KR20200110569A - 터치 감지 유닛과 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

터치 감지 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 터치 감지 유닛은, 장변 및 단변을 포함하는 터치 감지 영역에 상기 장변을 따라 배치되는 제1 터치 전극들과, 상기 단변을 따라 배치되는 제2 터치 전극들과, 상기 제1 터치 전극들을 상기 장변과 평행한 제1 방향으로 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극과, 상기 제2 터치 전극들을 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극을 포함하고, 상기 제2 연결 전극의 두께는 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각의 두께와 다르다.

Description

터치 감지 유닛과 이를 포함하는 표시 장치{TOUCH SENSING UNIT AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 터치 감지 유닛과 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
사용자에게 영상을 제공하는 스마트 폰, 태블릿 PC, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 네비게이션, 및 텔레비전(TV) 등의 전자기기는 영상을 표시하기 위한 표시 장치를 포함한다. 표시 장치는 영상을 생성하여 표시하는 표시 패널 및 다양한 입력 장치를 포함한다.
스마트 폰이나 태블릿 PC를 중심으로 터치 입력을 인식하는 터치 감지 유닛이 표시 장치의 입력 장치로 많이 적용되고 있다. 터치 감지 유닛은 사용자의 터치 입력 여부를 판단하고, 해당 위치를 터치 입력 좌표로 산출한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 터치 감도가 향상된 터치 감지 유닛과 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 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 터치 감지 유닛은, 장변 및 단변을 포함하는 터치 감지 영역에 상기 장변을 따라 배치되는 제1 터치 전극들과, 상기 단변을 따라 배치되는 제2 터치 전극들과, 상기 제1 터치 전극들을 상기 장변과 평행한 제1 방향으로 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극과, 상기 제2 터치 전극들을 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극을 포함하고, 상기 제2 연결 전극의 두께는 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각의 두께와 다르다.
상기 제2 연결 전극의 두께는 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각의 두께보다 얇다.
상기 제2 연결 전극 하부에 배치된 버퍼층 및 상기 제2 연결 전극 상부에 배치되되, 상기 제2 연결 전극의 일부를 노출하는 컨택홀을 포함하는 절연층을 더 포함하고, 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각은 상기 절연층 상에 배치될 수 있다.
상기 제2 터치 전극들은 상기 컨택홀을 통하여 상기 제2 연결 전극에 접촉할 수 있다.
상기 제2 연결 전극의 두께는 500Å 내지 2300Å이고, 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각의 두께는 2300Å 내지 4000Å일 수 있다.
상기 제1 연결 전극은 상기 절연층 상에 배치되되, 상기 제1 연결 전극의 두께는 상기 제2 연결 전극의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 터치 감지 영역을 둘러싸는 터치 주변 영역에 배치되되, 서로 이격된 제1 패드부 및 제2 패드부를 포함하는 패드부 및 상기 제1 터치 전극들에 접속하는 구동 라인들을 포함하고, 상기 구동 라인들의 일단은 동일한 행에 배치된 상기 제1 터치 전극들에 각각 접속되고, 상기 구동 라인들 중 일부의 타단은 상기 제1 패드부에 접속되고, 상기 구동 라인들 중 나머지의 타단은 상기 제2 패드부에 접속될 수 있다.
상기 제2 터치 전극들에 접속하는 감지 라인들을 더 포함하고, 상기 감지 라인들은, 상기 터치 감지 영역의 일측에 위치하는 제1 감지 라인들 및 상기 터치 감지 영역의 타측에 위치하는 제2 감지 라인들을 포함하며, 상기 터치 감지 영역은, 제2 영역과, 상기 제2 영역과 상기 패드부 사이에 위치하는 제1 영역을 포함하고, 상기 제1 감지 라인들의 일단은 상기 제1 영역에 배치된 상기 제2 터치 전극들과 접속되고, 상기 제2 감지 라인들의 일단은 상기 제2 영역에 배치된 상기 제2 터치 전극들과 접속할 수 있다.
상기 제1 감지 라인들의 타단은 상기 제1 패드부와 접속하고, 상기 제2 감지 라인들의 타단은 상기 제2 패드부와 접속할 수 있다.
상기 감지 라인들 및 상기 구동 라인들 각각은 두께 방향으로 중첩하는 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
상기 감지 라인들 및 상기 구동 라인들 각각은, 상기 버퍼층 상에 배치된 제1 층과, 상기 절연층 상에 배치된 제2 층을 포함하고, 상기 절연층은 상기 제2 층의 일부를 노출하는 배선 컨택홀을 포함하며, 상기 제1 층과 상기 제2 층은 상기 배선 컨택홀을 통하여 접촉할 수 있다.
상기 제1 터치 전극들은 상기 절연층을 노출하는 제1 패턴홀을 포함하고, 상기 제1 패턴홀에 배치된 제1 더미 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 더미 패턴은, 상기 제1 터치 전극과 동일층에 배치되되, 상기 제1 터치 전극과는 이격될 수 있다.
상기 제2 터치 전극들은 상기 절연층을 노출하는 제2 패턴홀을 포함하고, 상기 제2 패턴홀에 배치된 제2 더미 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 더미 패턴의 면적은 상기 제1 더미 패턴의 면적보다 작을 수 있다.
상기 제2 연결 전극은 상기 제1 터치 전극의 일부와 두께 방향으로 중첩할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 터치 표시 장치는, 표시 영역을 포함하는 표시 유닛 및 상기 표시 영역과 중첩하되, 장변과 단변을 포함하는 터치 감지 영역을 포함하는 터치 감지 유닛을 구비하고, 상기 터치 감지 유닛은, 상기 터치 감지 영역에 상기 장변을 따라 배치되는 제1 터치 전극들과, 상기 단변을 따라 배치되는 제2 터치 전극들과, 상기 제1 터치 전극들을 상기 장변과 평행한 제1 방향으로 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극과, 상기 제2 터치 전극들을 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극을 포함하고, 상기 제2 연결 전극의 두께는 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각의 두께와 다르다.
상기 제2 연결 전극의 두께는 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각의 두께보다 얇을 수 있다.
상기 제2 연결 전극 하부에 배치된 버퍼층 및 상기 제2 연결 전극 상부에 배치되되, 상기 제2 연결 전극의 일부를 노출하는 컨택홀을 포함하는 절연층을 더 포함하고, 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각은 상기 절연층 상에 배치될 수 있다.
상기 표시 영역은 발광 영역들을 포함하고, 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들은 개구부들을 포함하며, 상기 발광 영역들과 상기 개구부들은 두께 방향으로 중첩할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
실시예들에 따른 터치 감지 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 의하면, 터치 감도를 향상시킬 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 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 표시 유닛의 일 예를 상세히 보여주는 일 예시도면이다.
도 5는 도 3의 터치 감지 유닛의 일 예를 상세히 보여주는 일 예시도면이다.
도 6은 도 5의 A 영역에 있어서. 표시 유닛의 발광 영역들과 제1 터치 전극의 형상 및 배치 관계의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ'의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 8는 도 5의 B 영역을 확대한 일 실시예의 도면이다.
도 9는 도 8의 B_1 영역을 확대한 일 실시예의 도면이다.
도 10 도 8의 B_1 영역을 확대한 다른 실시예의 도면이다.
도 11은 도 9의 Ⅲ-Ⅲ'을 따라 자른 단면도이다.
도 12는 도 11은 도 9의 Ⅳ-Ⅳ'을 따라 자른 단면도이다.
도 13은 도 9의 Ⅴ-Ⅴ'을 따라 자른 단면도이다.
도 14는 도 5의 C 영역의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 15는 도 14의 Ⅵ-Ⅵ'를 따라 자른 단면도이다.
도 16은 도14의 Ⅶ-Ⅶ'를 따라 자른 단면도이다.
도 17는 터치 감지 유닛의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 18은 터치 감지 유닛의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 19는 도 18의 D 영역을 확대한 일 실시예의 도면이다.
도 20은 도 18의 D 영역을 확대한 다른 실시예의 도면이다.
도 21는 도 18의 D 영역을 확대한 다른 실시예의 도면이다.
도 22는 도 18의 D 영역을 확대한 다른 실시예의 도면이다.
도 23은 도 18의 D 영역을 확대한 일 실시예의 도면이다.
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 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
본 명세서에서, “상부”, “탑”, “상면”은 표시 패널(100)을 기준으로 상부 방향, 즉 Z축 방향을 가리키고, “하부”, “바텀”, “하면”은 표시 패널(100)을 기준으로 하부 방향, 즉 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다. 또한, “좌”, “우”, “상”, “하”는 표시 패널(100)을 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, “좌”는 X축 방향의 반대 방향, “우”는 X축 방향, “상”은 Y축 방향, “하”는 Y축 방향의 반대 방향을 가리킨다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 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 기기 뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다. 표시 장치(10)는 유기 발광 표시 장치, 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 전계방출 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, 전기 습윤 표시 장치, 양자점 발광 표시 장치, 및 마이크로 LED 표시 장치 중 어느 하나일 수 있다. 이하에서는, 표시 장치(10)가 유기 발광 표시 장치인 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 표시 패널(100), 표시 구동 회로(200), 회로 보드(300), 및 터치 구동 회로(400)를 포함한다.
표시 패널(100)은 메인 영역(MA)과 메인 영역(MA)의 일측으로부터 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 화소들 뿐만 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(100)의 영상이 보일 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 바깥쪽에서부터 표시 패널(100)의 가장자리까지의 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)에는 스캔 라인들에 스캔 신호들을 인가하기 위한 스캔 구동부, 및 데이터 라인들과 표시 구동 회로(200)를 연결하는 링크 라인들이 배치될 수 있다.
돌출 영역(PA)은 메인 영역(MA)의 일측으로부터 돌출될 수 있다. 예를 들어, 돌출 영역(PA)은 도 2와 같이 메인 영역(MA)의 하측으로부터 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 일측에 배치되고, 메인 영역(MA)은 벤딩 영역(BA)의 타측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 패드 영역(PDA)은 벤딩 영역(BA)의 하측에 배치되고, 메인 영역(MA)은 벤딩 영역(BA)의 상측에 배치될 수 있다.
표시 패널(100)은 구부러지거나, 휘어지거나, 벤딩되거나, 접히거나, 말릴 수 있도록 유연하게 형성될 수 있다. 그러므로, 표시 패널(100)은 벤딩 영역(BA)에서 제3 방향(Z축 방향)의 반대 방향으로 벤딩될 수 있다. 이 경우, 표시 패널(100)이 벤딩되기 전에 표시 패널(100)의 패드 영역(PDA)의 일면은 상부를 향하고 있으나, 표시 패널(100)이 벤딩된 후에는 표시 패널(100)의 패드 영역(PDA)의 일면은 상부 또는 하부로 향하게 된다. 이로 인해, 패드 영역(PDA)은 메인 영역(MA)의 하부에 배치되므로, 메인 영역(MA)과 중첩될 수 있다.
표시 패널(100)의 패드 영역(PDA)에는 표시 구동 회로(200)와 회로 보드(300)와 전기적으로 연결되는 패드들이 배치될 수 있다.
표시 구동 회로(200)는 표시 패널(100)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력한다. 예를 들어, 표시 구동 회로(200)는 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급할 수 있다. 또한, 표시 구동 회로(200)는 전원 라인에 전원 전압을 공급하며, 스캔 구동부에 스캔 제어 신호들을 공급할 수 있다. 표시 구동 회로(200)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(100) 상에 장착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동 회로(200)는 회로 보드(300) 상에 장착될 수 있다.
패드들은 표시 구동 회로(200)에 전기적으로 연결되는 표시 패드들과 터치 라인들에 전기적으로 연결되는 터치 패드들을 포함할 수 있다.
회로 보드(300)는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 패드들 상에 부착될 수 있다. 이로 인해, 회로 보드(300)의 리드 라인들은 패드들에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드(300)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.
터치 구동 회로(400)는 표시 패널(100)의 터치 센서층(TSL)의 터치 전극들에 연결될 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 터치 센서층(TSL)의 터치 전극들에 구동 신호들을 인가하고 터치 전극들의 정전 용량 값들을 측정한다. 구동 신호는 복수의 구동 펄스들을 갖는 신호일 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 정전 용량 값들에 따라 터치 입력 여부를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 터치가 입력된 터치 좌표들을 산출할 수 있다.
터치 구동 회로(400)는 회로 보드(300) 상에 배치될 수 있다. 터치 구동 회로(400)는 집적회로(IC)로 형성되어 회로 보드(300) 상에 장착될 수 있다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(100)은 기판(SUB), 기판(SUB) 상에 배치된 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 및 박막 봉지층(TFEL)을 갖는 표시 유닛(DU)과, 표시 유닛(DU) 상에 배치된 터치 감지 유닛(TDU)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(110)가 도 4와 같이 표시 패널(100)의 비표시 영역(NDA)에 형성되는 경우, 스캔 구동부(110)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 터치 감지 유닛(TDU)이 배치될 수 있다. 터치 감지 유닛(TDU)이 박막 봉지층(TFEL) 상에 바로 배치됨으로써, 터치 센서층(TSL)을 포함하는 별도의 터치 패널이 박막 봉지층(TFEL) 상에 부착되는 경우보다 표시 장치(10)의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.
터치 감지 유닛(TDU)은 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 전극들과 패드들과 터치 전극들을 연결하는 터치 라인들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 유닛(TDU)은 자기 정전 용량(self-capacitance) 방식 또는 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
터치 감지 유닛(TDU)의 터치 전극들은 도 5와 같이 표시 영역(DA)에 중첩하는 터치 센서 영역(TSA)에 배치될 수 있다. 터치 감지 유닛(TDU)의 터치 라인들은 도 5와 같이 비표시 영역(NDA)에 중첩하는 터치 주변 영역(TPA)에 배치될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 터치 감지 유닛(TDU) 상에는 보호층이 배치될 수 있다. 보호층은, 예컨대 윈도우 부재를 포함할 수 있다. 보호층은 광학 투명 접착제(Optically Clear Adhesive:OCA) 등에 의해 터치 감지 유닛(TDU) 상에 부착될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 표시 장치(10)는 광학 부재를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 유닛(TDU)과 보호층(500) 사이에 편광 필름 등의 광학 부재가 개재될 수 있다.
도 4는 도 3의 표시 유닛의 일 예를 상세히 보여주는 일 예시도면이다.
도 4에서는 설명의 편의를 위해 표시 유닛(DU)의 화소(P)들, 스캔 라인(SL)들, 데이터 라인(DL)들, 전원 라인(PL), 스캔 제어 라인(SCL)들, 스캔 구동부(110), 표시 구동 회로(200), 및 표시 패드들(DP) 만을 도시하였다.
도 4를 참조하면, 전술한 바와 같이, 표시 유닛(DU)은, 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 또한, 표시 영역(DA)은 제1 방향(X축 방향)으로 연장하되 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 마주하는 제1 표시 단변(DSS1) 및 제2 표시 단변(DSS2)을 포함하고, 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 연장되되, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 마주하는 제1 표시 장변(DLS1) 및 제2 표시 장변(DLS2)을 포함할 수 있다. 제1 표시 장변(DLS1) 및 제2 표시 장변(DLS2)과, 제1 표시 단변(DSS1) 및 제2 표시 단변(DSS2)이 만나는 코너는 일정한 곡률을 가지는 라운드 형태일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 몇몇 실시예에서 제1 표시 장변(DLS1) 및 제2 표시 장변(DLS2)과, 제1 표시 단변(DSS1) 및 제2 표시 단변(DSS2)이 만나는 코너에 컷팅된 형태를 가질 수도 있다.
스캔 라인(SL)들, 데이터 라인(DL)들, 전원 라인(PL), 및 화소(P)들은 표시 영역(DA)에 배치된다. 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. 전원 라인(PL)은 제2 방향(Y축 방향)으로 데이터 라인(DL)들과 나란하게 형성된 적어도 하나의 라인과 상기 적어도 하나의 라인으로부터 제1 방향(X축 방향)으로 분지된 복수의 라인들을 포함할 수 있다.
화소(P)들 각각은 스캔 라인(SL)들 중 적어도 어느 하나, 데이터 라인(DL)들 중 어느 하나, 및 전원 라인(PL)에 접속될 수 있다. 화소(P)들 각각은 구동 트랜지스터와 적어도 하나의 스위칭 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터들, 유기 발광 다이오드, 및 커패시터를 포함할 수 있다. 화소(P)들 각각은 스캔 라인(SL)으로부터 스캔 신호가 인가되는 경우 데이터 라인(DL)의 데이터 전압을 인가 받으며, 게이트 전극에 인가된 데이터 전압에 따라 유기 발광 다이오드에 구동 전류를 공급함으로써 발광할 수 있다.
스캔 구동부(110)는 적어도 하나의 스캔 제어 라인(SCL)을 통해 표시 구동 회로(200)에 연결된다. 그러므로, 스캔 구동부(110)는 표시 구동 회로(200)의 스캔 제어 신호를 입력 받을 수 있다. 스캔 구동부(110)는 스캔 제어 신호에 따라 스캔 신호들을 생성하여 스캔 라인(SL)들에 공급한다.
도 4에서는 스캔 구동부(110)가 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 몇몇 실시예에서, 스캔 구동부(110)는 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽과 우측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 형성될 수 있다.
표시 구동 회로(200)는 패드 영역(PDA)에 배치된 표시 패드들(DP)에 접속되어 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호들을 입력 받는다. 표시 구동 회로(200)는 디지털 비디오 데이터를 아날로그 정극성/부극성 데이터 전압들로 변환하여 링크 라인(LL)들을 통해 데이터 라인(DL)들에 공급한다. 또한, 표시 구동 회로(200)는 스캔 제어 라인(SCL)을 통해 스캔 구동부(110)를 제어하기 위한 스캔 제어 신호를 생성하여 공급한다. 스캔 구동부(110)의 스캔 신호들에 의해 데이터 전압들이 공급될 화소(P)들이 선택되며, 선택된 화소(P)들에 데이터 전압들이 공급된다. 표시 구동 회로(200)는 집적회로(IC)로 형성되어 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 기판(SUB) 상에 부착될 수 있다.
도 5는 도 3의 터치 감지 유닛의 일 예를 상세히 보여주는 일 예시도면이다. 도 5에서는설명의 편의를 위해, 제1 터치 전극(TE1)들, 제2 터치 전극(RE)들, 제1 터치 라인들(TL1~TL16), 제2 터치 라인들(RL1~RL33), 제1 터치 패드부(TP1), 및 제2 터치 패드부(TP2)만을 도시하였다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 제1 터치 라인들을 구동 라인들(TL1~TL16)로 설명하고, 제2 터치 라인들을 감지 라인들(RL1~RL33)로 설명하기로 한다.
도 5을 참조하면, 터치 감지 유닛(TDU)은 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 센서 영역(TSA)과 터치 센서 영역(TSA)의 주변에 배치되는 터치 주변 영역(TPA)을 포함한다. 터치 센서 영역(TSA)은 표시 유닛(DU)의 표시 영역(DA)과 중첩하고, 터치 주변 영역(TPA)은 표시 유닛(DU)의 비표시 영역(NDA)에 중첩할 수 있다.
터치 센서 영역(TSA)은 제1 방향(X축 방향)으로 연장하되 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 마주하는 제1 단변(SS1) 및 제2 단변(SS2)을 포함하고, 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 연장되되, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 마주하는 제1 장변(LS1) 및 제2 장변(LS2)을 포함할 수 있다. 제1 장변(LS1) 및 제2 장변(LS2)과, 제1 단변(SS1) 및 제2 단변(SS2)이 만나는 코너는 일정한 곡률을 가지는 라운드 형태일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 몇몇 실시예에서 제1 장변(LS1) 및 제2 장변(LS2)과, 제1 단변(SS1) 및 제2 단변(SS2)이 만나는 코너에 컷팅된 형태를 가질 수도 있다.
제1 단변(SS1)과 제1 표시 단변(DSS1)은 서로 중첩할 수 있으며, 실질적으로 동일한 길이를 가질 수 있다. 제2 단변(SS2)과 제2 표시 단변(DSS2)은 서로 중첩할 수 있으며, 실질적으로 동일한 길이를 가질 수 있다. 제1 장변(LS1)과 제1 표시 장변(LSS1)은 서로 중첩할 수 있으며, 실질적으로 동일한 길이를 가질 수 있다. 제2 장변(LS2)과 제2 표시 장변(DLS2)은 서로 중첩할 수 있으며, 실질적으로 동일한 길이를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 표시 장치(10)에서 터치 기능을 구현하고자 하는 영역에 따라, 터치 센서 영역(TSA)을 이루는 제1 단변(SS1), 제2 단변(SS2), 제1 장변(LS1) 및 제2 장변(LS2)은 표시 영역(DA)의 제1 표시 단변(DSS1), 제2 표시 단변(DSS2), 제1 표시 장변(DLS1) 및 제2 표시 장변(DLS2)과 다른 길이를 가질 수도 있으며, 터치 센서 영역(TSA)의 형상과 표시 영역(DA)의 형상은 서로 다른 형상으로 이루어질 수도 있다.
터치 센서 영역(TSA)에는 터치 전극들(TE, RE)이 배치될 수 있다. 터치 전극들(TE, RE)은 제1 터치 전극(TE)들 및 제2 터치 전극(RE)들을 포함할 수 있다. 제1 터치 전극(TE)들 및 제2 터치 전극(RE)들 중 하나는 구동 전극이며, 나머지 하나는 감지 전극일 수 있다. 이하, 제1 터치 전극(TE)들은 구동 전극이고, 제2 터치 전극(RE)들은 감지 전극인 경우를 일 예시로 설명한다.
터치 센서 영역(TSA)에는 제1 방향(X축 방향)으로 16 개의 제1 터치 전극(TE)들이 배치되고, 제2 방향(Y축 방향)으로 33 개의 제2 터치 전극(RE)들이 배치될 수 있다. 즉, 터치 전극들(TE, RE)들은 33 개의 행들(EC1~EC33)과 16 개의 열들(ER1~ER16)에 배치될 수 있으며, 16개의 열들(ER1~ER16)에는 제1 터치 전극(TE)들이 배치되고, 33개의 행들(EC1~EC33)에는 제2 터치 전극(RE)들이 배치될 수 있다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 일 예시이며, 이에 한정되는 것은 아니다. 터치 센서 영역(TSA)에 배치되는 터치 전극들(TE, RE)들의 개수 및 배치는 이에 한정되지 않는다.
터치 전극들(TE, RE)들은 마름모 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 터치 전극들(TE, RE)들의 형상은 삼각형, 사각형, 오각형, 원형, 바(bar)형 등 다양한 형상으로 변형될 수도 있다. 또한, 제1 터치 전극(TE)들과 제2 터치 전극(RE)들은 동일한 형상을 가진 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 터치 전극(TE)들과 제2 터치 전극(RE)들은 서로 다른 형상을 가질 수 있고, 1 터치 전극(TE)들과 제2 터치 전극(RE)들은 서로 다른 면적 및 두께를 가질 수도 있다. 또한, 터치 전극들(TE, RE)들을 보다 정밀하게 관찰하는 경우, 터치 전극들(TE, RE)들은 복수의 개구부가 형성된 메쉬(mesh) 구조로 이루어질 수 있다.
제1 터치 전극(TE)들은 제1 연결 전극(BE1)들을 통하여 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 터치 전극(RE)들은 제2 연결 전극(BE2)들을 통하여 제2 방향(Y축 방향)과 교차하는 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 될 수 있다. 장축과 단축을 갖는 터치 감지 유닛(DU)의 경우, 장축 방향에서 감도의 편차가 단축 방향에서 감도의 편차보다 크고, 장축 방향의 감도의 편차에 따라 터치 감지 유닛(TDU) 전체에서 터치 감도가 저하되게 된다. 이에 따라, 본 실시예에서는 제2 연결 전극(BE2)들이 단축 방향으로 배치된 제2 터치 전극(RE)들을 제1 방향(X축 방향)으로 연결하여, 장축 방향으로 배치된 제1 터치 전극(TE)들의 저항을 감소시켜, 장축 방향으로 배치된 제1 터치 전극(TE)들의 감도 편차를 효과적으로 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 터치 감지 유닛(TDU) 전체의 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
제1 터치 전극(TE)들과 제2 터치 전극(RE)은 그들의 교차 영역들에서 서로 단락되는 것을 방지하기 위해, 제1 연결 전극(BE1)들과 제2 연결 전극(BE2)들은 서로 다른 층에 배치될 수 있다. 제1 터치 전극(TE)들, 제2 터치 전극(RE)들, 제1 연결 전극(BE1)들 및 제2 연결 전극(BE2)들 적층 구조에 대해서는 후술한다.
구동 라인(TL)들과 감지 라인(RL)들은 터치 주변 영역(TPA)에 배치될 수 있다. 구동 라인(TL)들은 제1 터치 전극(TE)들과 전기적으로 연결될 수 있고, 감지 라인(RL)들은 제2 터치 전극(RE)들과 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 터치 전극(TE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된다. 이로 인해, 구동 라인들(TL1~TL16)은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된 제1 터치 전극(TE)들 중 일 측 끝에 배치된 제1 터치 전극(TE)들에 접속된다.
예를 들어, 도 5와 같이 제1 내지 제16 구동 라인들(TL1~TL16)은 터치 센서 영역(TSA)의 하측 끝에 배치된 제1 내지 제16 열들(ER1~ER16)의 제1 터치 전극(TE)들에 일대일로 연결될 수 있다. 제1 구동 라인(TL1)은 터치 센서 영역(TSA)의 가장 우측에 배치되는 제1 열(ER1)에서 제2 단변(SS2)에 가장 인접한 제1 터치 전극(TE)에 연결될 수 있다. 제16 구동 라인(TL16)은 터치 센서 영역(TSA)의 가장 좌측에 배치되는 제16 열(ER16)에서 제2 단변(SS2)에 가장 인접한 제1 터치 전극(TE)에 연결될 수 있다. 도 5에서는 제1 열(ER1)이 터치 센서 영역(TSA)의 가장 우측이고, 제16 열(ER16)이 터치 센서 영역(TSA)의 가장 좌측이며, 제2 내지 제15 열(ER2~ER15)이 제1 열(ER1)과 제16 열(ER16) 사이에 순차적으로 배치된 것을 예시하였다.
또한, 제2 터치 전극(RE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결된다. 이로 인해, 감지 라인들(RL1~RL33)은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결된 제2 터치 전극(RE)들 중 일 측 또는 타 측 끝에 배치된 제2 터치 전극(RE)에 접속된다. 또한, 감지 라인들(RL1~RL33)은 터치 센서 영역(TSA)의 좌측 및 우측에 나뉘어 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 5와 같이 제1 내지 제20 감지 라인들(RL1~RL20)은 터치 센서 영역(TSA)의 좌측에 배치될 수 있다. 제1 내지 제20 감지 라인들(RL1~RL20)은 터치 센서 영역(TSA)의 좌측에 배치된 제1 내지 제20 행들(EC1~EC20)의 제2 터치 전극(RE)들에 일대일로 연결될 수 있다. 제1 감지 라인(RL1)은 터치 센서 영역(TSA)의 가장 하측에 배치되는 제1 행(EC1)에서 제1 장변(LS2)에 가장 인접한 제2 터치 전극(RE)에 연결될 수 있다. 제20 감지 라인(RL20)은 터치 센서 영역(TSA)의 제20 행(EC20)에서 제1 장변(LS1)에 가장 인접한 제2 터치 전극(RE)에 연결될 수 있다. 도 5에서는 제1 행(EC1)이 터치 센서 영역(TSA)의 가장 하측이고, 제2 내지 제20 행(EC2~EC20)이 제1 행(EC1)으로부터 상측 방향(Y축 방향)으로 순차적으로 배치된 것을 예시하였다.
또한, 제21 내지 제33 감지 라인들(RL21~RL33)은 터치 센서 영역(TSA)의 우측에 배치될 수 있다. 제21 내지 제33 감지 라인들(RL21~RL33)은 터치 센서 영역(TSA)의 우측에 배치된 제21 내지 제33 행들(EC21~EC33)의 제2 터치 전극(RE)들에 일대일로 연결될 수 있다. 제21 감지 라인(RL21)은 터치 센서 영역(TSA)의 제21 행(EC21)에서 제2 장변(LS2)에 가장 인접한 제2 터치 전극(RE)들에 연결될 수 있다. 제33 감지 라인(RL33)은 터치 센서 영역(TSA)의 제33 행(EC33)에서 제2 장변(LS2)에 가장 인접한 터치 센서(TS)들의 제2 터치 전극(RE)들에 연결될 수 있다. 도 5에서는 제22 내지 제32 행(EC22~EC32)이 제22 행(EC21)으로부터 상측 방향(Y축 방향)으로 순차적으로 배치된 것을 예시하였다.
한편, 본 명세서에서 설명의 편의를 위해, 제1 내지 제20 감지 라인들(RL1~RL20)은 제1 그룹의 감지 라인들 또는 제1 그룹의 제2 터치 라인들로 정의되고, 제21 내지 제33 감지 라인들(RL21~RL33)은 제2 그룹의 감지 라인들 또는 제2 그룹의 제2 터치 라인들로 정의될 수 있다. 이 경우, 제1 그룹의 감지 라인들(RL1~RL27)은 터치 센서 영역(TSA)의 좌측에 배치되고, 제2 그룹의 감지 라인들(RL28~RL40)은 터치 센서 영역(TSA)의 우측에 배치될 수 있다. 이와 같은 구조는 감지라인들(RL1~RL33)이 홀수행과 짝수행에 교번 배치되는 구조에 비하여 감도 편차가 감소되어, 터치 감도가 향상되는 이점이 있다.
또한, 제1 그룹의 감지 라인들은 20 개인 반면에, 제2 그룹의 감지 라인들은 13 개일 수 있다. 즉, 제1 그룹의 감지 라인들의 개수와 제2 그룹의 감지 라인들의 개수는 상이할 수 있다. 제2 그룹의 감지 라인들의 길이들이 제1 그룹의 감지 라인들의 길이들에 비해 길기 때문에, 제2 그룹의 감지 라인들의 폭들을 제1 그룹의 감지 라인들의 폭들보다 넓게 형성하는 경우, 제1 그룹의 감지 라인들과 제2 그룹의 감지 라인들 사이의 저항 편차를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
제1 가드 라인(GL1)은 제1 접지 라인(GRL1)과 제20 감지 라인(RL20) 사이에 위치되되, 터치 센서 영역(TSA)의 하측 일부, 좌측 및 상측 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제2 가드 라인(GL2)은 제2 접지 라인(GRL2)과 제33 감지 라인(RL33)의 사이에 위치되되, 터치 센서 영역(TSA)의 하측 일부, 우측 및 상측 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제1 가드 라인(GL1) 및 제2 가드 라인(GL2)의 각각의 일단은 터치 센서 영역(TSA)의 상측에서 서로 마주하며 제1 방향(X축 방향)으로 이격될 수 있다.
제3 가드 라인(GL3)은 제3 접지 라인(GRL3)과 제9 구동 라인(TL9) 사이에 위치되되, 터치 센서 영역(TSA)의 하측 일부와 마주할 수 있다. 제4 가드 라인(GL3)은 제4 접지 라인(GRL4)과 제8 구동 라인(TL8) 사이에 위치하되, 터치 센서 영역(TSA)의 하측 일부과 마주할 수 있다. 제5 가드 라인(GL5)은 제1 감지 라인(RL1)과 제16 구동 라인(TL9) 사이에 위치하고, 제6 가드 라인(GL6)은 제21 감지 라인(RL21)과 제1 구동 라인(TL1) 사이에 위치할 수 있다.
제1 접지 라인(GRL1)은 제1 가드 라인(GL1)의 좌측에 배치되되 제1 가드 라인(GL1)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제2 접지 라인(GRL2)은 제2 가드 라인(GL2)의 우측에 배치되되 제2 가드 라인(GL2)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제3 접지 라인(GRL3)은 제1 터치 패드부(TP1) 중에 가장 오른쪽에 배치된 제1 터치 패드에 접속될 수 있다. 제4 접지 라인(GRL4)은 제2 터치 패드부(TP2) 중에 가장 왼쪽에 배치된 제2 터치 패드에 접속될 수 있다.
제1 접지 라인(GRL1)과 제2 접지 라인(GRL2)은 터치 감지 유닛(TDU)의 좌측, 상측, 및 우측에서 가장 외곽에 배치된다. 제3 접지 라인(GRL3)과 제4 접지 라인(GRL4)은 터치 감지 유닛(TDU)의 하측에 배치된다. 이로 인해, 터치 센서 영역(TSA), 구동 라인들(TL1~TL16), 및 감지 라인들(RL1~RL33)은 제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 제3 접지 라인(GRL3), 및 제4 접지 라인(GRL4)에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 그러므로, 외부로부터 정전기가 인가되는 경우, 정전기는 제1 접지 라인(GRL1), 제2 접지 라인(GRL2), 제3 접지 라인(GRL3) 및 제4 접지 라인(GRL4)으로 방전될 수 있다. 즉, 터치 센서 영역(TSA), 구동 라인들(TL1~TL16), 및 감지 라인들(RL1~RL33)은 정전기로부터 보호될 수 있다.
또한, 제1 가드 라인(GL1)은 제1 내지 제20 감지 라인들(RL28~RL40)이 제1 접지 라인(GRL1)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제2 가드 라인(GL2)은 제21 내지 제33 감지 라인들(RL21~RL33)이 제2 접지 라인(GRL1)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제3 가드 라인(GL3)은 제9 내지 제16 구동 라인들(TL9~TL16)이 제3 접지 라인(GRL3)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제4 가드 라인(GL4)은 제1 내지 제8 구동 라인들(TL1~TL8)이 제4 접지 라인(GRL4)의 전압 변화에 의해 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제5 가드 라인(GL6)은 제1 감지 라인(RL1)과 제16 구동 라인(TL1)이 서로 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다. 제6 가드 라인(GL6)은 제21 감지 라인(RL21)과 제1 구동 라인(TL1)의 서로 영향을 받는 것을 최소화하는 역할을 할 수 있다.
이를 위해, 제1 터치 전극(TE)들과 제2 터치 전극(RE)들이 상호 정전 용량 방식으로 구동되는 경우, 제1 가드 라인(GL1), 제2 가드 라인(GL2), 제3 가드 라인(GL3), 제4 가드 라인(GL4), 제5 가드 라인(GL5) 및 제6 가드 라인(GL6)에는 접지 전압이 인가될 수 있다. 또한, 제1 터치 전극(TE)들과 제2 터치 전극(RE)들이 자기 정전 용량 방식으로 구동되는 경우, 제1 가드 라인(GL1), 제2 가드 라인(GL2), 제3 가드 라인(GL3), 제4 가드 라인(GL4), 5 가드 라인(GL5) 및 제6 가드 라인(GL6)에는 구동 라인들(TL1~TL16) 및 감지 라인들(RL1~RL33)에 인가되는 구동 신호들과 동일한 구동 신호들이 인가될 수 있다.
제9 내지 제16 구동 라인들(TL9~TL16), 제1 내지 제20 감지 라인들(RL1~RL20), 제1 가드 라인(GL1). 제3 가드 라인(GL3), 제5 가드 라인(GL5), 제1 접지 라인(GRL1), 및 제3 접지 라인(GRL3)은 제1 터치 패드부(TP1)에 접속될 수 있다. 또한, 제1 내지 제8 구동 라인들(TL1~TL8), 제21 내지 제33 감지 라인들(RL21~RL33), 제2 가드 라인(GL2). 제4 가드 라인(GL4), 제6 가드 라인(GL6), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제4 접지 라인(GRL3)은 제2 터치 패드부(TP2)에 접속될 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 표시 패드들(DP)은 도 4에만 도시하고, 제1 터치 패드부(TP1)와 제2 터치 패드부(TP2)는 도 5에만 도시하였으나, 표시 패드들(DP), 제1 터치 패드부(TP1), 및 제2 터치 패드부(TP2)는 표시 패널(100)의 돌출 영역(PA)의 끝 단에 함께 배치될 수 있다. 이 때, 표시 패드들(DP)은 제1 터치 패드부(TP1)와 제2 터치 패드부(TP2) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 터치 패드부(TP1)는 표시 패드들(DP)의 좌측에 배치되며, 제2 터치 패드부(TP2)는 표시 패드들(DP)의 우측에 배치될 수 있다.
제9 내지 제16 구동 라인들(TL9~TL16)은 제1 터치 패드부(TP1)에 배치되고 제1 내지 제8 구동 라인들(TL1~TL8)은 제2 터치 패드부(TP2)에 배치됨으로써, 배선 배치의 균일성을 높임과 동시에 전술한 표시 패드들(DP)이 배치될 영역을 제공할 수 있게 된다. 또한, 제1 내지 제16 구동 라인들(TL1~TL16)이 터치 센서 영역(TSA)의 하측 끝에 배치된 제1 내지 제16 열들(ER1~ER16)의 제1 터치 전극(TE)들에만 연결되는 싱글 라우팅 구조를 가지므로, 터치 주변 영역(TPA)을 감소시킬 수 있다.
도 6은 도 5의 A 영역에 있어서. 표시 유닛의 발광 영역들과 제1 터치 전극의 형상 및 배치 관계의 일 예를 보여주는 평면도이다. 도 6에서는 발광 영역들(EMA1, EMA2, EMA3)과 터치 전극들(TE, RE)의 형상 및 배치를 설명하기 위하여, 발광 영역들(EMA1, EMA2, EMA3)과 제1 터치 전극(TE)을 일 예시로 설명하나, 발광 영역들(EMA1, EMA2, EMA3)과 제2 터치 전극(RE)의 형상 및 배치도 동일하다.
도 6을 참조하면, 제1 터치 전극(TE)은 복수의 개구부들(OP)을 포함할 수 있다. 복수의 개구부들(OP)은 제1, 제2 및 제3 개구부들(OP1, OP2, OP3)을 포함할 수 있다. 제1, 제2 및 제3 개구부들(OP1, OP2, OP3)은, 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 개구부(OP1)들의 크기보다 제3 개구부(OP3)들의 크기가 작고, 제3 개구부(OP3)들의 크기보다 제2 개구부(OP2)들의 크기가 작을 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1, 제2 및 제3 개구부들(OP1, OP2, OP3) 중 하나만 다른 크기를 가질 수도 있으며, 제1, 제2 및 제3 개구부들(OP1, OP2, OP3)은 모두 동일한 크기를 가질 수도 있다.
제1, 제2 및 제3 발광 영역들(EMA1, EMA2, EMA3)은 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 영역(EMA1)들의 크기보다 제3 발광 영역(EMA3)들의 크기가 작고, 제3 발광 영역(EMA3)들의 크기보다 제2 발광 영역(EMA2)들의 크기가 작을 수 있다. 이와 같은 제1, 제2 및 제3 발광 영역들(EMA1, EMA2, EMA3)은 후술할 화소 정의막에 의해 구획될 수 있다. 여기서, 발광 영역이란 도 7에 도시된 발광 소자(170)에서 생성된 광이 표시 유닛(DU)의 외부로 방출되는 영역으로 정의될 수 있다.
표시 유닛(DU)에서 제1 발광 영역(EMA1)들의 개수와 제3 발광 영역(EMA3)들의 개수는 동일할 수 있다. 표시 유닛(DU)에서 제2 발광 영역(EMA2)들의 개수는 제1 발광 영역(EMA1)들의 개수의 두 배이고, 제3 발광 영역(EMA3)들의 개수의 두 배일 수 있다. 또한, 표시 유닛(DU)에서 제2 발광 영역(EMA2)들의 개수는 제1 발광 영역(EMA1)들의 개수와 제3 발광 영역(EMA3)들의 개수의 합과 동일할 수 있다.
제1 발광 영역(EMA1)들은 청색의 광을 출력할 수 있고, 제2 발광 영역(EMA2)들은 녹색의 광이 출력할 수 있으며, 제3 발광 영역(EMA3)들은 적색의 광을 출력할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 몇몇 실시예에서는 제4 발광 영역들을 더 포함할 수 있고, 몇몇 실시예에서는 제1, 제2 및 제3 발광 영역들(EMA1, EMA2, EMA3)이 백색의 광을 출력할 수도 있다.
도 6에서는 발광 영역(EMA)이 모서리가 둥근 사각 형상을 갖는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 영역(EMA)의 형상은 팔각 형상, 원 형상, 기타 다른 다각 형상 등으로 이루어질 수 있다.
제1, 제2 및 제3 개구부들(OP1, OP2, OP3)은 제1, 제2 및 제3 발광 영역들(EMA1, EMA2, EMA3)에 대응한다. 예를 들어, 제1 터치 전극(TE)의 제1 개구부(OP1)들은 표시 유닛(DU)의 제1 발광 영역(EMA1)들과 두께 방향인 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩하고, 제1 터치 전극(TE)의 제2 개구부(OP2)들은 표시 유닛(DU)의 제2 발광 영역(EMA2)들과 두께 방향인 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩하며, 제1 터치 전극(TE)의 제3 개구부(OP3)들은 표시 유닛(DU)의 제3 발광 영역(EMA3)들과 두께 방향인 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩할 수 있다. 이와 같이, 제1, 제2 및 제3 개구부들(OP1, OP2, OP3)이 제1, 제2 및 제3 발광 영역들(EMA1, EMA2, EMA3)에 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩하므로, 표시 유닛(DU)에서 출력되는 광은 터치 감지 유닛(TDU)을 효과적으로 통과하여 외부로 출력될 수 있게 된다. 이에 따라, 광 손실을 최소화할 수 있게 된다. 또한, 제1 터치 전극(TE)과 도 7에 도시된 제2 전극(173) 간의 중첩 면적을 줄일 수 있으므로, 제1 터치 전극(TE)과 제2 전극(173) 간의 기생 정전 용량을 줄일 수 있다. 한편, 제2 터치 전극(RE)은 제1 터치 전극 (TE)과 실질적으로 동일하게 형성될 수 있으므로, 제2 터치 전극(RE)에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ'의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 7에서는 제2 발광 영역(EMA2) 및 제2 개구부(OP2)가 형성된 영역을 기준으로 설명하나, 제1 및 제3 발광 영역(EMA1, EMA3)과, 제1 및 제3 개구부(OP1, OP3)가 형성된 영역도 크기의 차이만 있을 뿐 동일한 구조를 가진다.
도 6 및 도 7을 함께 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 제1 버퍼층(BF1)이 형성될 수 있다. 제1 버퍼층(BF1)은 투습에 취약한 기판(SUB)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(120)들과 발광 소자층(EML)의 유기 발광층(172)을 보호하기 위해 기판(SUB)의 일면 상에 형성될 수 있다. 제1 버퍼층(BF1)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 버퍼층(BF1)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 제1 버퍼층(BF1)은 생략될 수 있다.
제1 버퍼층(BF1) 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 9에서는 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(120)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.
제1 버퍼층(BF1) 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. 버퍼층과 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.
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 절연막 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), 유기 발광층(172), 및 제2 전극(173)을 포함할 수 있다.
제1 전극(171)은 평탄화막(160) 상에 형성될 수 있다. 제1 전극(171)은 보호막(150)과 평탄화막(160)을 관통하는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)에 접속된다.
유기 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.
유기 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 서브 화소들(RP, GP, BP)을 정의하는 화소 정의막으로 역할을 하기 위해 평탄화막(160) 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.
제2 발광 영역(EMA2)은 제1 전극(171), 유기 발광층(172), 및 제2 전극(173)이 순차적으로 적층되어 제1 전극(171)으로부터의 정공과 제2 전극(173)으로부터의 전자가 유기 발광층(172)에서 서로 결합되어 발광하는 영역을 나타낸다. 제1, 제2 및 제3 발광 영역들(EMA1. EMA2, EMA3) 각각은 발광 소자(170)를 포함할 수 있다.
제1 전극(171)과 화소 정의막(180) 상에는 유기 발광층(172)이 형성된다. 유기 발광층(172)은 유기 물질을 포함하여 소정의 색을 발광할 수 있다. 예를 들어, 유기 발광층(172)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기 물질층, 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다.
제2 전극(173)은 유기 발광층(172) 상에 형성된다. 제2 전극(173)은 유기 발광층(172)을 덮도록 형성될 수 있다. 제2 전극(173)은 제1, 제2 및 제3 발광 영역들(EMA1. EMA2, EMA3)에 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 봉지막(190)을 포함한다.
봉지막(190)은 제2 전극(173) 상에 배치된다. 봉지막(190)은 유기 발광층(172)과 제2 전극(173)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하기 위해 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 또한, 봉지막(190)은 먼지와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EML)을 보호하기 위해 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 봉지막(190)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 제2 버퍼층(BF2)이 형성된다. 제2 버퍼층(BF2)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 버퍼층(BF2)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 버퍼층(BF2)은 생략될 수도 있다.
제2 버퍼층(BF2) 상에는 터치 감지 유닛(TDU)이 배치된다. 터치 감지 유닛(TDU)은 도 5와 같이 제1 터치 전극(TE)들, 제2 터치 전극(RE)들, 제1 연결 전극(BE1)들, 제2 연결 전극(BE2)들, 구동 라인(TL1~T16)들, 감지 라인들(RL1~RL33), 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5, GL6), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3, GRL4)을 포함할 수 있다. 도 7에서는 터치 감지 유닛(TDU)의 제1 터치 전극(TE)만이 도시되었다.
제2 버퍼층(BF2) 상에는 제1 절연층(IL1) 및 제2 절연층(IL2)이 배치된다.
제1 절연층(IL1)은 무기물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 절연층(IL1)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층을 포함하여 이루어질 수 있다.
제 2 절연층(IL2)은 유기물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 절연층(IL2)은 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.
제1 절연층(IL1)과 제2 버퍼층(BF2) 사이에는 제2 연결 전극(BE2)이 배치되고, 제1 절연층(IL1) 및 제2 절연층(IL2) 사이에는 제1 터치 전극(TE), 제2 터치 전극(RE) 및 제1 연결 전극(BE1)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 절연층(IL1) 및 제2 절연층(IL2) 사이에는 구동 라인(TL1~TL16)들, 감지 라인들(RL1~RL33), 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5, GL6), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3, GRL6)이 배치될 수 있다. 제1 터치 전극(TE)들, 제2 터치 전극(RE)들, 제1 연결 전극(BE1)들, 제2 연결 전극(BE2)들의 구체적인 배치 관계는 후술한다.
제1 터치 전극(TE)들, 제2 터치 전극(RE)들, 제1 연결 전극(BE1)들, 제2 연결 전극(BE2)들, 구동 라인(TL1~TL16)들, 감지 라인들(RL1~RL33), 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5, GL6), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3, GRL6)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예시적으로 상기 도전성 물질은 금속이나 이들의 합금을 포함할 수 있다. 상기 금속으로는 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu), 백금(Pt) 등을 들 수 있다. 또한, 제1 터치 전극(TE)들, 제2 터치 전극(RE)들, 제1 연결 전극(BE1)들, 제2 연결 전극(BE2)들, 구동 라인(TL1~TL16)들, 감지 라인들(RL1~RL33), 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5, GL6), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3, GRL6)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수도 있다. 상기 투명 도전성 물질로는 은나노와이어(AgNW), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Antimony Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 및 SnO2(Tin Oxide), 카본나노튜브(Carbon Nano Tube), 그래핀 (graphene) 등을 들 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1 터치 전극(TE)들, 제2 터치 전극(RE)들, 제1 연결 전극(BE1)들, 제2 연결 전극(BE2)들, 구동 라인(TL1~TL16)들, 감지 라인들(RL1~RL33), 가드 라인들(GL1, GL2, GL3, GL4, GL5, GL6), 및 접지 라인들(GRL1, GRL2, GRL3, GRL6)은 단층구조로 이루어지거나, 또는 다층구조로 이루어질 수도 있으며, 다층구조로 이루어지는 경우, 제1 터치 전극(TE)들은 다층의 금속층들을 포함할 수 있다. 예시적으로 Ti/Al/Ti의 3층 구조를 가질 수도 있다.
도 8는 도 5의 B 영역을 확대한 일 실시예의 도면이고, 도 9는 도 8의 B_1 영역을 확대한 일 실시예의 도면이고, 도 10 도 8의 B_1 영역을 확대한 다른 실시예의 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 터치 전극(TE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 이격되어 배치되되, 제2 방향(Y축 방향)으로 이웃한 제1 터치 전극(TE)들은 제1 연결 전극(BE1)들을 통하여 전기적으로 연결된다. 제1 연결 전극(BE1)들은 제1 터치 전극(TE)들과 동일층에 배치되며, 제1 터치 전극(TE)들을 형성하는 과정에서 함께 형성될 수 있다. 또한, 제1 터치 전극(TE)들과 제1 연결 전극(BE1)들은 일체로 구성될 수 있다.
제2 터치 전극(RE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 이격되어 배치되되, 제1 방향(X축 방향)으로 이웃한 제2 터치 전극(RE)들은 제2 연결 전극(BE2)들을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 연결 전극(BE2)들은 제2 터치 전극(RE)들과 다른 층에 배치되며, 컨택홀(CTH)을 통하여 제2 터치 전극(TE)들과 접촉할 수 있다. 제2 연결 전극(BE2)들은 평면 상 "<" 또는 ">"와 같이 적어도 한 번 절곡되도록 형성될 수 있으나, 제2 연결 전극(BE)들 각각의 평면 형태는 이에 한정되지 않는다. 제2 연결 전극(BE2)들은 제1 터치 전극(TE)들과 제2 터치 전극(RE)들 일부에 두께 방향인 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩할 수 있다. 컨택홀(CTH)은 제2 연결 전극(BE2)들과 제2 터치 전극(RE)들이 중첩하는 영역에 배치되며, 이웃하는 제2 터치 전극(RE)들은 컨택홀(CTH)을 통하여 이웃하는 제2 연결 전극(BE2)에 각각 접촉하며, 제1 방향(Z축 방향)으로 이웃하는 제2 터치 전극(RE)들은 제2 연결 전극(BE2)을 통하여 전기적으로 연결된다.
도 9를 참조하면, 제2 연결 전극(BE2)은, 제2 방향(Y축 방향)으로 절곡된 제1 연결부(BE2a)와, 제2 방향(Y축 방향)의 반대 방향으로 절곡된 제2 연결부(BE2b)를 포함할 수 있다. 제1 연결부(BE2a) 및 제2 연결부(BE2b)는 이웃하는 제2 터치 전극(RE)과 각각 전기적으로 연결된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 몇몇 실시예에서 제2 연결 전극(RE)은 제1 연결부(BE2a) 및 제2 연결부(BE2b) 중 어느 하나만으로 구성될 수도 있고, 제1 연결부(BE2a) 및 제2 연결부(BE2b)외에 추가적인 연결부를 더 포함할 수도 있다.
제2 방향(Y축 방향)으로 절곡된 제1 연결부(BE2a)의 일부는 상측에 배치된 제1 터치 전극(TE)과 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩될 수 있고, 제2 방향(Y축 방향)의 반대 방향으로 절곡된 제2 연결부(BE2b)의 일부는 하측에 배치된 제1 터치 전극(TE)과 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 몇몇 실시예에서 제1 연결부(BE2a) 및 제2 연결부(BE2b) 각각은 제1 방향으로 연장된 바(bar) 형상일 수 있고, 이 경우에는 제1 연결부(BE2a) 및 제2 연결부(BE2b) 각각은 제1 터치 전극(TE)과 제3 방향(Z축 방향)으로 비중첩될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 제1 연결부(BE2a) 및 제2 연결부(BE2b)는 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 연결부(BE2a)는 제2 방향(Y축 방향)으로 절곡된 형상일 수 있고, 제2 연결부(BE2b)는 제1 방향으로 연장된 바(bar) 형상일 수 있다. 이 경우, 제1 연결부(BE2a)의 일부는 상측에 배치된 제1 터치 전극(TE)과 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩되고, 제2 연결부(BE2b)의 하측에 배치된 제1 터치 전극(TE)과 제3 방향(Z축 방향)으로 비중첩되되, 제1 연결 전극(BE1)과 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩될 수 있다.
제1 연결부(BE2a) 및 제2 연결부(BE2b) 각각은 제1 연결 라인(BEL1), 제2 연결 라인(BEL2) 및 연결 패턴(BEP)을 포함할 수 있다.
제1 연결부(BE2a)를 기준으로 설명하면, 제1 연결부(BE2a)는 각각 중심부가 제2 방향(Y축 방향)으로 절곡된 제1 연결 라인(BEL1) 및 제2 연결 라인(BEL2)을 포함할 수 있다. 제1 연결 라인(BEL1) 및 제2 연결 라인(BEL2)은 서로 제2 방향(Y축 방향)으로 이격되어 배치되며, 제1 연결 라인(BEL1) 및 제2 연결 라인(BEL2) 각각의 일단과 타단에는 컨택홀(CTH)이 배치되며, 컨택홀(CTH)을 통하여 서로 다른 제2 터치 전극(RE)은 제1 연결 라인(BEL1) 및 제2 연결 라인(BEL2) 각각의 일단과 타단에 각각 접촉한다. 연결 패턴(BEP)은 이격된 제1 연결 라인(BEL1) 및 제2 연결 라인(BEL2)을 전기적으로 연결할 수 있다. 연결 패턴(BEP)은 다수 배치될 수 있다. 다만, 제1 연결부(BE2a) 및 제2 연결부(BE2b) 각각의 구성은 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 연결부(BE2a) 및 제2 연결부(BE2b) 각각은 하나의 연결 라인으로 구성될 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에서는 도 10 과 같이, 제1 연결부(BE2a_1) 및 제2 연결부(BE2b_1) 각각이 제1 연결 라인(BEL1), 제2 연결 라인(BEL2) 및 연결 패턴(BEP)을 포함하되, 제2 연결 라인(BEL2)이 단선부(CTP)를 포함할 수 있다. 이 경우, 이웃하는 제2 터치 전극(RE)들은 제1 연결 라인(BEL1)을 통하여만 연결될 수 있다.
도 11은 도 9의 Ⅲ-Ⅲ'을 따라 자른 단면도이고, 도 12는 도 11은 도 9의 Ⅳ-Ⅳ'을 따라 자른 단면도이고, 도 13은 도 9의 Ⅴ-Ⅴ'을 따라 자른 단면도이다. 터치 감지 유닛(TDU)의 각 구성에 대해서는 도 5 내지 도 10에서 구체적으로 설명하였으므로, 도 11 내지 도 13에서는 터치 감지 유닛(TDU)을 이루는 구성이 적층되는 구조에 대해서 설명한다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 터치 감지 유닛(TDU)은 제2 터치 전극(RE)들과 제2 연결 전극(BE2)들이 접촉하는 영역인 컨택 영역(CTA)과, 제1 터치 전극(TE)들이 배치된 제1 터치 전극 영역(TEA), 제2 터치 전극(RE)이 배치된 제2 터치 전극 영역(REA)을 포함할 수 있다.
제2 버퍼층(BF2)상에는 제2 연결 전극(BE2)들이 배치될 수 있으며, 제2 연결 전극(BE2)들 상에 제1 절연층(IL1)이 배치된다. 제1 절연층(IL1)은 제2 연결 전극(BE2)들의 일부를 노출하는 컨택홀(CHT)을 포함할 수 있다.
제1 절연층(IL1) 상에는 제1 터치 전극(TE)들과, 제2 터치 전극(RE)들 및 제1 연결 전극(BE1)들이 배치될 수 있으며, 제2 터치 전극(RE)들은 제1 절연층(IL1)에 배치된 컨택홀(CTH)을 통하여 제2 연결 전극(BE2)에 접촉할 수 있다.
제1 절연층(IL1)과, 제1 터치 전극(TE)들과, 제2 터치 전극(RE)들 및 제1 연결 전극(BE1)들 상에는 제2 절연층(IL2)이 배치될 수 있다.
제1 절연층(IL1) 상에 배치된 제2 연결 전극(BE2)은 제1 두께(D1)를 가질 수 있으며, 제2 절연층(IL2) 상에 배치되어, 컨택홀(CHT)을 통하여 제2 연결 전극(BE2)과 전기적으로 연결되는 제2 터치 전극(RE)들은 제2 두께(D2)를 가질 수 있다. 제2 연결 전극(BE2)의 제1 두께(D1)와 제2 터치 전극(RE)들의 제2 두께(D2)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제2 연결 전극(BE2)의 제1 두께(D1)가 제2 터치 전극(RE)들의 제2 두께(D2)보다 얇을 수 있다. 구체적으로, 제2 연결 전극(BE2)의 제1 두께(D1)는 500Å 내지 2300Å일 수 있으며, 제2 터치 전극(RE)들의 제2 두께(D2)는 2300Å 내지 4000Å일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 절연층(IL2) 상에 배치되는 제1 터치 전극(TE)들 및 제1 연결 전극(BE1)들은 제3 두께(D3)를 가질 수 있다. 제1 터치 전극(TE)들 및 제1 연결 전극(BE1)들의 제3 두께(D3)는 제2 연결 전극(BE2)의 제1 두께(D1)보다 두꺼울 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 제3 두께(D3)는 제2 두께(D2)와 동일할 수 있다. 제1 터치 전극(TE)들, 제2 터치 전극(RE)들 및 제1 연결 전극(BE1)들은 동일 공정에서 형성되므로, 제2 터치 전극(RE)들의 제2 두께(D2)와 제1 터치 전극(TE)들 및 제1 연결 전극(BE1)들의 제3 두께(D3)를 동일할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 터치 전극(TE)들과, 제2 터치 전극(RE)들 및 제1 연결 전극(BE1)들은 각각 다른 공정을 통하여 형성할 수 있으며, 이 경우에는 제2 터치 전극(RE)들의 제2 두께(D2)와 제1 터치 전극(TE)들 및 제1 연결 전극(BE1)들의 제3 두께(D3)는 서로 다를 수 있다.
제1 절연층(IL1)은 무기물질을 포함하여 이루어지므로, 제2 연결 전극(BE2)이 배치된 영역에서 제1 절연층(IL1)은 단차를 가지게 된다. 단차를 갖는 제1 절연층(IL1) 상에 제1 터치 전극(TE)이 배치되는 경우, 제1 터치 전극(TE)은 단차 영역(RIA)과 제2 연결 전극(BE2)과 두께 방향으로 중첩하는 중첩 영역(OVA)을 갖는다. 단차 영역(RIA)과 제2 연결 전극(BE2)의 모서리 사이의 영역으로 정의되는 취약부(WP)에서는 제2 연결 전극(BE2)과 제1 터치 전극(TE) 간에 쇼트가 유발되며, 이에 따라, 터치 감지 유닛의 불량이 발생된다. 본 실시예와 같이 제2 연결 전극(BE)의 제1 두께(D1)를 감소시키는 경우, 도 13과 같이 제1 절연층(IL1)의 단차가 완화되어, 취약부(WP)를 보강할 수 있게 된다. 이에 따라, 취약부(WP)에서 제2 연결 전극(BE2)과 제1 터치 전극(TE)의 쇼트가 발생되는 문제를 미연에 방지할 수 있게 된다.
도 14는 도 5의 C 영역의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이고, 도 15는 도 14의 Ⅵ-Ⅵ'를 따라 자른 단면도이며, 도 16은 도14의 Ⅶ-Ⅶ'를 따라 자른 단면도이다. 도 14 내지 도 16은 일 실시예에 따른 구동 배선 및 감지 라인을 설명하기 위해 참조되는 도면으로, 제20 감지 라인(RL20)을 기준으로 설명하나, 다른 구동 배선 및 감지 라인도 동일한 구조를 갖는다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 제20 감지 라인(RL20)은 제20a 감지 라인(RL20a)과 제20b 감지 라인(RL20b)을 포함할 수 있다.
제20a 감지 라인(RL20a)은 제1 두께(D4)와 동일한 제4 두께(D4)를 가지며, 제2 버퍼층(BF2) 상에 배치될 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 제2 연결 전극(BE2)들의 일부를 노출하는 배선 컨택홀(CHTL)을 포함할 수 있다.
제1 절연층(IL1) 상에는 제2 및 제3 두께(D2, D3)와 동일한 제5 두께(D5)를 갖는 제20b 감지 라인(RL20b)이 배치될 수 있으며, 제20b 감지 라인(RL20b)은 제1 절연층(IL1)에 배치된 배선 컨택홀(CTHL)을 통하여 제20a 감지 라인(RL20a)에 접촉할 수 있다. 제1 절연층(IL1)과, 제20b 감지 라인(RL20b) 상에는 제2 절연층(IL2)이 배치될 수 있다.
제20 감지 라인(RL20)은 제20a 감지 라인(RL20a)과 제20b 감지 라인(RL20b)이 접촉하는 배선 컨택 영역(CTHL)과 제20a 감지 라인(RL20a)과 제20b 감지 라인(RL20b)이 두께 방향으로 중첩 영역(OVA)을 포함할 수 있으며, 배선 컨택 영역(CTHL)은 중첩 영역(OVA)에 포함될 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만, 제20a 감지 라인(RL20a)과 제20b 감지 라인(RL20b) 각각은 메쉬 구조로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 제20 감지 라인(RL20)이 제1 절연층(IL1)을 사이에 두고 두께 방향으로 중첩하되, 배선 컨택홀(CTHL)을 통해 서로 전기적으로 연결된 제20a 감지 라인(RL20a)과 제20b 감지 라인(RL20b)으로 구성되므로, 제20a 감지 라인(RL20a)의 저항과 제20b 감지 라인(RL20b)의 저항이 병렬로 연결되어 저항을 감소되는 이점이 있다. 이에 따라, 터치 감지 유닛(TDU)의 터치 감도를 향상시킬 수 있게 된다.
도 17는 터치 감지 유닛의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 17의 실시예는 터치 감지 유닛(TDU_1)에 있어서, 제1 방향(X축 방향)이 장축이고, 제2 방향(Y축 방향)이 단축이며, 제1 터치 전극(TE)들이 컨택홀(CHT)을 통하여 제1 방향(X축 방향)으로 배치된 제1 연결 전극(BE1)들에 연결되는 구조인 점에서 도 5의 실시예와 차이점이 있다. 도 5와 중복되는 설명은 생략하고, 차이점 위주로 설명한다.
도 17을 참조하면, 터치 감지 유닛(TDU_1)의 터치 센서 영역(TSA)은 제1 방향(X축 방향)으로 연장하되 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 마주하는 제1 장변(LS1) 및 제2 장변(LS2)을 포함하고, 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 연장되되, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 마주하는 제1 단변(SS1) 및 제2 단변(SS2)을 포함할 수 있다.
터치 센서 영역(TSA)에는 제1 방향(X축 방향)으로 33 개의 제1 터치 전극(TE)들이 배치되고, 제2 방향(Y축 방향)으로 16 개의 제2 터치 전극(RE)들이 배치될 수 있다. 즉, 터치 전극들(TE, RE)들은 16 개의 행들(EC1~EC16)과 33 개의 열들(ER1~ER33)에 배치될 수 있으며, 33개의 열들(ER1~ER33)에는 제1 터치 전극(TE)들이 배치되고, 16개의 행들(EC1~EC16)에는 제2 터치 전극(RE)들이 배치될 수 있다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 일 예시이며, 이에 한정되는 것은 아니다. 터치 센서 영역(TSA)에 배치되는 터치 전극들(TE, RE)들의 개수 및 배치는 이에 한정되지 않는다.
제1 터치 전극(TE)들, 제2 터치 전극(RE)들 및 제2 연결 전극(BE2)은 동일층에 배치될 수 있으며, 제1 연결 전극(BE1)은 제1 터치 전극(TE)들, 제2 터치 전극(RE)들 및 제2 연결 전극(BE2)과 다른층에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 연결 전극(BE1)은 제1 터치 전극(TE)들, 제2 터치 전극(RE)들 및 제2 연결 전극(BE2) 하부에 배치되고, 제1 터치 전극(TE)들은 컨택홀을 통하여 제1 연결 전극(BE1)들에 접촉할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 연결 전극(BE1)은 제1 터치 전극(TE)들, 제2 터치 전극(RE)들 및 제2 연결 전극(BE2) 상부에 배치될 수도 있다.
제1 터치 전극(TE)들은 제1 연결 전극(BE1)들을 통하여 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 터치 전극(RE)들은 제2 연결 전극(BE2)들을 통하여 제2 방향(Y축 방향)과 교차하는 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 될 수 있다. 장축과 단축을 갖는 터치 감지 유닛(DU)의 경우, 장축 방향에서 감도의 편차가 단축 방향에서 감도의 편차보다 크고, 장축 방향의 감도의 편차에 따라 터치 감지 유닛(TDU) 전체에서 터치 감도가 저하되게 된다. 이에 따라, 본 실시예에서는 제1 연결 전극(BE1)들이 단축 방향으로 배치된 제1 터치 전극(TE)들을 제2 방향(Y축 방향)으로 연결하여, 장축 방향으로 배치된 제2 터치 전극(RE)들의 저항을 감소시켜, 장축 방향으로 배치된 제2 터치 전극(RE)들의 감도 편차를 효과적으로 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 터치 감지 유닛(TDU_1) 전체의 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
구동 라인(TL)들과 감지 라인(RL)들은 터치 주변 영역(TPA)에 배치될 수 있다. 구동 라인(TL)들은 제1 터치 전극(TE)들과 전기적으로 연결될 수 있고, 감지 라인(RL)들은 제2 터치 전극(RE)들과 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 터치 전극(TE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된다. 이로 인해, 구동 라인들(TL1~TL33)은 제2 방향(Y축 방향)으로 전기적으로 연결된 제1 터치 전극(TE)들 중 일 측 끝에 배치된 제1 터치 전극(TE)들에 접속된다.
예를 들어, 제1 내지 제33 구동 라인들(TL1~TL33)은 터치 센서 영역(TSA)의 하측 끝에 배치된 제1 내지 제33 열들(ER1~ER33)의 제1 터치 전극(TE)들에 일대일로 연결될 수 있다. 제1 구동 라인(TL1)은 터치 센서 영역(TSA)의 가장 우측에 배치되는 제1 열(ER1)에서 제2 장변(LS2)에 가장 인접한 제1 터치 전극(TE)에 연결될 수 있다. 제33 구동 라인(TL33)은 터치 센서 영역(TSA)의 가장 좌측에 배치되는 제33 열(ER33)에서 제2 장변(LS2)에 가장 인접한 제1 터치 전극(TE)에 연결될 수 있다. 도 17에서는 제1 열(ER1)이 터치 센서 영역(TSA)의 가장 우측이고, 제33 열(ER33)이 터치 센서 영역(TSA)의 가장 좌측이며, 제2 내지 제32 열(ER2~ER32)이 제1 열(ER1)과 제33 열(ER33) 사이에 순차적으로 배치된 것을 예시하였다.
또한, 제2 터치 전극(RE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결된다. 이로 인해, 감지 라인들(RL1~RL16)은 제1 방향(X축 방향)으로 전기적으로 연결된 제2 터치 전극(RE)들 중 일 측 또는 타 측 끝에 배치된 제2 터치 전극(RE)에 접속된다. 또한, 감지 라인들(RL1~RL16)은 터치 센서 영역(TSA)의 좌측 및 우측에 나뉘어 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 17과 같이 제1 내지 제10 감지 라인들(RL1~RL10)은 터치 센서 영역(TSA)의 좌측에 배치될 수 있다. 제1 내지 제10 감지 라인들(RL1~RL10)은 터치 센서 영역(TSA)의 좌측에 배치된 제1 내지 제10 행들(EC1~EC10)의 제2 터치 전극(RE)들에 일대일로 연결될 수 있다. 제1 감지 라인(RL1)은 터치 센서 영역(TSA)의 가장 하측에 배치되는 제1 행(EC1)에서 제1 단변(SS2)에 가장 인접한 제2 터치 전극(RE)에 연결될 수 있다. 제10 감지 라인(RL10)은 터치 센서 영역(TSA)의 제10 행(EC10)에서 제1 단변(SS1)에 가장 인접한 제2 터치 전극(RE)에 연결될 수 있다. 도 17에서는 제1 행(EC1)이 터치 센서 영역(TSA)의 가장 하측이고, 제2 내지 제10 행(EC2~EC10)이 제1 행(EC1)으로부터 상측 방향(Y축 방향)으로 순차적으로 배치된 것을 예시하였다.
또한, 제11 내지 제16 감지 라인들(RL11~RL16)은 터치 센서 영역(TSA)의 우측에 배치될 수 있다. 제11 내지 제16 감지 라인들(RL11~RL16)은 터치 센서 영역(TSA)의 우측에 배치된 제11 내지 제16 행들(EC11~EC16)의 제2 터치 전극(RE)들에 일대일로 연결될 수 있다. 제11 감지 라인(RL11)은 터치 센서 영역(TSA)의 제11 행(EC11)에서 제2 단변(SS2)에 가장 인접한 제2 터치 전극(RE)들에 연결될 수 있다. 제16 감지 라인(RL16)은 터치 센서 영역(TSA)의 제16 행(EC16)에서 제2 단변(SS2)에 가장 인접한 제2 터치 전극(RE)들에 연결될 수 있다. 도 17에서는 제12 내지 제16 행(EC12~EC16)이 제11 행(EC11)으로부터 상측 방향(Y축 방향)으로 순차적으로 배치된 것을 예시하였다.
한편, 본 명세서에서 설명의 편의를 위해, 제1 내지 제10 감지 라인들(RL1~RL10)은 제1 그룹의 감지 라인들 또는 제1 그룹의 제2 터치 라인들로 정의되고, 제11 내지 제16 감지 라인들(RL11~RL16)은 제2 그룹의 감지 라인들 또는 제2 그룹의 제2 터치 라인들로 정의될 수 있다. 이 경우, 제1 그룹의 감지 라인들(RL1~RL10)은 터치 센서 영역(TSA)의 좌측에 배치되고, 제2 그룹의 감지 라인들(RL11~RL16)은 터치 센서 영역(TSA)의 우측에 배치될 수 있다. 이와 같은 구조는 감지라인들(RL1~RL16)이 홀수행과 짝수행에 교번 배치되는 구조에 비하여 감도 편차가 감소되어, 터치 감도가 향상되는 이점이 있다.
또한, 제1 그룹의 감지 라인들은 10 개인 반면에, 제2 그룹의 감지 라인들은 6 개일 수 있다. 즉, 제1 그룹의 감지 라인들의 개수와 제2 그룹의 감지 라인들의 개수는 상이할 수 있다. 제2 그룹의 감지 라인들의 길이들이 제1 그룹의 감지 라인들의 길이들에 비해 길기 때문에, 제2 그룹의 감지 라인들의 폭들을 제1 그룹의 감지 라인들의 폭들보다 넓게 형성하는 경우, 제1 그룹의 감지 라인들과 제2 그룹의 감지 라인들 사이의 저항 편차를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
제1 가드 라인(GL1)은 제1 접지 라인(GRL1)과 제10 감지 라인(RL10) 사이에 위치되되, 터치 센서 영역(TSA)의 하측 일부, 좌측 및 상측 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제2 가드 라인(GL2)은 제2 접지 라인(GRL2)과 제16 감지 라인(RL16)의 사이에 위치되되, 터치 센서 영역(TSA)의 하측 일부, 우측 및 상측 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제1 가드 라인(GL1) 및 제2 가드 라인(GL2)의 각각의 일단은 터치 센서 영역(TSA)의 상측에서 서로 마주하며 제1 방향(X축 방향)으로 이격될 수 있다.
제3 가드 라인(GL3)은 제3 접지 라인(GRL3)과 제17 구동 라인(TL17) 사이에 위치되되, 터치 센서 영역(TSA)의 하측 일부와 마주할 수 있다. 제4 가드 라인(GL3)은 제4 접지 라인(GRL4)과 제16 구동 라인(TL16) 사이에 위치하되, 터치 센서 영역(TSA)의 하측 일부과 마주할 수 있다. 제5 가드 라인(GL5)은 제1 감지 라인(RL1)과 제33 구동 라인(TL33) 사이에 위치하고, 제6 가드 라인(GL6)은 제11 감지 라인(RL11)과 제1 구동 라인(TL1) 사이에 위치할 수 있다.
제17 내지 제33 구동 라인들(TL17~TL33), 제1 내지 제10 감지 라인들(RL1~RL10), 제1 가드 라인(GL1). 제3 가드 라인(GL3), 제5 가드 라인(GL5), 제1 접지 라인(GRL1), 및 제3 접지 라인(GRL3)은 제1 터치 패드부(TP1)에 접속될 수 있다. 제1 내지 제16 구동 라인들(TL1~TL16), 제11 내지 제16 감지 라인들(RL11~RL16), 제2 가드 라인(GL2). 제4 가드 라인(GL4), 제6 가드 라인(GL6), 제2 접지 라인(GRL2), 및 제4 접지 라인(GRL3)은 제2 터치 패드부(TP2)에 접속될 수 있다. 제17 내지 제33 구동 라인들(TL17~TL33)은 제1 터치 패드부(TP1)에 배치되고 제1 내지 제16 구동 라인들(TL1~TL16)은 제2 터치 패드부(TP2)에 배치됨으로써, 배선 배치의 균일성을 높임과 동시에 전술한 표시 패드들(DP)이 배치될 영역을 제공할 수 있게 된다. 또한, 제1 내지 제33 구동 라인들(TL1~TL33)이 터치 센서 영역(TSA)의 하측 끝에 배치된 제1 내지 제33 열들(ER1~ER33)의 제1 터치 전극(TE)들에만 연결되는 싱글 라우팅 구조를 가지므로, 터치 주변 영역(TPA)을 감소시킬 수 있다.
도 18은 터치 감지 유닛의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 19는 도 18의 D 영역을 확대한 일 실시예의 도면이며, 도 20은 도 18의 D 영역을 확대한 다른 실시예의 도면이고, 도 21는 도 18의 D 영역을 확대한 다른 실시예의 도면이고, 도 22는 도 18의 D 영역을 확대한 다른 실시예의 도면이고, 도 23은 도 18의 D 영역을 확대한 일 실시예의 도면이다. 도 18 내지 도 23의 실시예는 터치 전극들(TE, RE)에 더미 패턴(DMP)이 형성된다는 점에서, 도 5의 실시예와 차이점이 있다. 도 5의 실시예와 중복되는 설명은 피하고, 차이점 위주로 설명한다.
도 18 내지 도 23을 참조하면, 터치 감지 유닛(TDU_2)은 더미 패턴(DMP)들을 포함할 수 있다. 더미 패턴(DMP)들은 터치 전극들(TE, RE)과 동일층에 배치될 수 있으며, 터치 전극들(TE, RE)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 더미 패턴(DMP)들은 터치 전극들(TE, RE)의 상층 또는 하층에 배치될 수 있으며, 터치 전극들(TE, RE)과 상이한 물질로 이루어질 수도 있다. 또한, 터치 전극들(TE, RE)이 메쉬 구조를 갖는 경우, 더미 패턴(DMP)들도 메쉬 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 터치 전극들(TE, RE)에는 더미 패턴(DMP)들을 배치하기 위한 패턴홀(PH)들이 형성될 수 있다. 예컨대, 터치 전극들(TE, RE)에는 적어도 중앙부분이 개구되어 터치 전극들(TE, RE)에는 아래에 위치하는 층을 노출할 수 있다. 예시적으로 터치 전극들(TE, RE) 아래에 제1 절연층(IL1)이 위치하는 경우, 제1 절연층(IL)의 일부는 패턴홀(PH)들을 통해 노출될 수 있다.
패턴홀(PH)들은 더미 패턴(DMP)들이 배치되기 위한 영역으로 패턴홀(PH)들 각각의 면적은 더미 패턴(DMP)들 각각의 면적보다 크게 이루지며, 패턴홀(PH)들에 위치한 더미 패턴(DMP)들은 터치 전극들(TE, RE)과 이격될 수 있다. 즉, 더미 패턴(DMP)은 패턴홀(PH)내에 아일랜드(Island) 형태로 배치될 수 있으며, 더미 패턴(DMP)들은 플로팅(Floating) 상태일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 몇몇 실시예에서는 더미 패턴(DMP)들에 그라운드 전압(Ground Voltage)이 인가될 수도 있다. 이와 같이, 터치 감지 유닛(TDU_2)의 터치 전극들(TE, RE)에 더미 패턴(DMP)들을 배치하여, 터치 전극들(TE, RE)의 기생 커패시턴스를 감소시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서 더미 패턴(DMP)들은 도 18 및 도 19와 같이, 마름모 형상을 가지며, 제1 터치 전극(TE)들의 패턴홀(PH) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 터치 전극(TE)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 이격되어 배치되되, 제2 방향(Y축 방향)으로 이웃한 제1 터치 전극(TE)들은 제1 연결 전극(BE1)들을 통하여 전기적으로 연결되고, 제2 터치 전극(RE)들은 제1 방향(X축 방향)으로 이격되어 배치되되, 컨택홀(CTH)을 통해 제2 연결 전극(BE2)들과 접촉하여, 제1 방향(X축 방향)으로 이웃한 제2 터치 전극(RE)들은 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제1 터치 전극(TE)들은 각각 마름모 형상의 패턴홀(PH)들을 포함할 수 있으며, 패턴홀(PH) 내에는 패턴홀(PH) 보다 작은 면적을 가지되, 패턴홀(PH)들과 동일한 형상의 더미 패턴(DMP)이 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서 더미 패턴(DMP_1)들 각각은 도 20과 같이, 제1 더미 패턴 유닛(DMP1) 및 제2 더미 패턴 유닛(DMP2)을 포함할 수 있다. 제1 더미 패턴 유닛(DMP1) 및 제2 더미 패턴 유닛(DMP2) 각각은 삼각 형상을 가질 수 있다. 제1 터치 전극(TE)들 각각은 서로 이격된 삼각 형상의 제1 패턴홀 유닛(PH1) 및 삼각 형상의 제2 패턴홀 유닛(PH1)을 포함하는 패턴홀(PH_1)이 배치될 수 있다. 제1 더미 패턴 유닛(DMP1) 및 제2 더미 패턴 유닛(DMP2)은 제1 터치 전극(TE)들 각각에 형성된 제1 패턴홀 유닛(PH1) 및 제2 패턴홀 유닛(PH1) 내에 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서 더미 패턴(DMP_2)들은 도 21과 같이, 마름모 형상을 가지며, 제1 터치 전극(TE)들의 패턴홀(PH_2) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 터치 전극(TE)들 각각은 서로 이격된 복수의 패턴홀(PH_2)이 배치되고, 더미 패턴(DMP_2)들은 제1 터치 전극(TE)들 각각에 형성된 복수의 패턴홀(PH_2)들에 각각 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서 더미 패턴(DMP_3)들은 도 22와 같이, 제1 터치 전극(TE)들 및 제2 터치 전극(RE)들의 패턴홀(PH_3) 내에 배치될 수 있다.
제1 터치 전극(TE)들은 제1 패턴홀(PHa)을 포함하고, 제2 터치 전극(RE)들은 제2 패턴홀(PHb)들을 포함할 수 있다. 또한, 제1 패턴홀(PHa)들 각각의 면적과 제2 패턴홀(PHb)들 각각의 면적은 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 패턴홀(PHa)들 각각의 면적은 제2 패턴홀(PHb)들 각각의 면적보다 클 수 있다.
더미 패턴(DMP_3)들은 서로 다른 면적을 갖는 제1 더미 패턴(DMPa)들과 제2 더미 패턴(DMPb)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 더미 패턴(DMPa)들의 면적은 제2 더미 패턴(DMPb)들의 면적보다 클 수 있다.
제1 터치 전극(TE)들의 제1 패턴홀(PHa)들에는 제1 더미 패턴(DMPa)들이 배치되고, 제2 터치 전극(RE)들의 제2 패턴홀(PHb)들 내에는 제2 더미 패턴(DMPb)들이 배치될 수 있다. 이와 같이, 상대적으로 기생 커패시턴스가 큰 제1 터치 전극(TE)들에 면적이 더 큰 제1 더미 패턴(DMPa)들을 배치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 터치 전극들(TE_1, RE_1)들은 도 23과 같이, 지그재그 형상의 변을 포함할 수 있다. 도 23에는 터치 전극들(TE_1, RE_1)들을 이루는 모든 변이 지그재그 형상의 변을 갖는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 터치 전극(TE_1) 및/또는 제2 터치 전극(RE_1)은 적어도 하나의 지그재그 형상의 변을 포함할 수 있다. 제1 터치 전극(TE_1) 및 제2 터치 전극(RE_1)이 지그재그 형상의 변을 포함하는 경우, 사용자에게 무아레(moire) 무늬가 시인되는 것을 방지할 수 있으며, 무아레 간섭으로 인한 표시 장치(10)의 표시 불량을 개선할 수 있다.
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
110: 스캔 구동부 120: 박막 트랜지스터
121: 액티브층 122: 게이트 전극
123: 소스 전극 124: 드레인 전극
130: 게이트 절연막 140: 층간 절연막
150: 보호막 160: 평탄화막
170: 발광 소자 171: 제1 전극
172: 유기 발광층 173: 제2 전극
180: 화소 정의막 190: 봉지막
200: 표시 구동 회로 300: 회로 보드
400: 터치 구동 회로 TE: 제1 터치 전극
RE: 제2 터치 전극 BE1: 제1 연결 전극
BE2: 제2 연결 전극

Claims (20)

  1. 장변 및 단변을 포함하는 터치 감지 영역에 상기 장변을 따라 배치되는 제1 터치 전극들과, 상기 단변을 따라 배치되는 제2 터치 전극들;
    상기 제1 터치 전극들을 상기 장변과 평행한 제1 방향으로 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극; 및
    상기 제2 터치 전극들을 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극을 포함하고,
    상기 제2 연결 전극의 두께는 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각의 두께와 다른 터치 감지 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 연결 전극의 두께는 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각의 두께보다 얇은 터치 감지 유닛.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 연결 전극 하부에 배치된 버퍼층; 및
    상기 제2 연결 전극 상부에 배치되되, 상기 제2 연결 전극의 일부를 노출하는 컨택홀을 포함하는 절연층을 더 포함하고,
    상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각은 상기 절연층 상에 배치되는 터치 감지 유닛.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 터치 전극들은 상기 컨택홀을 통하여 상기 제2 연결 전극에 접촉하는 터치 감지 유닛.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 연결 전극의 두께는 500Å 내지 2300Å이고, 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각의 두께는 2300Å 내지 4000Å인 터치 감지 유닛.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 연결 전극은 상기 절연층 상에 배치되되, 상기 제1 연결 전극의 두께는 상기 제2 연결 전극의 두께보다 두꺼운 터치 감지 유닛.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 터치 감지 영역을 둘러싸는 터치 주변 영역에 배치되되, 서로 이격된 제1 패드부 및 제2 패드부를 포함하는 패드부; 및
    상기 제1 터치 전극들에 접속하는 구동 라인들을 포함하고,
    상기 구동 라인들의 일단은 동일한 행에 배치된 상기 제1 터치 전극들에 각각 접속되고, 상기 구동 라인들 중 일부의 타단은 상기 제1 패드부에 접속되고, 상기 구동 라인들 중 나머지의 타단은 상기 제2 패드부에 접속되는 터치 감지 유닛.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 터치 전극들에 접속하는 감지 라인들을 더 포함하고,
    상기 감지 라인들은, 상기 터치 감지 영역의 일측에 위치하는 제1 감지 라인들 및 상기 터치 감지 영역의 타측에 위치하는 제2 감지 라인들을 포함하며,
    상기 터치 감지 영역은, 제2 영역과, 상기 제2 영역과 상기 패드부 사이에 위치하는 제1 영역을 포함하고,
    상기 제1 감지 라인들의 일단은 상기 제1 영역에 배치된 상기 제2 터치 전극들과 접속되고, 상기 제2 감지 라인들의 일단은 상기 제2 영역에 배치된 상기 제2 터치 전극들과 접속하는 터치 감지 유닛.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 감지 라인들의 타단은 상기 제1 패드부와 접속하고, 상기 제2 감지 라인들의 타단은 상기 제2 패드부와 접속하는 터치 감지 유닛.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 감지 라인들 및 상기 구동 라인들 각각은 두께 방향으로 중첩하는 복수의 층으로 이루어진 터치 감지 유닛.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 감지 라인들 및 상기 구동 라인들 각각은, 상기 버퍼층 상에 배치된 제1 층과, 상기 절연층 상에 배치된 제2 층을 포함하고, 상기 절연층은 상기 제2 층의 일부를 노출하는 배선 컨택홀을 포함하며, 상기 제1 층과 상기 제2 층은 상기 배선 컨택홀을 통하여 접촉하는 터치 감지 유닛.
  12. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 터치 전극들은 상기 절연층을 노출하는 제1 패턴홀을 포함하고,
    상기 제1 패턴홀에 배치된 제1 더미 패턴을 더 포함하는 터치 감지 유닛.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 더미 패턴은, 상기 제1 터치 전극과 동일층에 배치되되, 상기 제1 터치 전극과는 이격되는 터치 감지 유닛.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 터치 전극들은 상기 절연층을 노출하는 제2 패턴홀을 포함하고,
    상기 제2 패턴홀에 배치된 제2 더미 패턴을 더 포함하는 터치 감지 유닛.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 더미 패턴의 면적은 상기 제1 더미 패턴의 면적보다 작은 터치 감지 유닛.
  16. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 연결 전극은 상기 제1 터치 전극의 일부와 두께 방향으로 중첩하는 터치 감지 유닛.
  17. 표시 영역을 포함하는 표시 유닛; 및
    상기 표시 영역과 중첩하되, 장변과 단변을 포함하는 터치 감지 영역을 포함하는 터치 감지 유닛을 구비하고,
    상기 터치 감지 유닛은,
    상기 터치 감지 영역에 상기 장변을 따라 배치되는 제1 터치 전극들과, 상기 단변을 따라 배치되는 제2 터치 전극들;
    상기 제1 터치 전극들을 상기 장변과 평행한 제1 방향으로 전기적으로 연결하는 제1 연결 전극;
    상기 제2 터치 전극들을 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 전기적으로 연결하는 제2 연결 전극을 포함하고,
    상기 제2 연결 전극의 두께는 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각의 두께와 다른 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제2 연결 전극의 두께는 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각의 두께보다 얇은 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제2 연결 전극 하부에 배치된 버퍼층; 및
    상기 제2 연결 전극 상부에 배치되되, 상기 제2 연결 전극의 일부를 노출하는 컨택홀을 포함하는 절연층을 더 포함하고,
    상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 각각은 상기 절연층 상에 배치되는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 표시 영역은 발광 영역들을 포함하고,
    상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들은 개구부들을 포함하며,
    상기 발광 영역들과 상기 개구부들은 두께 방향으로 중첩하는 표시 장치.
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