.
제2 브릿지 패턴들(BRP2) 각각은, 제2 방향(DR2)으로 연장된 제2 터치 패턴들(TP2) 중 하나의 제2 터치 패턴(TP2) 및 상기 하나의 제2 터치 패턴(TP2)에 인접한 다른 하나의 제2 터치 패턴(TP2)을 제1 및 제2 관통 홀(TH1, TH2)을 통해 전기적 및/또는 물리적으로 연결할 수 있다. 제1 관통 홀(TH1)은, 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 절연층(IL1)을 관통하여 하나의 제2 터치 패턴(TP2)의 일부를 노출하고, 제2 관통 홀(TH2)은 상기 제1 절연층(IL1)을 관통하여 다른 하나의 제2 터치 패턴(TP2)의 일부를 노출한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 브릿지 패턴들(BRP1), 제1 터치 패턴들(TP1), 및 제2 터치 패턴들(TP2)은 동일한 층 상에 배치되고, 제2 브릿지 패턴들(BRP2)은 제1 브릿지 패턴들(BRP1), 제1 터치 패턴들(TP1), 및 제2 터치 패턴들(TP2)과 상이한 층에 배치될 수 있다.
이를 상세히 설명하면, 제1 브릿지 패턴들(BRP1), 제1 터치 패턴들(TP1), 및 제2 터치 패턴들(TP2)은 베이스 층(BSL) 상에 배치되고, 제2 브릿지 패턴들(BRP2)은 제1 절연층(IL1) 상에 배치될 수 있다. 제2 브릿지 패턴들(BRP2) 상에는 제2 절연층(IL2)이 형성 및/또는 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 브릿지 패턴들(BRP1)과 제2 브릿지 패턴들(BRP2)은 제1 절연층(IL1)을 사이에 두고 전기적 및/또는 물리적으로 절연될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 브릿지 패턴(BRP1), 제1 및 제2 터치 패턴들(TP1, TP2)이 베이스 층(BSL) 상에 배치되고, 제2 브릿지 패턴(BRP2)이 제1 절연층(IL1) 상에 배치됨을 예로서 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 제2 브릿지 패턴(BRP2)이 베이스 층(BSL) 상에 형성 및/또는 배치되고, 제1 브릿지 패턴(BRP1)과 제1 및 제2 터치 패턴들(TP1, TP2)이 제1 절연층(IL1) 상에 형성 및/또는 배치될 수도 있다.
한편, 터치 센서(TS)는 베이스 층(BSL) 상의 감지 영역(SA)에서 제1 및 제2 터치 패턴들(TP1, TP2) 사이에 제공된 복수의 더미 전극들(DME)을 더 포함할 수 있다. 더미 전극들(DME)은 베이스 층(BSL) 상에 제공될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 더미 전극들(DME)은 제1 절연층(IL1) 상에 제공될 수도 있다.
더미 전극들(DME) 각각은 복수의 더미 패턴들(DMP)을 포함할 수 있다. 더미 패턴들(DMP)은 제1 터치 패턴들(TP1) 및 제2 터치 패턴들(TP2)과 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 더미 패턴들(DMP)은 전기적으로 플로팅(floating)될 수 있다. 더미 패턴들(DMP)은 제1 터치 패턴들(TP1)과 제2 터치 패턴들(TP2)의 패턴이 시인되는 것을 방지하기 위해 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 더미 패턴들(DMP) 각각은 인접하게 배치된 더미 패턴(DMP)과 일정 간격 이격되어 감지 영역(SA) 상에 제공될 수 있으며, 인접하게 배치된 더미 패턴(DMP)과 전기적 및/또는 물리적으로 분리될 수 있다. 더미 패턴들(DMP)은 제1 터치 패턴들(TP1) 및 제2 터치 패턴들(TP2)과 동일한 공정을 통해 형성됨으로써, 동일한 재료를 포함하며, 동일한 적층 구조를 가질 수 있다. 더미 패턴들(DMP) 각각은 복수의 도전성 더미 세선들(미도시)을 포함한 메쉬(mesh) 구조로 구현될 수 있다.
더미 패턴들(DMP) 상에는 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 절연층(IL1)이 배치되고, 제1 절연층(IL1) 상에는 제2 절연층(IL2)이 배치될 수 있다.
제1 절연층(IL1)은 더미 패턴들(DMP) 상에 제공될 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 베이스 층(BSL)과 동일한 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 제1 절연층(IL1)은 유기 재료를 포함한 유기 절연막 또는 무기 재료를 포함한 무기 절연막을 포함할 수 있다.
제2 절연층(IL2)은 제1 절연층(IL1) 상의 제2 브릿지 패턴(BRP2) 상에 형성 및/또는 제공될 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 제2 브릿지 패턴(BRP2)이 외부로 노출되는 것을 방지하여, 제2 브릿지 패턴(BRP2)의 부식을 방지할 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 유기 재료로 구성된 유기 절연막으로 이루어질 수 있다. 유기 재료는 아크릴(acryl), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리아미드(PA, polyamide) 및 벤조시클로부텐(BCB, benzocyclobutene) 중 하나를 포함할 수 있다. 유기 절연막으로 이루어진 제2 절연막(IL2)은 투명하고, 유동성이 있어 하부 구조의 굴곡을 완화시켜 평탄화시킬 수 있다.
실시예에 따라, 제2 브릿지 패턴(BRP2)이 베이스 층(BSL) 상에 배치되고 제1 브릿지 패턴(BRP1)과, 제1 및 제2 터치 패턴들(TP1, TP2)이 제1 절연층(IL1) 상에 배치될 경우, 제2 절연층(IL2)은 상기 제1 브릿지 패턴(BRP1)과, 상기 제1 및 제2 터치 패턴들(TP1, TP2) 상에 형성 및/또는 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 절연층(IL2)은 영역에 따라 평탄부(FP)와 홈부(HP)로 구분될 수 있다. 홈부(HP)는 더미 패턴들(DMP) 사이 영역에 대응되도록 제공될 수 있다. 평탄부(FP)는 홈부(HP)가 제공되지 않는 영역, 예를 들어, 더미 패턴들(DMP), 제1 및 제2 터치 패턴들(TP1, TP2), 및 제1 및 제2 브릿지 패턴들(BRP1, BRP2) 상에 각각 대응되도록 제공될 수 있다.
제2 절연층(IL2)의 평탄부(FP)는 제1 및 제2 터치 패턴들(TP1, TP2), 제1 및 제2 브릿지 패턴들(BRP1, BRP2), 더미 패턴들(DMP)에 의한 단차를 완화시키는 평탄화층의 역할을 할 수 있다.
제2 절연층(IL2)의 홈부(HP)는 더미 패턴들(DMP) 사이 영역에 대응되는 적어도 하나 이상의 요철 패턴(RP)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 요철 패턴(RP)은 도 15에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 이격된 2개의 더미 패턴들(DMP) 사이 영역(B)에 대응될 수 있다. 요철 패턴(RP)은 제2 절연층(IL2)의 상부 면에서 더미 패턴들(DMP)과 마주보는 제2 절연층(IL2)의 하부 면을 향하여 움푹 파인 형상을 가질 수 있다.
요철 패턴(RP)은 일정한 폭과 높이를 가질 수 있으며, 반타원 형상, 원형 형상, 다각 형상, 또는 원뿔 형상 등을 포함하는 다양한 형상을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 절연층(IL2)이 요철 패턴(RP)을 포함함에 따라, 상기 제2 절연층(IL2)이 더미 패턴들(DMP) 사이 영역(B)에 대응하는 영역에서 그 표면이 고르지 않고 굴곡진 형태, 예를 들어, 울퉁불퉁한 형태를 가질 수 있다. 이러한 경우, 외부로부터 터치 센서(TS), 특히, 일정 간격을 사이에 두고 이격된 2개의 더미 패턴들(DMP) 사이 영역(B)으로 유입된 광(이하, “외부 광”이라 함)은 상기 요철 패턴(RP)에 의해 난반사될 수 있다.
일정 간격을 사이에 두고 이격된 2개의 더미 패턴들(DMP) 사이 영역(B)에서 발생된 외부 광의 난반사는 터치 전극들(TE)에서 발생된 외부 광 반사와 상쇄 간섭을 일으켜 소멸될 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 외부 광의 반사율을 줄여 더미 패턴들(DMP)이 외부로 시인되는 불량을 최소화함으로써, 신뢰성이 향상될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DD: 표시 장치 DP: 표시 패널
TS: 터치 센서 TE: 터치 전극
TE1, TE2: 제1 및 제2 터치 전극 DME: 더미 전극
DFL: 더미 세선 DMP: 더미 패턴
BRP1, BRP2: 제1 및 제2 브릿지 패턴 RP: 요철 패턴
IL1, IL2: 제1 및 제2 절연층 FP: 평탄부
HP: 홈부

Claims (27)

  1. 감지 영역 및 비감지 영역을 포함한 베이스 층;
    상기 베이스 층 상의 상기 감지 영역에 제공된 복수의 터치 전극들;
    평면 상에서 상기 터치 전극들 사이에 배치되고, 서로 이격된 복수의 더미 패턴들을 포함하는 더미 전극; 및
    상기 터치 전극들과 상기 더미 전극 상에 제공된 절연층을 포함하고,
    상기 절연층은 서로 인접한 2개의 상기 더미 패턴들 사이 영역에 대응하는 제1 부분과 상기 제1 부분을 제외한 제2 부분을 포함하고,
    상기 제1 부분에는 적어도 하나 이상의 요철 패턴이 배치되는 터치 센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 절연층의 일면에서 상기 더미 패턴들이 제공되는 타면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 터치 센서.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 절연층의 일면에서 상기 타면을 향하여 상기 절연층의 두께의 절반 이하의 깊이를 갖는 터치 센서.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 요철 패턴의 폭은 상기 서로 인접한 2개의 더미 패턴들 사이의 간격과 동일하거나 이보다 작은 터치 센서.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 더미 패턴들 사이 영역으로 유입되는 광의 난반사를 일으키는 터치 센서.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 절연층의 제2 부분은 평탄부를 포함하는 터치 센서.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 터치 전극들은,
    제1 터치 패턴들 및 상기 제1 터치 패턴들을 연결하는 제1 브릿지 패턴들을 포함한 제1 터치 전극; 및
    제2 터치 패턴들 및 상기 제2 터치 패턴들을 연결하는 제2 브릿지 패턴들을 포함한 제2 터치 전극을 포함하는 터치 센서.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 터치 패턴들 및 상기 제2 터치 패턴들은 동일한 층 상에 배치되고, 상기 제1 브릿지 패턴들과 상기 제2 브릿지 패턴들 중 어느 하나의 브릿지 패턴들은 상기 제1 터치 패턴들과 동일한 층 상에 배치되고,
    상기 제1 브릿지 패턴들과 상기 제2 브릿지 패턴들은 층간 절연층을 사이에 두고 교차하는 터치 센서.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 층간 절연층은 유기 재료를 포함한 유기 절연막인 터치 센서.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 더미 전극은 상기 제1 및 제2 터치 패턴들과 동일한 층 상에 배치되는 터치 센서.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 터치 전극들 및 상기 더미 전극은 메쉬 형상을 갖는 터치 센서.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 더미 전극은,
    일 방향을 따라 연장되는 제1 더미 세선;
    상기 일 방향과 교차하는 타 방향을 따라 연장되며 서로 평행한 복수의 제2 더미 세선들; 및
    상기 제1 더미 세선과 상기 제2 더미 세선들이 교차하여 형성된 복수의 더미 메쉬 개구들을 포함하는 터치 센서.
  13. 감지 영역 및 비감지 영역을 포함한 베이스 층;
    상기 베이스 층 상의 상기 감지 영역에 제공되며, 제1 방향으로 연장된 제1 터치 전극;
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격된 터치 패턴들 및 제1 절연층을 사이에 두고 상기 제2 방향으로 서로 인접한 2개의 상기 터치 패턴들 사이를 연결하는 브릿지 패턴을 포함하는 제2 터치 전극;
    평면 상에서 상기 제1 터치 전극과 상기 터치 패턴들 사이에 배치되고, 서로 이격된 복수의 더미 패턴들을 포함한 더미 전극; 및
    상기 제1 터치 전극, 상기 제2 터치 전극, 및 상기 더미 전극 상에 제공된 제2 절연층을 포함하고,
    상기 제2 절연층은 서로 인접한 2개의 상기 더미 패턴들 사이 영역에 대응하는 적어도 하나 이상의 요철 패턴들을 포함하는 터치 센서.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 제2 절연층의 일면에서 상기 더미 패턴들이 제공되는 타면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 가지며, 상기 더미 패턴들 사이 영역으로 유입되는 광의 난반사를 일으키는 터치 센서.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 더미 전극은 서로 교차하는 도전성 세선들을 포함한 메쉬 형상을 갖는 터치 센서.
  16. 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 제공된 터치 센서를 포함하고,
    상기 터치 센서는,
    상기 표시 패널 상에 제공되며, 감지 영역 및 비감지 영역을 포함한 베이스 층;
    상기 베이스 층 상의 상기 감지 영역에 제공된 복수의 터치 전극들;
    평면 상에서 상기 터치 전극들 사이에 배치되고, 서로 이격된 복수의 더미 패턴들을 포함한 더미 전극; 및
    상기 터치 전극들과 상기 더미 전극 상에 제공된 절연층을 포함하고,
    상기 절연층은 서로 인접한 2개의 상기 더미 패턴들 사이 영역에 대응하는 제1 부분과 제1 부분을 제외한 제2 부분을 포함하고,
    상기 제1 부분에는 적어도 하나 이상의 요철 패턴이 배치되는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 절연층의 일면에서 상기 더미 패턴들이 제공되는 타면을 향하는 방향으로 움푹 파인 형상을 갖는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 절연층의 일면에서 상기 타면을 향하여 상기 절연층의 두께의 절반 이하의 깊이를 갖는 표시 장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 요철 패턴의 폭은 상기 서로 인접한 2개의 더미 패턴들 사이의 간격과 동일하거나 이보다 작은 표시 장치.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 더미 패턴들 사이 영역에서 유입되는 광의 난반사를 일으키는 표시 장치.
  21. 제17 항에 있어서,
    상기 터치 전극들은,
    제1 터치 패턴들 및 상기 제1 터치 패턴들을 연결하는 제1 브릿지 패턴들을 포함한 제1 터치 전극; 및
    제2 터치 패턴들 및 상기 제2 터치 패턴들을 연결하는 제2 브릿지 패턴들을 포함한 제2 터치 전극을 포함하는 표시 장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 터치 패턴들 및 상기 제2 터치 패턴들은 동일한 층 상에 배치되고, 상기 제1 브릿지 패턴들과 상기 제2 브릿지 패턴들 중 어느 하나의 브릿지 패턴들은 상기 제1 터치 패턴들과 동일한 층 상에 배치되고,
    상기 제1 브릿지 패턴들과 상기 제2 브릿지 패턴들은 층간 절연층을 사이에 두고 교차하는 표시 장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 층간 절연층은 유기 재료를 포함하는 유기 절연막인 표시 장치.
  24. 제22 항에 있어서,
    상기 더미 전극은 상기 제1 및 제2 터치 패턴들과 동일한 층 상에 배치되는 표시 장치.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 터치 전극들 및 상기 더미 전극은 메쉬 형상을 갖는 표시 장치.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 더미 전극은,
    일 방향을 따라 연장되는 제1 더미 세선;
    상기 일 방향과 교차하는 타 방향을 따라 연장되며 서로 평행한 복수의 제2 더미 세선들; 및
    상기 제1 더미 세선과 상기 제2 더미 세선들이 교차하여 형성된 복수의 더미 메쉬 개구들을 포함하는 표시 장치.
  27. 제16 항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    상기 영상을 표시하는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 적어도 일측에 제공되는 비표시 영역을 포함한 기판;
    상기 기판 상에 제공되며, 적어도 하나 이상의 트랜지스터를 포함한 화소 회로층;
    상기 화소 회로층 상에 배치되며 광을 방출하는 적어도 하나 이상의 발광 소자를 포함한 표시 소자층; 및
    상기 표시 소자층 상에 배치된 봉지층을 포함하는 표시 장치.
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